[发明专利]发动机能量综合利用系统及控制方法

摘要

发动机能量综合利用系统及控制方法，利用有机工质冷却发动机，有机工质在发动机机体中得到预热，利用蒸发器将发动机排气能量传递给预热后的有机工质，使有机工质变为高温高压气体，利用膨胀机使高温高压气体膨胀做功，利用动力耦合装置将膨胀机输出轴功与发动机输出轴功耦合，实现共同驱动车辆行驶，利用发动机曲轴带动工质泵将低压液态有机工质加压为高压液态有机工质，以发动机冷却水套出口处有机工质温度为反馈信号控制冷凝风扇，通过电磁三通阀控制有机工质的流向，以发动机转速、膨胀机准轴功为反馈信号控制动力耦合装置的开闭。本发明利用有机工质吸收发动机机体散热量和排气能量，进而转化为动力输出，实现发动机燃料燃烧能量的高效利用。

主权项

发动机能量综合利用系统，其特征在于：所述发动机能量综合利用系统，由发动机(34)、电磁三通阀(25)、蒸发器(10)、膨胀机(14)、单向阀(16)、冷凝器(17)、工质泵(31)依次连接组成；膨胀阀(24)安装在电磁三通阀(25)与冷凝器(17)之间，冷却风扇(23)安装在冷凝器(17)前段，风扇驱动电机(22)与冷却风扇(23)同轴，工质泵(31)通过联轴器(32)与发动机曲轴(33)连接，由发动机曲轴(33)驱动工质泵(31)旋转，膨胀机(14)功率输出轴通过动力耦合器(15)与发动机曲轴(33)连接，实现膨胀机(14)轴功与发动机(34)轴功的耦合，发动机排气管(28)通过常开电磁阀(9)与蒸发器相连，发动机排气管(28)通过常闭电磁阀(8)接通大气；所述冷凝器(17)，由换热器(18)、储液罐(19)、搅拌器(20)、搅拌器电机(21)组成，换热器(18)安装在储液罐(19)顶部，搅拌器(20)及搅拌器电机(21)安装在储液罐(19)底部，搅拌器(20)将储存在储液罐(19)中的混合工质搅拌均匀；所述控制系统，由控制模块(4)、发动机排气温度传感器(7)、发动机排气压力传感器(5)、发动机排气质量流量传感器(6)、蒸发器出口排气温度传感器(11)、蒸发器出口有机工质温度传感器(12)、蒸发器出口有机工质压力传感器(13)、发动机冷却水套出口处有机工质温度传感器(27)、有机工质质量流量传感器(26)、发动机转速传感器(2)、发动机转矩传感器(3)、常闭电磁阀(8)、常开电磁阀(9)、电磁三通阀(25)、搅拌器电机(21)、风扇驱动电机(22)、动力耦合器(15)通过线束连接组成；所述控制模块，由电源电路、单片机、变量参数输入电路、启动电路、开关驱动电路、电机驱动电路组成；变量参数输入电路接收处理发动机排气温度传感器(7)、发动机排气压力传感器(5)、发动机排气质量流量传感器(6)、蒸发器出口排气温度传感器(11)、蒸发器出口有机工质温度传感器(12)、蒸发器出口有机工质压力传感器(13)、发动机转速传感器(2)、发动机转矩传感器(3)、发动机冷却水套出口处有机工质温度传感器(27)、有机工质质量流量传感器(26)输出的信号；启动电路接收启动开关输出的信号；变量参数输入电路的输出端与单片机输入端相连；启动电路的输出端与单片机输入端相连；开关驱动电路的输入端与单片机的输出端相连，开关驱动电路的输出端与常闭电磁阀(8)、常开电磁阀(9)、电磁三通阀(25)、搅拌器电机(21)、动力耦合器(15)相连；电机驱动电路的输入端与单片机的输出端相连，电机驱动电路的输出端与风扇驱动电机(22)相连。