专利名称：内燃机能量回收装置的制作方法
技术领域：
本发明属于汽摩及配件技术领域。
背景技术：
自从奥托发明四冲程往复活塞内燃机以来，活塞内燃机已越来越广泛的应用于科学的各个领域，但内燃机的效率不高一直是人们希望解决的问题。究其原因，是因为内燃机工作时燃料燃烧产生的热能只有1/3转化成有效功，其余能量都以冷却和排气的形式损失掉；在汽车低速行使时，以冷却和排气形式损失掉的能量达燃料燃烧产生的热能90％以上；而且汽车在制动时，汽车具有的动能以摩擦形式被白白的消耗掉。
本发明的目的，是提供一种能回收车辆制动及部分排气和冷却能量的内燃机能量回收装置。此系统还可以使汽车行驶时，内燃机的工作范围限定在最低燃油消耗和较低排放范围内。以达到节能和环保目的。
发明内容
本发明由液压马达(泵)、气—液能转换油缸、气路控制阀、工作罐控制阀、工作罐、单向阀、储液罐、储气罐、储气罐控制阀、工作介质(二氧化碳)、调速阀、蓄能器、液路控制阀、内燃机冷却水箱、内燃机冷却水箱热交换器、储气罐——储液罐热交换器、控制信号发生器、油箱和制冷系统组成。其中工作罐制成管形置于内燃机排气道内，用以吸收排气的热量来加热其中的气体工作介质使其压力升高，以提高其作功能力，内燃机冷却水箱热交换器置于内燃机冷却水箱内，当储液罐的液体从其流过时，液体吸收冷却水的热量而汽化，既有利于内燃机的冷却，又能将能量吸收于介质中，用于作功；制冷系统由压缩机、储液罐热交换器、储气罐热交换器、辅助热交换器、换向阀、节流阀组成。储液罐热交换器置于储液罐内，储气罐热交换器储气罐内，用于控制储液罐和储气罐的温度和压力，使向这两个罐压气时消耗的功最小；辅助热交换器用于当储液罐或储气罐温度过高时冷凝散热。储气罐——储液罐热交换器用于当储气罐中的气体流向储液罐时散热。调速阀用于控制气—液能转换油缸输出油的速度。马达(泵)采用变量式，通过其轴上的齿轮与变速器中间轴上的齿轮啮合，与汽车传动系统联系在一起。气—液能转换油缸用来实现气体的压力能与液体的压力能相互转换，以实现能量以气体的压力能形式存储，而以液体的压力能形式释放。缸内中间直径大的部位用于通入气体，直径小的部位用于通入液压油；控制信号发生器由装在柱塞两端的磁铁和装在气—液能转换油缸两端的衔铁及绕在衔铁上的线圈组成。用于产生控制信号，来控制气路控制阀和液路控制阀的动作。蓄能器用于稳定油压和存储少量液压能。气路控制阀用来控制工作罐的气体交替进入气—液能转换油缸左侧和右侧实现柱塞往复运动，而连续输出高压液体；也可以实现在气—液能转换油缸直径小的部位通入高压液体时连续的将储气罐内的气体压入储液罐。液路控制阀用来控制气—液能转换油缸左端和右端交替的与马达相通，使气—液能转换油缸左端和右端产生的高压油能交替的进入马达。
工作原理汽车正常行驶时，打开工作罐控制阀、储气罐控制阀、气路控制阀和液路控制阀，储液罐内的液体经调速阀、单向阀进入内燃机冷却水箱热交换器，液体吸收冷却水的热量而汽化，然后气体进入工作罐，继续吸收排气的热量，使气体的温度和压力升高。当气路控制阀和液路控制阀处于左位时，气体进入气—液能转换油缸左侧，推动柱塞向右运动并将气—液能转换油缸右端的油压出，输出高压油驱动马达工作；而油缸左端将油吸入，当柱塞运动到右端时，柱塞上的磁铁与衔铁接近使衔铁内的磁通变强，在线圈中产生电信号，使气路控制阀和液路控制阀换向，气体进入气—液能转换油缸右侧，推动柱塞向左运动并将气—液能转换油缸左端的油压出，这样连续输出高压液体驱动马达工作，通过齿轮与变速器中间轴上的齿轮啮合对外输出动力，与内燃机一起驱动汽车行驶。同时储液罐内的液体通过单向阀和调速阀不断补充到工作罐，在工作罐内吸热压力升高压。与此同时制冷系统也开始工作，使置于储液罐内的热交换器放热，置于储气罐内的热交换器吸热，从而使储液罐的温度和压力升高、储气罐的温度和压力降低，使向储气罐派气时消耗的功最小。