一种清洁燃料汽车的制作方法

本发明属于新能源汽车技术领域，涉及一种新能源汽车，具体涉及一种整体节能清洁燃料汽车。

背景技术：

近年来汽车的生产量连年剧增，汽车尾气成为了环境污染的重要原因。针对汽车污染的问题，各国政府都积极制定汽车尾气排放标准，其中欧盟的标准极其严格，成为了其他国家制定标准的重要参照。为了应对不断严格的汽车尾气排放标准，各大汽车厂商目前主要采取利用新能源来解决汽车尾气和能源匮乏的重要问题。

清洁能源汽车，又称为新能源汽车、清洁汽车，是以清洁燃料取代传统汽油的环保型汽车的统称，其特征在于能耗低、污染物排放少，属于环境友好型。包括燃料电池汽车、混合动力汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等。清洁汽车有一个共同的特征，即采用各类技术，有效地降低汽车的能源消耗和尾气中有害物质的排放，使得汽车在使用中对环境的影响大为降低，这是多项现代新技术在汽车上综合运用的成果，也是贯彻可持续发展的策略之一。当前的以清洁燃料燃烧为动力的新能源汽车，仍然利用其燃烧产生的能量驱动汽车行驶，没有充分利用其压力能。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种清洁燃料汽车，同时利用燃料和助燃气体的压力能和化学能做功，提高汽车的动力性能和效率，同时实现了污染物的零排放。

本发明的技术方案是：清洁燃料汽车，包括车体、车轮、蓄电池、发电机、变速及传动机构和动力系统。变速及传动机构包括离合器、变速器和传动轴，变速器通过传动轴与车轮连接，发电机和蓄电池电路连接。动力系统包括清洁燃料储罐、助燃气储罐、混合器、蓄热水箱、清洁燃料动力单元、废气处理设备和二氧化碳吸收罐。发电机与清洁燃料动力单元轴连接，清洁燃料动力单元通过离合器与变速器连接。清洁燃料储罐和助燃气储罐连接到混合器，混合器连接到清洁燃料动力单元，清洁燃料动力单元出口通过蓄热水箱和废气处理设备连接到二氧化碳吸收罐。

汽车设有换热器和蓄冷器，清洁燃料储罐和助燃气储罐分别通过换热器连接到混合器。蓄冷器与换热器循环联通。汽车设有制热空调、制冷空调、循环泵和储物柜，二氧化碳吸收罐设有取热盘管。蓄热水箱和取热盘管分别与制热空调连通，蓄冷器通过循环泵连接到制冷空调和储物柜。

动力单元的动力设备为汽轮机、膨胀机、烟气轮机、活塞式发动机、内燃机、燃气轮机、气体发动机或混合动力气体发动机。混合动力气体发动机为在利用二氧化碳压力能的同时利用燃料的化学能同时做功。即在上述动力设备预制燃烧室、燃烧室或气缸内二氧化碳释放压力能的同时燃料产生化学反应包括燃烧、爆炸等化学反应，从而产生合成动力。

二氧化碳吸收罐装有吸收剂，吸收剂为氧化钙、氢氧化钙溶液、碱金属氧化物溶液、碱性溶液及可以对二氧化碳吸收和反应的物质。所述吸收剂可以是上述物质的一种或几种的不同固体颗粒或不同晶体结构，上述物质的一种或几种的水溶液以便形成不同形式的副产品，回收后的副产品既可以直接加工为新的不同产品，又可以重新加工为新吸收剂。汽车设驱动电机和温差发电模块，温差发电模块两头分别与清洁燃料动力单元的入口和出口连接，驱动电机与变速器轴连接。

清洁燃料储罐的清洁燃料为氢气、一氧化碳、甲烷、甲醇、乙醇、丙烷、丁烷、燃料油其中的一种或几种与二氧化碳混合物，燃料与二氧化碳的体积比为：0:100～100:0。助燃气储罐的助燃气为氧气或氧气与二氧化碳的混合气体，氧气与二氧化碳的体积比为：0:100～100:0。上述的二氧化碳可以被氮气或其它惰性气体的一种或多种混合物代替。助燃气储罐可以用大气中的空气代替，而不使用助燃气储罐。清洁燃料储罐和助燃气储罐的压力为0～100MPa。

