一種廢氣渦輪發(fā)電裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型屬于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能減排領(lǐng)域，特別是一種廢氣渦輪發(fā)電裝置；包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括依次連接的渦輪機(jī)、電磁離合器、齒輪減速器和發(fā)電機(jī)，其中，渦輪機(jī)軸與電磁離合器的主動(dòng)件連接，電磁離合器的從動(dòng)件與齒輪減速器主動(dòng)軸連接，齒輪減速器從動(dòng)軸通過(guò)聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)軸連接；控制機(jī)構(gòu)包括依次電連接的轉(zhuǎn)速傳感器、單片機(jī)和電磁離合器的常閉開(kāi)關(guān)，轉(zhuǎn)速傳感器設(shè)于渦輪機(jī)軸上；本實(shí)用新型克服了現(xiàn)有技術(shù)中廢氣渦輪發(fā)電裝置，渦輪機(jī)軸的轉(zhuǎn)速過(guò)快，導(dǎo)致與其相連的發(fā)電機(jī)軸超負(fù)荷轉(zhuǎn)動(dòng)，使得發(fā)電機(jī)處于長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷狀態(tài)，存在燒毀發(fā)電機(jī)的缺陷，提供一種改進(jìn)后的廢氣渦輪發(fā)電裝置，能夠?qū)Πl(fā)電機(jī)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。
【專利說(shuō)明】一種廢氣滿輪發(fā)電裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)節(jié)能、減排領(lǐng)域，特別是一種廢氣渦輪發(fā)電裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中燃燒所產(chǎn)生的熱能，只有20°廣45%轉(zhuǎn)換為有效機(jī)械功。而其余熱能則通過(guò)排氣、冷卻介質(zhì)和零部件表面散熱等途徑損失掉，其中廢氣帶走的能量占總能量的30%?40%。可見(jiàn)，回收廢氣中所蘊(yùn)含的能量對(duì)實(shí)現(xiàn)汽車(chē)節(jié)能、提高能源利用率具有非
常重要的意義。
[0003]目前利用發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣能量最成熟的技術(shù)就是廢氣渦輪增壓系統(tǒng)，廢氣渦輪發(fā)電系統(tǒng)其實(shí)就是將廢氣渦輪增壓系統(tǒng)的壓氣機(jī)換成發(fā)電機(jī)，渦輪機(jī)的軸與發(fā)電機(jī)軸聯(lián)接，但是它們的結(jié)合產(chǎn)生了新的問(wèn)題:發(fā)動(dòng)機(jī)尾氣排出量決定了渦輪機(jī)的葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)速度的快慢；當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，排出尾氣的量持續(xù)增加，渦輪機(jī)的軸長(zhǎng)時(shí)間在高轉(zhuǎn)速、高負(fù)荷范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，同時(shí)發(fā)電機(jī)軸在渦輪機(jī)軸帶動(dòng)下也高速運(yùn)轉(zhuǎn)，通常發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸的機(jī)械強(qiáng)度遠(yuǎn)低于渦輪機(jī)軸強(qiáng)度，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸的機(jī)械負(fù)荷持續(xù)升高，最終發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)軸因不能承受如此強(qiáng)的負(fù)荷而損壞，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)損壞發(fā)電機(jī)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中廢氣渦輪發(fā)電裝置，渦輪機(jī)軸的轉(zhuǎn)速過(guò)快，導(dǎo)致與其相連的發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)軸超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，可能燒毀發(fā)電機(jī)的缺陷，提供一種改進(jìn)后廢氣渦輪發(fā)電裝置，能夠?qū)Πl(fā)電機(jī)進(jìn)行過(guò)載保護(hù)。
