专利名称：内燃机能量综合利用系统的制作方法
技术领域：
本发明属于汽摩及配件技术领域。
背景技术：
活塞内式燃机已广泛的应用于科学的各个领域，但内燃机效率不高一直是人们渴望解决的问题。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；且汽车在制动时，汽车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综合利用系统。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、工作罐——储液罐导通阀、工作罐——储气罐导通阀、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、辅助热交换器、内燃机冷却水箱热交换器控制阀、空调蒸发器、控制信号发生器、油箱和储液罐制冷装置组成。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工作介质使其压力升高，以提高其作功能力。储气罐也制成管形，用以存储作功后的气体并散出气体的热量，使气体的温度降低。辅助热交换器置于储液罐与储气罐之间用于使经储气罐散热降温后的气体进一步散热降温，散出的热量也可用于车内取暖。储气罐控制阀位于储气罐与气路控制阀之间，用于控制气体进入或排出储气罐。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；内燃机冷却水箱热交换器控制阀用于控制液体介质是否流经内燃机冷却水箱热交换器。储液罐冷却装置由置于储液罐内的储液罐热交换器、毛细管和开关组成，用于与工作罐——储液罐导通阀一起控制储液罐内的温度和压力。工作罐——储气罐导通阀用于使储气罐与工作罐的直接导通。空调蒸发器置于储液罐与储气罐之间，车内需要制冷时，打开膨胀阀使储液罐内的液体从其内流过，吸热汽化制冷，然后将气体排入储气罐。调速阀用于控制液体由储液罐进入工作罐的速度。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能量，而以液体的压力能形式释放能量，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铁芯及绕在铁芯上的线圈组成。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；马达采用变量式，通过马达轴上的齿轮与变速器中间轴上的齿轮啮合输出动力。
工作原理汽车正常行驶时打开工作罐控制阀、气路控制阀和液路控制阀并使储气罐控制阀处于左位，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，输出高压液体驱动马达工作；并将油缸右侧的气体排入储气罐，而油缸左端将油吸入，当柱塞运动到右端时，柱塞上的磁铁与铁芯接近，使铁芯内的磁通变强，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，通过马达轴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。若储液罐的温度和压力较低可打开工作罐——储液罐导通阀，使工作罐内的高温气体进入储液罐，从而使储液罐的温度和压力升高、储液罐的温度和压力高时可打开开关，使储液罐的少量液体经毛细管、储液罐热交换器和开关流入储气罐内，并在储液罐热交换器内吸热蒸发，从而使储液罐的温度和压力降低。当向储液罐压气时；气体经辅助热交换器，进行冷凝散热，然后进入储液罐。当车内需要制冷时，打开膨胀阀，使储液罐内的液体从空调蒸发器内流过，吸热汽化制冷，然后将气体排入储气罐。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。当汽车工作负荷较小时，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。也可将工作罐——储气罐导通阀打开使工作罐中的高温、高压气体进入储气罐上部，使储气罐内的温度和压力急剧升高，将储气罐下部低温气体压入辅助热交换器冷却后进入储液罐冷凝，为下次工作作准备。
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内燃机冷却水箱热交换器控制阀、2调速阀、3毛细管、4储液罐换热器、5储液罐、6开关、7膨胀阀、8辅助热交换器、9空调蒸发器、10储气罐、11储气罐控制阀、12内燃机冷却水箱、13柱塞、14气-液能转换油缸、15马达(泵)、16油箱、17蓄能器、18工作罐——储气罐导通阀、19气路换向控制阀、20液路换向控制阀、21工作罐、22工作罐——储液罐导通阀、23工作罐控制阀、24单向阀、25内燃机冷却水箱热交换器、26线圈、27铁芯、28磁铁。
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。通过马达轴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
1.一种内燃机能量综合利用系统，其特征是内燃机能量综合利用系统由液压马达(泵)、气-液能转换油缸、气路控制阀、工作罐控制阀、工作罐、工作罐——储气罐导通阀、工作罐——储液罐导通阀、储液罐、储气罐、储气罐控制阀、调速阀、储液罐换热器、空调蒸发器、内燃机冷却水箱热交换器、蓄能器、液路控制阀和辅助热交换器组成。
2.如权利要求1所述的内燃机能量综合利用系统，其特征在于系统中设气-液能转换油缸、储液罐、储气罐和工作罐，其中工作罐、储气制成管形，工作罐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。
3.如权利要求1所述的内燃机能量综合利用系统，其特征在于在储液罐、储气罐和工作罐充有工作介质二氧化碳。
4.如权利要求1所述的内燃机能量综合利用系统，其特征在于在储液罐内设储液罐热交换器、毛细管与开关组成储液罐冷却装置。
5.如权利要求1所述的内燃机能量综合利用系统，其特征在于系统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所述的内燃机能量综合利用系统，其特征在于在储液罐和储气罐之间设辅助热交换器。
7.如权利要求1所述的内燃机能量综合利用系统，其特征在于储液罐与储气罐之间设空调蒸发器和膨胀阀。
全文摘要
一种内燃机能量综合利用系统，该系统由液压马达(泵)、气－液能转换油缸、气路控制阀、工作罐、储液罐、储气罐、蓄能器、液路控制阀和调速阀组成。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和调速阀，使储液罐中的液体进入工作罐吸收排气的热量变成高温、高压的气体，并使该气体交替进入气－液能转换油缸左侧和右侧，推动柱塞往复运动，而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，以达到将排气、减速的能量回收的目的。
文档编号B60K6/12GK101028790SQ20061005793
公开日2007年9月5日 申请日期2006年2月28日 优先权日2006年2月28日
发明者蔡学功 申请人:蔡学功