当储液罐温度过高时；使左边辅助热交换器换向阀处于右位，气体进入辅助热交换器进行冷凝散热。当汽车低速行驶时，可关闭内燃机而靠能量回收系统产生的液压能驱动汽车行驶。也可当汽车工作负荷较小时，将马达转化为泵，用内燃机用富余的能量驱动其转动，产生高压油推动柱塞往复运动，将储气罐内的气体压入储液罐，为下次工作作准备。此时，制冷系统换向阀动作，使制冷系统制冷剂流向改变，使储液罐内的热交换器吸热，将进入的气体快速冷凝。如果储液罐中的介质较少，而储气罐压力高时，可使工作罐——储气罐换向阀打开，使工作罐和储气罐相通，让工作罐中的高压气体迅速进入储气罐使其压力高于储液罐的压力，这样储气罐内的气体经储气罐——储液罐热交换器放热后进入储液罐冷凝成液体。
减速制动时，马达被行驶的车辆反拖旋转，马达变成了泵，产生高压油推动柱塞往复运动，将储气罐内的气体压入储液罐，将能量存储到储液罐，为下次工作作准备。
附图是本发明的系统图，图中1工作罐、2单向阀、3储液罐、4储液罐换热器、5、节流阀、6换向阀、7储气罐换热器、8储气罐、9储气罐控制阀、10柱塞、11气—液能转换油缸、12调速阀、13工作罐控制阀、14液路换向控制阀、15马达(泵)、16油箱、17蓄能器、18工作罐——储气罐换向阀、19气路换向控制阀、20辅助热交换器、21压缩机、22储气罐——储液罐热交换器、23线圈、24衔铁、25磁铁、26内燃机冷却水箱、27内燃机冷却水箱热交换器、28辅助热交换器换向阀。
具体实施例方式
本发明的各种零件都可用普通加工技术制造；装于现有各种内燃机车辆上。气路中的工作介质除用二氧化碳外还可用各种制冷剂。
权利要求
1.一种内燃机能量回收装置，其特征是内燃机能量回收装置由液压马达(泵)、气—液能转换油缸、气路控制阀、工作罐控制阀、工作罐、单向阀、储液罐、储气罐、储气罐控制阀、调速阀、内燃机冷却水箱热交换器、蓄能器、液路控制阀和制冷系统组成。
2.如权利要求1所述的内燃机能量回收装置，其特征是装置中设气—液能转换油缸、储液罐、储气罐和工作罐，气—液能转换油缸与罐之间设气路控制阀，其中工作罐制成管形置于内燃机排气道内，气—液能转换油缸内中间直径大的部位用于通入气体，直径小的部位用于通入液压油；在气—液能转换油缸柱塞两端装有磁铁，在气—液能转换油缸两端装有衔铁，衔铁上绕有线圈。
3.如权利要求1所述的内燃机能量回收装置，其特征是在储液罐、储气罐和工作罐充有工作介质二氧化碳。
4.如权利要求1所述的内燃机能量回收装置，其特征是在储液罐和储气罐之间设单向阀和储气罐——储液罐热交换器。
5.如权利要求1所述的内燃机能量回收装置，其特征是装置中设一个可以与泵转换的液压马达，马达与气—液能转换油缸之间设液路控制阀。
6.如权利要求1所述的内燃机能量回收装置，其特征是在储液罐和工作罐之间设内燃机冷却水箱热交换器。
全文摘要
一种内燃机能量回收装置，内燃机能量回收装置由液压马达(泵)、气—液能转换油缸、气路控制阀、工作罐、储液罐、储气罐、储气罐控制阀、调速阀、蓄能器、液路控制阀、油箱和制冷系统组成。汽车正常行驶时打开工作罐控制阀、储气罐控制阀、气路控制阀和液路控制阀使工作罐的气体交替进入气—液能转换油缸左侧和右侧实现柱塞往复运动，而连续输出高压液体驱动马达工作，通过齿轮与变速器中间轴上的齿轮啮合对外输出动力，与内燃机一起驱动汽车行驶。减速制动时，马达被行驶的车辆反拖旋转，马达变成了泵，产生高压油推动柱塞往复运动，将储气罐内的气体压入储液罐，将能量存储到储液罐，为下次工作作准备。
文档编号B60K6/12GK101054058SQ200610007559
公开日2007年10月17日 申请日期2006年2月16日 优先权日2006年2月16日
发明者蔡学功 申请人:蔡学功