[0005]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供如下技術(shù)方案:一種廢氣渦輪發(fā)電裝置，包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括依次連接的渦輪機(jī)、電磁離合器、齒輪減速器和發(fā)電機(jī)，其中，渦輪機(jī)的軸與電磁離合器的主動(dòng)件連接，電磁離合器的從動(dòng)件與齒輪減速器主動(dòng)軸連接，齒輪減速器從動(dòng)軸通過(guò)聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)軸連接；控制機(jī)構(gòu)包括依次電連接的轉(zhuǎn)速傳感器、單片機(jī)和電磁離合器的常閉開(kāi)關(guān)，轉(zhuǎn)速傳感器設(shè)于渦輪機(jī)軸上。
[0006]本實(shí)用新型的工作原理如下:汽車(chē)發(fā)動(dòng)后發(fā)動(dòng)機(jī)逐漸排出尾氣，尾氣驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)的葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，禍輪機(jī)軸在葉輪帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)電磁離合器的主動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)，單片機(jī)輸出低電平信號(hào)控制電磁離合器的常閉開(kāi)關(guān)閉合，電磁離合器的主動(dòng)件與從動(dòng)件吸合，從而使得電磁離合器的主動(dòng)件帶動(dòng)電磁離合器的從動(dòng)件轉(zhuǎn)動(dòng)，電磁離合器的從動(dòng)件帶動(dòng)齒輪減速器主動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪減速器主動(dòng)軸傳動(dòng)齒輪減速器從動(dòng)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，齒輪減速器從動(dòng)軸通過(guò)聯(lián)軸器帶動(dòng)發(fā)電機(jī)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，最終使得發(fā)電機(jī)發(fā)電；
[0007]當(dāng)設(shè)于渦輪機(jī)軸上的轉(zhuǎn)速傳感器采集到渦輪機(jī)軸轉(zhuǎn)速信號(hào)過(guò)高時(shí)，轉(zhuǎn)速傳感器將該信號(hào)傳給單片機(jī)，單片機(jī)處理后輸出高電平信號(hào)控制電磁離合器的常閉開(kāi)關(guān)打開(kāi)，使得電磁離合器的主動(dòng)件與電磁離合器的從動(dòng)件分離；發(fā)電機(jī)的軸逐漸停止轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0008]當(dāng)渦輪機(jī)軸上的轉(zhuǎn)速傳感器采集到渦輪機(jī)軸轉(zhuǎn)速正常的信號(hào)時(shí)，轉(zhuǎn)速傳感器將信號(hào)傳給單片機(jī)，單片機(jī)處理后控制電磁離合器的常閉開(kāi)關(guān)閉合，電磁離合器的主動(dòng)件與電磁離合器的從動(dòng)件重新吸合；使得發(fā)電機(jī)軸又逐漸轉(zhuǎn)動(dòng)。
[0009]發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電能可以直接用于汽車(chē)上也可以單獨(dú)用儲(chǔ)能裝置進(jìn)行儲(chǔ)能。
[0010]電磁離合器依靠線圈的通、斷電來(lái)控制離合器的接合與分離，而決定線圈通、斷電的常閉開(kāi)關(guān)則由單片機(jī)控制。
