專利名稱：一種汽車電渦流緩速器制動(dòng)熱能回收利用裝置及控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利涉及一種汽車電渦流緩速器制動(dòng)熱能回收利用裝置及方法，具體為重型汽車緩速器在頻繁和長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量低品位熱能，通過(guò)有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)、 甲醇水溶液催化重整裝置、柴油機(jī)進(jìn)氣加熱裝置和控制系統(tǒng)來(lái)對(duì)該制動(dòng)熱能進(jìn)行回收和利用，屬于車輛節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
針對(duì)重型卡車普遍安裝的電渦流緩速器，盡管永磁電渦流緩速器與勵(lì)磁電渦流緩速器相比較有節(jié)能、易于小型化等優(yōu)點(diǎn)，前景看好，但現(xiàn)有的永磁緩速器均為風(fēng)冷散熱構(gòu)造，要實(shí)現(xiàn)大制動(dòng)轉(zhuǎn)矩必須采用液冷技術(shù)。然而重卡長(zhǎng)距離下坡制動(dòng)時(shí)，液冷緩速器會(huì)產(chǎn)生大量熱量，若這些熱量完全通過(guò)散熱器散失到空氣中則是能量的極大浪費(fèi)，因此，在確保緩速器可靠工作的前提下，高效回收和利用緩速器的制動(dòng)熱能就顯得尤為必要。由于緩速器本身材料性能的限制，保證其正常工作的前提下所能承受的極限溫度較低，故所回收的熱能為低品位熱能。目前車輛低品位余熱利用包括發(fā)動(dòng)機(jī)余熱溫差發(fā)電、取暖和吸收式制冷，以及利用發(fā)動(dòng)機(jī)余熱做功。利用排氣溫差的發(fā)電技術(shù)，能量轉(zhuǎn)換效率很低，實(shí)際熱電轉(zhuǎn)換效率約為 2. 12%，而同類裝置的轉(zhuǎn)換效率最高也只有10%左右。發(fā)動(dòng)機(jī)余熱取暖系統(tǒng)無(wú)法在發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作時(shí)使用，且在高寒地區(qū)使用時(shí)對(duì)換熱元件要求較高。發(fā)動(dòng)機(jī)余熱吸收式制冷系統(tǒng)則存在單位質(zhì)量的吸附劑產(chǎn)生的制冷功率小、系統(tǒng)笨重、余熱利用率不高等問題。鑒于這兩種余熱利用方式存在的缺點(diǎn)，利用車輛低品位余熱做功已成為車輛低品位余熱利用領(lǐng)域新的研究熱點(diǎn)。將車輛低品位余熱轉(zhuǎn)換為機(jī)械能進(jìn)而轉(zhuǎn)換為電能，此種方法對(duì)車輛低品位余熱的利用率較高，通過(guò)轉(zhuǎn)換得來(lái)的電能可以為車輛蓄電池充電，亦可用于其它用電設(shè)備，更重要的是這種方法不需對(duì)原有汽車結(jié)構(gòu)做較大改動(dòng)，易于實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。本專利提出的一種重型汽車電渦流緩速器制動(dòng)熱能的回收利用裝置及方法，通過(guò)有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)、甲醇水溶液催化重整裝置、柴油機(jī)進(jìn)氣加熱裝置和控制系統(tǒng)的綜合作用，不但回收了緩速器的制動(dòng)熱能，確保緩速器可靠工作，還大幅度改善了柴油機(jī)怠速時(shí)的燃燒和排放性能，實(shí)現(xiàn)了柴油機(jī)的節(jié)能和減排。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是綜合利用有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)、甲醇水溶液催化重整裝置、柴油機(jī)進(jìn)氣加熱裝置和控制系統(tǒng)，來(lái)對(duì)重型汽車制動(dòng)過(guò)程中緩速器產(chǎn)生的大量熱能進(jìn)行回收和利用，以保證緩速器正常運(yùn)行，最終達(dá)到車輛節(jié)能減排的目的。本發(fā)明的方案是在重型汽車頻繁或長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)過(guò)程中，緩速器會(huì)產(chǎn)生大量的熱能，通過(guò)有機(jī)郎肯循環(huán)將該熱能回收利用成電能，再用電阻絲消耗電能去加熱重整器，電阻絲產(chǎn)生熱能使重整器溫度升高，當(dāng)重整器中的溫度達(dá)到所需溫度時(shí)，甲醇水溶液泵入重整器中進(jìn)行催化重整，產(chǎn)生的重整氣引入柴油機(jī)進(jìn)氣管與柴油混合燃燒。