高压的气体清洁燃料和助燃气预先充装在清洁燃料储罐和助燃气储罐中，发动汽车时，储罐中的高压气体清洁燃料和助燃气通过混合器进入动力单元燃烧驱动汽车行驶。发电机产生的电力为蓄电池充电以供汽车用电系统用电，高压气体减压膨胀时产生的冷量通过换热器将蓄冷器的水冷却下来供空调制冷用。动力单元燃烧做功后排出的尾气还具有一定的温度，可以加热蓄热水箱中的水来供空调制热用。

当吸收剂为氢氧化钙溶液时，汽车尾气中的二氧化碳与氢氧化钙反应生成碳酸钙溶液并放出热量。放出的热量可在冬季给车内提供热量保证车内达到舒适温度。吸收剂可作为汽车的热量的储蓄体，便于在冬季为汽车供暖。汽车结构为混合动力系统，可以单独使用电驱动，也可以使用气动力单元驱动。

本发明清洁燃料汽车通过采用清洁燃料动力单元，利用燃料和助燃气体的压力能和化学能做功，提高了汽车的动力性能和效率，开辟了新能源新的利用途径，实现了清洁燃料的高效利用，有利于绿色能源汽车全天候正常行驶。 由于汽车配备二氧化碳吸收罐，将汽车动力单元排出的废气在二氧化碳吸收罐中用吸收剂吸收，汽车行驶过程没有废气排放，减少了汽车对大气环境的污染，有利于大气环境治理，改善人们的居住环境，是一种绿色环保车型。

附图说明

图1为本发明清洁燃料汽车的流程示意图；

图2为本发明另一实施方案的流程示意图；

其中：1—蓄冷器、2—减压阀、3—发电机、4—蓄电池、5—混合器、6—清洁燃料动力单元、7—离合器、8—变速器、9—传动轴、10—车轮、11—清洁燃料管路、12—助燃气管路、13—废气管路、14—废气处理设备、15—二氧化碳吸收罐、16—清洁燃料储罐、17—助燃气储罐、18—储物柜、19—蓄热水箱、20—循环泵、21—制热空调、22—制冷空调、23—温差发电模块、24—驱动电机、25—换热器、26—取热盘管、27—风机、28—废气排放口、29—空气入口。

具体实施方式

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明。本发明保护范围不限于实施例，本领域技术人员在权利要求限定的范围内做出任何改动也属于本发明保护的范围。

实施例1

本发明清洁燃料汽车如图1所示，包括车体、车轮10、蓄电池4、发电机3、驱动电机24、温差发电模块23、制热空调21、制冷空调22、循环泵20、储物柜18、变速及传动机构和动力系统。变速及传动机构包括离合器7、变速器8和传动轴9，动力系统包括清洁燃料储罐16、助燃气储罐17、混合器5、 蓄冷器1、蓄热水箱19、清洁燃料动力单元6、废气处理设备14、二氧化碳吸收罐15和换热器25。清洁燃料动力单元6与发电机轴连接，发电机和蓄电池电路连接。温差发电模块23两头分别与清洁燃料动力单元6的入口和出口连接，驱动电机与变速器8轴连接，温差发电模块和驱动电机与蓄电池电路连接。清洁燃料动力单元通过离合器与变速器连接，变速器通过传动轴与车轮连接。清洁燃料储罐和助燃气储罐分别通过换热器连接到混合器，混合器连接到清洁燃料动力单元，清洁燃料动力单元出口通过蓄热水箱和废气处理设备连接到二氧化碳吸收罐。蓄冷器与换热器循环联通。二氧化碳吸收罐15设有取热盘管26，蓄热水箱和取热盘管分别与制热空调连通，蓄冷器1通过循环泵连接到制冷空调和储物柜。废气处理设备14设有排水口，蓄冷器1和二氧化碳吸收罐15之间设有冷却循环管路，用于为二氧化碳吸收罐降温。

二氧化碳吸收罐装有吸收剂，吸收剂为氧化钙和氢氧化钙溶液。二氧化碳吸收罐的下部设有排液口，用于排放碳酸钙浆液。

清洁燃料储罐16的气体清洁燃料为氢气与二氧化碳混合气，氢气与二氧化碳的体积比为：2:3。助燃气储罐17的助燃气为氧气与二氧化碳混合气体，氧气与二氧化碳的体积比为：21:79。清洁燃料储罐的压力为30MPa，助燃气储罐的压力为30MPa。

