[实用新型]一种发动机废气涡轮发电系统

说明书

技术领域

本实用新型属于汽车构造的技术领域，涉及汽车发动机的结构，更具体地说，本实用新型涉及一种发动机废气涡轮发电系统。

背景技术

传统汽油发动机燃料做功部分一般只占燃烧总能量的30％左右，即汽油发动机热效率在30％左右；柴油发动机热效率稍高，在40％左右。另外，35％左右的能量通过发动机冷却系统被带走，其余大约35％的能量被发动机废气带走。如果能回收这些能量，就可以提高发动机的效率，降低发动机的油耗并降低温室气体的排放。对发动机冷却系统和排气系统带走的能量进行回收，已经引起了人们的广泛注意。

在发动机冷却系统带走的能量和发动机废气带走的能量中，发动机废气中的能量更可以被充分利用。将发动机废气中的热能和动能转化为机械能并最终转化为电能，是充分高效利用发动机废气能量的一个重要途径。

一般来说，质量流量为0.05kg/s、流速在60m/s的800℃气体提供的能量足够使涡轮发电机转速达到8万至10万rpm，产生的电能达到5～6KW。如果利用发动机废气涡轮回收的能量可以满足汽车电力系统所需能量，还可以进一步取消发动机中的发电机及其驱动系统，这样还可以进一步提高发动机效率。

传统的发动机废气能量回收系统中，要么结构过于复杂，不能真正用于工程应用；要么结构过于简单，仅适用于特定系统，没有普遍推广价值，且能量回收效率低。

发明内容

本实用新型所要解决的问题是提供一种发动机废气涡轮发电系统，其目的是高效回收发动机废气能量并充分加以利用，提高发动机效率，降低发动机燃油消耗。

为了实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

本实用新型所提供的这种发动机废气涡轮发电系统，包括涡轮壳、涡轮和涡轮轴，所述的涡轮壳上设有涡壳进口和涡壳出口，所述的涡轮轴的伸出端部与发电机的轴通过联轴器同轴紧固连接；所述的涡壳进口与发动机的排气歧管连接。

所述的发电机为开关磁阻发电机。

所述的发电机通过整流电路与蓄电池连接。

在所述的涡轮壳与发电机之间，设有中间壳，所述的涡轮轴由中间壳支承，所述的中间壳上，设有润滑油路和冷却水套。

所述的冷却水套设冷却水进口和冷却水出口，所述的冷却水进口和冷却水出口与发动机的循环水系统连通。

所述的涡轮轴与中间壳之间，设半浮动轴承。

在所述的中间壳的两端，分别设有活塞环A和活塞环B。

在所述的中间壳中设推力垫片和推力轴承，所述的推力轴承固定安装在中间壳上，所述的推力轴承和高速旋转的涡轮轴之间通过衬套过渡衔接。

所述的润滑油路设润滑油进口和润滑油出口。

所述的中间壳内远离涡壳出口的一端，通过背板密封；所述的背板的中心孔通过推力套与涡轮轴衔接；所述的背板周边与所述的中间壳之间装有橡胶密封圈；所述的背板通过四个螺栓连接在中间壳内的螺栓孔上；所述的中间壳和涡轮壳通过卡箍连接在一起。

本实用新型采用上述技术方案，可以高效回收发动机废气能量并确保回收的废气被充分合理的利用，不仅可以提高发动机效率，降低发动机燃油消耗，还可以降低温室气体排放，有利于环境保护，其带来的经济效益、环境效益和社会效益是相当巨大的；本实用新型的结构简单，很容易推广并快速产业化；保证了润滑效果，又减少了轴与轴承间的摩擦，因此本实用新型的机械效率高达95％以上；循环冷却水套可以充分冷却中间壳内的润滑油，保证润滑油不会温度过高而结焦，因此本实用新型不仅适用于排气温度较高的柴油发动机，而且适用于排气温度更高的汽油发动机；使用的高速发电机是开关磁阻发电机；采用开关磁阻发电机，其外形简单、成本低、易于制造、在高速下运行可靠，这种能量回收系统的功率密度是普通交流发电机的三倍。

附图说明

下面对本说明书各幅附图所表达的内容及图中的标记作简要说明：

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型中的中间壳结构剖视示意图。

图中标记为：

1、涡壳进口，2、涡轮壳，3、涡轮，4、涡壳出口，5、活塞环A，6、挡圈，7、半浮动轴承，8、润滑油进口，9、推力垫片，10、推力轴承，11、衬套，12、密封圈，13、推力套，14、联轴器，15、发电机(开关磁阻发电机SRG)，16、整流电路，17、蓄电池，18、活塞环B，19、背板，20、中间壳，21、涡轮轴，22、润滑油出口，23、卡箍，24、冷却水套，25、螺栓孔，26、冷却水进口，27、冷却水出口。

具体实施方式