内燃机废气利用器和汽车的制作方法_4

文档序号:9806512阅读:来源:国知局
的内燃机废气利用器中-膨胀管外管的结构示意图,图43本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中膨胀管内管的结构示意图,图44本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中轴套的结构示意图,图45本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中主轴的结构示意图,图46本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中压气机扩压器的结构示意图,图47本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中压气机叶轮的结构示意图,图48本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中压气机涡壳的结构示意图,图49本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中连接键的结构示意图,图50本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中压气机出气管的结构示意图,图51本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中膨胀管进气管的结构示意图,图52发明实施例二提供的内燃机废气利用器中M6螺钉的结构示意图,如图31-图52所示。图12为本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中主轴与轴套的爆炸图一,图13为本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中主轴与轴套的爆炸图二,图14为本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中主轴与轴套的连接关系图,如图12、图13和图14所示,主轴3插入到轴套30中,主轴3的两端分别设置轴承28,再将膨胀管内管5套设在轴套30上。图15为本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中压气机扩压器与导流器的爆炸图,图16为本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中压气机扩压器与导流器的连接关系图,如图15和图16所示,主轴3的两端分别采用M6螺钉32与导流器15、压气机扩压器18进行螺接。然后,图17为本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中压气机叶轮与涡轮的爆炸图,图18为本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中压气机叶轮与涡轮的连接关系图,如图17和图18所示,主轴3与导流器15螺接的一端,再与涡轮7同轴连接,并且涡轮7采用尾椎16进行紧固;主轴3与压气机扩压器18螺接的一端,再与压气机叶轮17同轴连接,并且压气机叶轮17采用连接键34进行紧固;从而,主轴3的一端依次与压气机扩压器18、压气机叶轮17同轴连接,而主轴3的另一端依次穿过导流器15、涡轮7与尾椎16进行连接以使导流器15与涡轮7同轴连接。之后,图19为本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中膨胀管内管与压气机涡壳的爆炸图,图20为本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中膨胀管内管与压气机涡壳的连接关系图,如图19和图20所示,在主轴3与压气机扩压器18螺接的一端上与压气机叶轮17同轴连接,并且压气机叶轮17采用连接键34进行紧固之后,再采用4个M6螺钉32与压气机涡壳19进行螺接,从而主轴3的一端与压气机涡壳19固定连接。然后,图21为本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中膨胀管内管与膨胀管外管的爆炸图,图22为本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中膨胀管内管与膨胀管外管的连接关系图,如图21和图22所示,膨胀管外管6套设在膨胀管内管5之外,并且采用4个M6螺钉32将膨胀管外管6与膨胀管内管5进行螺接。之后,图23为本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中回热器的爆炸图,图24为本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中回热器的连接关系图,如图23和图24所示,回热器外壳21为圆柱状的套筒,回热器尾管22为圆柱状的套筒,将回热器散热叶片20套设在回热器外壳21中,从而将回热器散热叶片20固定设置在回热器外壳21中,回热器散热叶片20的尾端与回热器尾管22的一端固定连接;并且,废气排气口 11设置在回热器尾管22的另一端上,从而回热器尾管22的另一端可以排出回热器8中的废气。