本发明清洁燃料汽车的运行方式是，清洁燃料储罐16的高压燃料气和助燃气储罐17的高压助燃气体经换热器25换热，换热后高压燃料气和高压助燃气体的温度升至10℃。温度提高后的高压燃料气和高压助燃气体经混合器5均匀混合后到清洁燃料动力单元膨胀和燃烧做功驱动汽车行驶，清洁燃料动力单元的一部分动力驱动发电机3发电，发的电储存在蓄电池中，为汽车用电系统供电。离开清洁燃料动力单元的高温烟气经蓄热水箱19放出热量，用于车内的制热空调21加热。放出热量的烟气到废气处理设备14除去残碳，然后经废气排放管路13到二氧化碳吸收罐15与二氧化碳吸收罐中吸收剂反应生成碳酸钙浆液。高压燃料气和高压助燃气体在换热器放出的冷量通过蓄冷器1传递给汽车制冷空调22和储物柜18制冷。二氧化碳吸收罐吸收二氧化碳过程放出的热量通过取热盘管取走热量，用作制热空调热量的补充。

二氧化碳吸收罐的碳酸钙浆液快满时，及时排放浆液。温差发电模块23用于补充发电，驱动电机24用于汽车发动时驱动汽车、加速启动，也可用于清洁燃料储罐中高压燃料气和助燃气储罐中高压助燃气体不足时，用电驱动汽车行驶。

实施例2

清洁燃料储罐16的气体清洁燃料为氢气。助燃气储罐17的助燃气为氧气与二氧化碳混合气体，氧气与二氧化碳的体积比为：1:1。清洁燃料储罐的压力为30MPa，助燃气储罐的压力为30MPa。其它流程与操作与实施例1相同。

实施例3

清洁燃料储罐16的气体清洁燃料为甲烷、丙烷和氢气混合气体，甲烷、丙烷和氢气之间的体积比为：1:1:3。助燃气储罐17的助燃气为氧气与二氧化碳混合气体，氧气与二氧化碳的体积比为：2:1。清洁燃料储罐的压力为30MPa，助燃气储罐的压力为30MPa。其它流程与操作与实施例1相同。

实施例4

本发明第四种实施方式如图2所示，动力系统包括清洁燃料储罐16、混合器5、 蓄冷器1、蓄热水箱19、清洁燃料动力单元6、废气处理设备14和换热器25，混合器设有空气入口29。清洁燃料储罐通过换热器连接到混合器，混合器连接到清洁燃料动力单元，清洁燃料动力单元出口通过蓄热水箱和废气处理设备连接到废气排放口28。蓄冷器与换热器循环联通，蓄冷器1通过循环泵连接到制冷空调和储物柜，蓄热水箱与制热空调连通，清洁燃料储罐16的气体清洁燃料为氢气与二氧化碳混合气，氢气与二氧化碳的体积比为：3:2。取消助燃气储罐17从大气中抽取空气作为助燃剂。清洁燃料储罐的压力为30MPa，取消吸收罐，采用废气直排到大气中。发动机采用气体混合动力发动机。本实施例中的二氧化碳可以用氮气代替。

本发明清洁燃料汽车的运行方式是，清洁燃料储罐16的高压燃料气经换热器25换热，换热后高压燃料气的温度升至10℃。温度提高后的高压燃料气和大气中抽入的空气经混合器5均匀混合后到气体混合动力发动机膨胀和燃烧做功驱动汽车行驶，气体混合动力发动机的一部分动力驱动发电机3发电，发的电储存在蓄电池中，为汽车用电系统供电。离开气体混合动力发动机的高温烟气经蓄热水箱19放出热量，用于车内的制热空调21加热。放出热量的烟气到废气处理设备14净化后经废气排放口28直接排放到大气中。

高压燃料气在换热器放出的冷量通过蓄冷器1传递给汽车制冷空调22和储物柜18制冷。温差发电模块23用于补充发电，驱动电机24用于汽车发动时驱动汽车、加速启动，也可用于清洁燃料储罐中高压燃料气体不足时，用电驱动汽车行驶。