[發(fā)明專利]一種可利用內(nèi)燃機廢氣的渦輪發(fā)電裝置

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• 申請日: 2020-08-10
• 公開（公告）號: CN111923715A
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 田亞明;陳文;王浩;陳翔;王誠
• 申請（專利權(quán)）人: 彩虹無人機科技有限公司
• 主分類號: B60K6/26
• 分類號: B60K6/26;H02K7/18;H02J7/14
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 李晶堯

本發(fā)明涉及一種可利用內(nèi)燃機廢氣的渦輪發(fā)電裝置，屬于內(nèi)燃機節(jié)能減排領(lǐng)域；包括油箱、內(nèi)燃機、內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速傳感器、離合器、車輪、驅(qū)動橋、變速箱、電動機、變壓器、蓄電池、穩(wěn)壓器、整流器、電子控制單元、廢氣渦輪轉(zhuǎn)速傳感器、廢氣渦輪、渦輪室、連桿、永磁式圓筒直線發(fā)電機和旁通閥；將燃油動力輸出線路產(chǎn)生的高溫廢氣通過廢氣渦輪和永磁式圓筒直線發(fā)電機轉(zhuǎn)換為電能；并通過蓄電池充電線路將電能存儲至蓄電池中，最后通過蓄電池動力輸出線路轉(zhuǎn)化為車輪的動能；本發(fā)明將內(nèi)燃機廢氣能量再次回收利用，用于給蓄電池充電，可以有效降低環(huán)境污染，解決高昂充電費用問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于內(nèi)燃機節(jié)能減排領(lǐng)域，涉及一種可利用內(nèi)燃機廢氣的渦輪發(fā)電裝置。

背景技術(shù)

面對嚴峻的環(huán)保壓力，傳統(tǒng)內(nèi)燃機動力汽車面臨巨大挑戰(zhàn)。油電混合動力汽車應(yīng)運而生，既有內(nèi)燃機動力性好、反應(yīng)快和工作時間長的優(yōu)點，又有電動機無污染和低噪聲的好處，達到了發(fā)動機和電動機的最佳匹配，具有廣泛的應(yīng)用前景

但是油電混合動力汽車依然存在一些問題，如：當內(nèi)燃機單獨工作時，燃油利用率較低,大部分能量被內(nèi)燃機廢氣直接帶走；當動力來源是大功率電池，行駛里程較長時，需要預(yù)先給蓄電池長時間充電，造成時間成本浪費和高昂的充電費用等。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提出一種可利用內(nèi)燃機廢氣的渦輪發(fā)電裝置，將內(nèi)燃機廢氣能量再次回收利用，用于給蓄電池充電，可以有效降低環(huán)境污染，解決高昂充電費用問題。

本發(fā)明解決技術(shù)的方案是：

一種可利用內(nèi)燃機廢氣的渦輪發(fā)電裝置，包括油箱、內(nèi)燃機、內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速傳感器、離合器、車輪、驅(qū)動橋、變速箱、電動機、變壓器、蓄電池、穩(wěn)壓器、整流器、電子控制單元、廢氣渦輪轉(zhuǎn)速傳感器、廢氣渦輪、渦輪室、連桿、永磁式圓筒直線發(fā)電機和旁通閥；其中，油箱、內(nèi)燃機、離合器、驅(qū)動橋依次連通組成燃油動力輸出線路；內(nèi)燃機通過排氣管路與渦輪室連通；旁通閥設(shè)置在排氣管路上；廢氣渦輪設(shè)置在渦輪室內(nèi)；永磁式圓筒直線發(fā)電機設(shè)置在渦輪室的一側(cè)；連桿的一端與廢氣渦輪側(cè)壁柔性連接；連桿的另一端與永磁式圓筒直線發(fā)電機的動子柔性連接；永磁式圓筒直線發(fā)電機的發(fā)電輸出端依次與整流器、穩(wěn)壓器和蓄電池連接組成蓄電池充電線路；蓄電池的輸出端依次與變壓器、電動機、變速箱、驅(qū)動橋連接組成蓄電池動力輸出線路；車輪對稱設(shè)置在驅(qū)動橋的兩側(cè)，通過控制驅(qū)動橋?qū)崿F(xiàn)對車輪的驅(qū)動；廢氣渦輪轉(zhuǎn)速傳感器設(shè)置在廢氣渦輪的側(cè)壁上；廢氣渦輪轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端與電子控制單元的輸入端連接；內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速傳感器設(shè)置在內(nèi)燃機的側(cè)壁處，內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速傳感器的輸出端與電子控制單元的輸入端連接；電子控制單元的輸出端分別與旁通閥和蓄電池連接。

在上述的一種可利用內(nèi)燃機廢氣的渦輪發(fā)電裝置，所述油箱、內(nèi)燃機、離合器、驅(qū)動橋依次連通組成燃油動力輸出線路的工作過程為：

油箱向內(nèi)燃機內(nèi)提供燃油；內(nèi)燃機燃燒產(chǎn)生動力，通過離合器驅(qū)動驅(qū)動橋運動，實現(xiàn)驅(qū)動車輪運動。

在上述的一種可利用內(nèi)燃機廢氣的渦輪發(fā)電裝置，當燃油動力輸出線路工作時，內(nèi)燃機燃燒燃油產(chǎn)生的高溫廢氣通過排氣管路進入渦輪室；高溫廢氣在渦輪室內(nèi)沖刷廢氣渦輪，帶動廢氣渦輪旋轉(zhuǎn)；廢氣渦輪通過連桿帶動永磁式圓筒直線發(fā)電機的動子運動，永磁式圓筒直線發(fā)電機生成交流電。

在上述的一種可利用內(nèi)燃機廢氣的渦輪發(fā)電裝置，所述連桿將廢氣渦輪的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為轉(zhuǎn)永磁式圓筒直線發(fā)電機動子的往復(fù)直線運動，切割磁感線，產(chǎn)生交流電。

在上述的一種可利用內(nèi)燃機廢氣的渦輪發(fā)電裝置，蓄電池充電線路的工作過程為：

整流器接收永磁式圓筒直線發(fā)電機傳來的交流電，將交流電轉(zhuǎn)換成直流電，并將直流電輸出至穩(wěn)壓器；穩(wěn)壓器將直流電調(diào)整至穩(wěn)定電壓后輸出至蓄電池，蓄電池進行充電。

在上述的一種可利用內(nèi)燃機廢氣的渦輪發(fā)電裝置，由燃油動力輸出線路轉(zhuǎn)換至蓄電池動力輸出線路工作的過程為：