[0011]本實(shí)用新型的有益效果如下:1、利用發(fā)動(dòng)機(jī)排出的尾氣進(jìn)行發(fā)電，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)能量的利用率，節(jié)約了能源。
[0012]2、渦輪機(jī)軸與齒輪減速器之間設(shè)置有電磁離合器，而電磁離合器的吸合與分離由單片機(jī)控制，單片機(jī)根據(jù)設(shè)于渦輪機(jī)軸上的轉(zhuǎn)速傳感器采集的渦輪機(jī)軸轉(zhuǎn)速信號(hào)，控制電磁離合器的吸合與分離，當(dāng)轉(zhuǎn)速傳感器采集到渦輪機(jī)軸的轉(zhuǎn)速過(guò)高時(shí)(可能超出發(fā)電機(jī)軸的負(fù)載能力)，單片機(jī)發(fā)出高電平信號(hào)，分離電磁離合器，使得齒輪減速器與渦輪機(jī)軸傳動(dòng)力暫時(shí)消失，齒輪減速器沒(méi)有動(dòng)力源就逐漸停止，相應(yīng)的，發(fā)電機(jī)軸也就停止，起到了對(duì)發(fā)電機(jī)軸的過(guò)載保護(hù)。
[0013]進(jìn)一步的，發(fā)電機(jī)通過(guò)整流電路與蓄電池連接；將發(fā)電機(jī)的電能儲(chǔ)存起來(lái)。
[0014]進(jìn)一步的，所述齒輪減速器的箱體上設(shè)有潤(rùn)滑油道；潤(rùn)滑油道使得齒輪減速器內(nèi)可以流通潤(rùn)滑油，對(duì)旋轉(zhuǎn)齒輪和旋轉(zhuǎn)軸承進(jìn)行潤(rùn)滑和冷卻，提高齒輪減速器的工作壽命。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型一種廢氣渦輪發(fā)電裝置的電磁離合器吸合時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型一種廢氣渦輪發(fā)電裝置的電磁離合器分離時(shí)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1、2所示，本實(shí)用新型是一種廢氣渦輪發(fā)電裝置，包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括依次連接的渦輪機(jī)、電磁離合器、齒輪減速器17和發(fā)電機(jī)9，其中，渦輪機(jī)包括渦殼1、渦輪機(jī)軸21和葉輪3 ;電磁離合器包括電磁離合器的主動(dòng)件5、電磁離合器的從動(dòng)件6和電磁離合器常閉開(kāi)關(guān)19 ;齒輪減速器17包括主動(dòng)軸12、從動(dòng)軸8、設(shè)于主動(dòng)軸12上的主動(dòng)齒輪14和設(shè)于從動(dòng)軸8上的從動(dòng)齒輪11，其中，主動(dòng)齒輪14與從動(dòng)齒輪11嚙合；
[0018]渦輪機(jī)軸21與電磁離合器的主動(dòng)件5連接，電磁離合器的從動(dòng)件6與齒輪減速器17的主動(dòng)軸12連接，齒輪減速器17的從動(dòng)軸8通過(guò)聯(lián)軸器10與發(fā)電機(jī)9軸連接；
[0019]控制機(jī)構(gòu)包括依次電連接的轉(zhuǎn)速傳感器20、單片機(jī)和電磁離合器常閉開(kāi)關(guān)19，轉(zhuǎn)速傳感器20設(shè)于渦輪機(jī)軸21上。
[0020]其中，單片機(jī)采用AT89C51型號(hào)，電磁離合器為常閉型干式多摩擦片電磁離合器，轉(zhuǎn)速傳感器20為磁阻式轉(zhuǎn)速傳感器，型號(hào)為CZX-01。
[0021]當(dāng)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，排氣總管排出的高溫高壓高速的尾氣由渦殼I的進(jìn)氣口進(jìn)入渦殼I內(nèi)并打到葉輪3上，葉輪3將尾氣的動(dòng)能、壓力能、熱能轉(zhuǎn)換為驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)軸21旋轉(zhuǎn)的機(jī)械能；渦輪機(jī)軸21驅(qū)動(dòng)齒輪減速器17的主動(dòng)軸12旋轉(zhuǎn)，(渦輪機(jī)軸21與電磁離合器的主動(dòng)件5連接，電磁離合器的從動(dòng)件6與齒輪減速器17的主動(dòng)軸12連接)，主動(dòng)軸齒輪14與從動(dòng)軸齒輪11嚙合，主動(dòng)軸12驅(qū)動(dòng)從動(dòng)軸8旋轉(zhuǎn)，從動(dòng)軸8通過(guò)聯(lián)軸器10與發(fā)電機(jī)9的旋轉(zhuǎn)軸緊固連接，驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)9旋轉(zhuǎn)發(fā)電。