之后,图25为本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中回热器与膨胀管外管的爆炸图,图26为本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中回热器与膨胀管外管的连接关系图,如图25和图26所示,将回热器外壳21与膨胀管外管6,采用4个M6螺钉32进行螺接。由于在回热器外壳21上设有第一排气口 23和第二排气口 24,在膨胀管外管6的外壁上设置有第三排气口 25,在压气机4的压气机涡壳19的外壁上设置有第四排气口 26;图27为本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中废气转换机总成的爆炸图,图28为本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中废气转换机总成的结构示意图,如图27和图28所示,膨胀管进气管12的两端分别与第一排气口 23、第三排气口 25连通,进而膨胀管外管6与回热器8之间通过膨胀管进气管12连通;压气机出气管13的两端分别与第二排气口 24、第四排气口 26连通,进而压气机4与回热器8之间通过压气机出气管13连通。
[0128]发电机总成2由变速箱29、发电机30和发电机外壳31构成;其中,发电机外壳31为圆柱状套筒,发电机外壳31的一端封闭。图29为本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中发电机总成的爆炸图,图30为本发明实施例二提供的内燃机废气利用器中发电机总成的结构示意图,如图29和图30所示,将发电机30套设发电机外壳31中,且发电机30与发电机外壳31固定连接;同时,发电机30朝向连接管9的一端,与变速箱29的一端通过花键33进行固定连接,同时,变速箱29的一端与发电机外壳31进行紧固的连接。而变速箱29的另一端与连接管9可以进行螺接而完成固定连接,主轴3的一端与压气机4同轴连接之后再与变速箱29进行连接。
[0129]排气进气口10,与汽车的发动机排气管可以通过MlO螺栓进行连接;废气排气口U,与汽车的汽车排气管通过MlO螺栓进行连接。同时,根据实际安装的需要,在内燃机废气利用器的外壁上,焊接的多个安装点,各安装点用于与汽车的车体进行连接。从而将内燃机废气利用器安装到汽车的车体上。
[0130]汽车的发动机排气管排出废气,废气具有550摄氏度以上的温度,废气可以通过排气进气口 10进入到碰撞管外管中;首先,导流器15将废气的气流进行整流调整,将气流的方向调整为一致的方向,然后由于废气具有压力能,气流方一致的废气可以冲击涡轮7,使得涡轮7进行高速旋转;由于涡轮7、主轴3、压气机4进行同轴连接,使得压气机4的压气机叶轮17旋转,进而通过主轴3向发电机总成2输送第一旋转功率;同时,有一部分废气可以通过回热器8上的废气排气口 11而进入到汽车排气管,进而排出,此时回热器8也可以吸收废气的热能。此时,涡轮7、压气机4与回热器8都开始了工作和运行。然后,由于涡轮7通过主轴3驱动压气机叶轮17进行高速旋转,同时压气机4可以通过连接管9上的空气进气口 14抽取空气,压气机叶轮17可以产生高速离心气流,压气机扩压器18将高速离心气流的气流速度减慢,从而使得气流压力升高进而产生压缩空气;压缩空气可以通过压气机出气管13进入至回热器外壳21中,压缩空气可以吸收回热器8中的能量而成为高压气体;高压气体可以通过膨胀管进气管12传送至膨胀管外管6中;此时,高压气体和发动机排气管排出的温度高达550摄氏度以上的废气混合,可以发生剧烈膨胀,进而产生巨大压强,巨大的压强可以再次推动涡轮7高速旋转,使得压气机4上的叶轮旋转,进而通过主轴3向发电机总成2输送第二旋转功率。在以上过程中,由于发动机排气管排出的废气的温度高,一般在500摄氏度-800摄氏度的范围内,而涡轮7最高可承受800摄氏度的废气,而发电机30中使用了温度超过1000C就无法使用的永久磁铁,也就是说主轴3的温度超过100 °(:时发电机30就会造成失效;但是,本实施例中压气机4的压气机叶轮17不仅可以产生大量气流,同时它类似于带有风扇的散热片,来自涡轮7的热量传递给压气机叶轮17之后,由于压气机叶轮17在高速旋转的过程中可以进行散热,从而降低了温度,减少了涡轮7通过主轴3而传递给发电机30的热量。只要汽车的发动机排气管排出废气,则可以不断重复以上过程,从而发电机总成2可以接收到第一旋转功率与第二旋转功率。由于涡轮7的最高转速为每分钟10.6万转,而发电机30的最高转速为每分钟1.8万转,两者之间存在着转速差,从而发电机总成2中的变速箱29可以将涡轮7传递给发电机30的转速进行减速,即变速箱29降低主轴3传递给发电机30的转速,以消除二者之间的转速差,并且在变速箱29的齿轮减速时,变速箱29齿面就会变成线接触,因此传热阻力很大,可以将主轴3上传递的热能与发电机30进行隔离,可以充分隔热。
[0131]本实施例通过在主轴3与涡轮7之间设置导流器15,从而导流器15可以将废气的流动方向调整为一致方向,有利于推动涡轮7旋转;压气机4由压气机叶轮17、压气机扩压器18和压气机涡壳19构成,压气机4的压气机叶轮17不仅可以产生大量气流,同时它类似于带有风扇的散热片,来自涡轮7的热量传递给压气机叶轮17之后,由于压气机叶轮17在高速旋转的过程中可以进行散热,从而降低了温度,减少了涡轮7通过主轴3而传递给发电机30的热量;提供一种由变速箱29、发电机30和发电机外壳31构成的发电机总成2,变速箱29可以将涡轮7传递给发电机3
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