[发明专利]一种基于汪克尔发动机及高温喷水的尾气废热回收高效发动机结构

说明书

发明提供一种基于汪克尔发动机及高温喷水的尾气废热回收高效发动机结构。该发动机结构包括内燃机机体、进气管、排气管、换热器、冷凝器、温度传感器、流量传感器、压力传感器、汪克尔发动机、高压水泵、高压水轨、高压水喷嘴、三通阀、单向阀、液压阀和控制器。该发动机结构在排气管安装换热器和冷凝器在水循环的状态下实现水加热的尾气废热回收，同时，对排气管结构再设计使得热尾气和高压高温水共同驱动汪克尔发动机工作，汪克尔发动机曲轴与内燃机曲轴通过动力耦合装置向外输出转矩做功，可以实现对尾气废热的高效回收利用，大大提高了发动机的热效率。

技术领域

本发明涉及动力驱动技术领域，特别涉及一种基于汪克尔发动机及高温喷水的尾气废热回收高效发动机结构。

背景技术

环保一直是汽车行业不可回避的问题。传统内燃机汽车仍是我国汽车消费市场最主流的产品。以发动机为主要动力源的机动车产业消耗了我国大量化石能源。机动车产业作为重要因素之一造成了我国石油对外依存度的不断提高，截止2018年已达69.8％，已严重影响了我国能源结构安全。为应对发动机工作伴生的能源消耗问题，我国政府对开发能够极大程度提高发动机热效率、降低燃油消耗率的节能汽车技术给予了高度重视，并先后发布了多项纲领性文件进行汽车产业动力源技术重构与调整。然而，现有发动机效率仅为38％左右，有一大部分能量以尾气废热的形式排放到大气中而被白白浪费掉。

因此，亟需开发一种高效发动机结构以改善内燃机能源消耗。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于汪克尔发动机及高温喷水的尾气废热回收高效发动机结构，以解决现有技术中存在的问题。

为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种基于汪克尔发动机及高温喷水的尾气废热回收高效发动机结构，包括换热器、三通阀、冷凝器、汪克尔发动机、若干高压水喷嘴、控制器、高压水轨和发动机机体。

所述发动机机体上端两侧分别设有进气管Ⅰ和排气管Ⅰ。所述进气管Ⅰ的管路上设置有流量传感器Ⅰ。所述排气管Ⅰ的管路上依次设置有温度传感器Ⅰ、换热器、温度传感器Ⅱ、三通阀和冷凝器。所述排气管Ⅰ尾端还设置有后处理装置。发动机尾气排放至环境前，流经后处理装置。所述后处理装置中设有后处理装置工作状态传感器。所述后处理装置工作状态传感器与控制器电连接。所述换热器和冷凝器之间设置有高压水管。所述高压水管的管路上设置有高压水泵。

所述汪克尔发动机的曲轴与发动机机体的曲轴通过动力耦合装置耦合在一起。所述汪克尔发动机的工作转矩通过动力耦合装置传递给发动机机体的曲轴。所述汪克尔发动机曲轴上安装有转速传感器。所述汪克尔发动机的进气管Ⅱ与排气管Ⅰ通过三通阀连通。所述汪克尔发动机的进气管Ⅱ上设置有流量传感器Ⅱ。所述汪克尔发动机的排气管Ⅱ与排气管Ⅰ位于三通阀与冷凝器之间的部分连通。所述排气管Ⅱ上设置有单向阀。

所述高压水喷嘴安装在汪克尔发动机的机体上。所述高压水喷嘴通过高压水管与高压水轨连接。所述换热器通过高压水管与高压水轨相连接。所述高压水轨上安装有温度传感器Ⅲ和压力传感器。

所述流量传感器Ⅰ、温度传感器Ⅰ、温度传感器Ⅱ、三通阀、高压水泵、流量传感器Ⅱ、高压水喷嘴、温度传感器Ⅲ、压力传感器以及转速传感器均与控制器电连接。所述流量传感器Ⅰ、温度传感器Ⅰ、温度传感器Ⅱ、流量传感器Ⅱ、温度传感器Ⅲ、压力传感器、转速传感器采集工作状态数据并传输至控制器。其中，所述流量传感器Ⅰ采集进气管Ⅰ的进气量数据Q1。所述流量传感器Ⅱ采集进气管Ⅱ的进气量数据Q2。所述温度传感器Ⅰ采集发动机尾气第一温度T1。所述温度传感器Ⅱ采集发动机尾气第二温度T2。所述温度传感器Ⅲ采集高压水轨的水温数据T3。所述压力传感器采集高压水轨的水压数据P1。所述转速传感器采集汪克尔发动机的转速数据n1。工作时，所述控制器依据工作状态数据，调节三通阀的阀门通道转换以及高压水喷嘴的喷射策略。

进一步，所述三通阀接收控制器的控制信号，进行阀门通道转换。所述三通阀经配置以：