[0022]初始狀態(tài)時(shí)，電磁離合器常閉開(kāi)關(guān)19處于閉合狀態(tài)，電磁離合器通電吸合，電磁離合器的主動(dòng)件5對(duì)電磁離合器從動(dòng)件6傳遞動(dòng)力，渦輪機(jī)軸21就帶動(dòng)齒輪減速器主動(dòng)軸12旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)速傳感器20不斷檢測(cè)渦輪機(jī)軸21的轉(zhuǎn)速，當(dāng)渦輪機(jī)軸21的轉(zhuǎn)速達(dá)到一定值(超速的臨界值)時(shí)，轉(zhuǎn)速傳感器20發(fā)出信號(hào)給單片機(jī)，單片機(jī)經(jīng)過(guò)處理后，將電磁離合器常閉開(kāi)關(guān)19斷開(kāi)，電磁離合器就斷電分離，這樣將旋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)速限制在一定的轉(zhuǎn)速內(nèi)，達(dá)到過(guò)載保護(hù)的目的。
[0023]本實(shí)用新型在齒輪減速器17上設(shè)有連通發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)(圖中未標(biāo)出)的潤(rùn)滑油道15，來(lái)自發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)的潤(rùn)滑油從潤(rùn)滑油入口 16流入通過(guò)潤(rùn)滑油道15給軸承以及齒輪潤(rùn)滑，同時(shí)還有一定的冷卻作用，最后從潤(rùn)滑油出口 7流回到發(fā)動(dòng)機(jī)潤(rùn)滑系統(tǒng)。
[0024]本實(shí)用新型的發(fā)電機(jī)9為稀土永磁發(fā)電機(jī)，稀土永磁發(fā)電機(jī)與傳統(tǒng)的發(fā)電機(jī)相比不需要集電環(huán)和電刷裝置，沒(méi)有了勵(lì)磁損耗和電刷滑環(huán)間的摩擦、接觸損耗，使發(fā)電機(jī)的效率高于傳統(tǒng)勵(lì)磁式的發(fā)電機(jī)15-30% ;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)行可靠；體積小，質(zhì)量輕；損耗小，故障率低。
[0025]以上所述的僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的前提下，還可以作出若干變形和改進(jìn)，這些也應(yīng)該視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍，這些都不會(huì)影響本實(shí)用新型實(shí)施的效果和專利的實(shí)用性。
【權(quán)利要求】
1.一種廢氣渦輪發(fā)電裝置，其特征在于:包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)和控制機(jī)構(gòu)，執(zhí)行機(jī)構(gòu)包括依次連接的渦輪機(jī)、電磁離合器、齒輪減速器和發(fā)電機(jī)，其中，渦輪機(jī)的軸與電磁離合器的主動(dòng)件連接，電磁離合器的從動(dòng)件與齒輪減速器主動(dòng)軸連接，齒輪減速器從動(dòng)軸通過(guò)聯(lián)軸器與發(fā)電機(jī)軸連接；控制機(jī)構(gòu)包括依次電連接的轉(zhuǎn)速傳感器、單片機(jī)和電磁離合器的常閉開(kāi)關(guān)，轉(zhuǎn)速傳感器設(shè)于渦輪機(jī)軸上。
2.如權(quán)利要求1所述的廢氣渦輪發(fā)電裝置，其特征在于:所述發(fā)電機(jī)通過(guò)整流電路與蓄電池連接。
3.如權(quán)利要求1所述的廢氣渦輪發(fā)電裝置，其特征在于:所述齒輪減速器的箱體上設(shè)有潤(rùn)滑油道。
【文檔編號(hào)】F01N5/04GK203604021SQ201320720365
【公開(kāi)日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年11月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月15日
【發(fā)明者】鄧彪, 簡(jiǎn)曉春, 吳紅洋, 吳春江, 施夏 申請(qǐng)人:重慶交通大學(xué)