與此同時(shí)，膨脹機(jī)做功后的工質(zhì)乏氣溫度仍然高于柴油機(jī)進(jìn)氣溫度，故來(lái)加熱柴油機(jī)進(jìn)氣，以達(dá)到改善柴油機(jī)燃燒并降低其排放的目的?！N汽車電渦流緩速器制動(dòng)熱能的回收利用裝置，包括有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)、 甲醇水溶液催化重整裝置、柴油機(jī)進(jìn)氣加熱裝置和控制系統(tǒng)；其特征在于有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括緩速器溫度傳感器1、緩速器2、導(dǎo)熱油22、緩速器外箱體3、氣液分離器4、 膨脹機(jī)5、發(fā)電機(jī)6、凝汽器7、有機(jī)郎肯循環(huán)工質(zhì)泵8，其中，緩速器2安置在緩速器外箱體 3的內(nèi)部，緩速器2周圍充滿著導(dǎo)熱油22，連接在緩速器外箱體3上的緩速器溫度傳感器1 用來(lái)檢測(cè)緩速器2周圍導(dǎo)熱油22的溫度，有機(jī)郎肯循環(huán)管路進(jìn)入緩速器外箱體3后變成螺旋狀以保證和導(dǎo)熱油22的充分換熱，有機(jī)郎肯循環(huán)管路通過(guò)緩速器外箱體3后與氣液分離器4連接，氣液分離器4將氣體工質(zhì)與液體工質(zhì)分離，氣液分離器4上的液體工質(zhì)回流管道與凝汽器7相連，氣液分離器4上的氣態(tài)工質(zhì)管道與膨脹機(jī)5相連，與膨脹機(jī)5與發(fā)電機(jī)6 相連用以生產(chǎn)電能，膨脹機(jī)5上連接有乏氣管道；甲醇水溶液催化重整裝置包括電阻絲9、 重整器10、重整器溫度傳感器11、燃料泵12、甲醇水溶液13、重整氣泵14和氣液分離器15， 其中，重整器10內(nèi)部有電阻絲9和重整器溫度傳感器11，甲醇水溶液13通過(guò)燃料泵12與重整器10相連，發(fā)電機(jī)6與所述重整器10內(nèi)部的電阻絲9相連，重整器10的重整氣輸出管道與氣液分離器15相連，氣液分離器15的液體回流管道重新連入重整器10，其氣體輸出管道連入重整氣泵14，重整氣泵與柴油機(jī)的進(jìn)氣管相連，甲醇水溶液13可以在燃料泵12的作用下被泵入到重整器10中，重整器10內(nèi)部的電阻絲9消耗發(fā)電機(jī)6所輸出的電能用來(lái)放出熱量，使重整器10內(nèi)部溫度升高，重整器溫度傳感器11用來(lái)檢測(cè)重整器10內(nèi)部溫度， 重整器10內(nèi)部產(chǎn)生的重整氣通過(guò)氣液分離器15分離成氣體和液體，液體回流到重整器10 內(nèi)，氣體通過(guò)重整氣泵14泵入到柴油機(jī)進(jìn)氣管；柴油機(jī)進(jìn)氣加熱裝置包括柴油機(jī)16、進(jìn)氣換熱器17、空濾器18、柴油機(jī)進(jìn)氣管19和柴油機(jī)排氣管20，其中，膨脹機(jī)5的乏氣管道通過(guò)與進(jìn)氣換熱器17相連后再與凝汽器7相連接，而連接有空濾器18的管道與進(jìn)氣換熱器17 相連后再與柴油機(jī)進(jìn)氣管19相連，通過(guò)空濾器18的進(jìn)氣在進(jìn)氣換熱器17中與從膨脹機(jī)5 中做功后的工質(zhì)乏氣進(jìn)行換熱；控制系統(tǒng)包括電子控制單元21、來(lái)自緩速器溫度傳感器1 的緩速器溫度信號(hào)a、對(duì)有機(jī)郎肯循環(huán)工質(zhì)泵8的控制信號(hào)b、來(lái)自重整器溫度傳感器11的重整器溫度信號(hào)C、對(duì)燃料重整裝置中燃料泵12的控制信號(hào)d、對(duì)燃料重整裝置中重整氣泵 14的控制信號(hào)e，其中，電子控制單元21通過(guò)接收緩速器溫度傳感器1的溫度信號(hào)a用以控制對(duì)有機(jī)郎肯循環(huán)工質(zhì)泵8的轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)b，通過(guò)接收重整器溫度傳感器11的重整器溫度信號(hào)c用以控制對(duì)燃料重整裝置中燃料泵12的信號(hào)d和對(duì)燃料重整裝置中重整氣泵14的信號(hào)e。上述的一種重型汽車電渦流緩速器制動(dòng)熱能的回收利用裝置，其控制方法如下 在汽車使用緩速器2制動(dòng)時(shí)，緩速器2將汽車的制動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為自身的熱能，故緩速器外箱體3內(nèi)溫度將逐漸升高，當(dāng)緩速器外箱體3內(nèi)導(dǎo)熱油22溫度達(dá)到120度時(shí)，緩速器溫度傳感器1將信號(hào)傳遞給電子控制單元21，電子控制單元21對(duì)有機(jī)郎肯循環(huán)工質(zhì)泵8發(fā)出指令，有機(jī)郎肯循環(huán)工質(zhì)泵8開始工作，工質(zhì)通過(guò)緩速器外箱體3與導(dǎo)熱油22發(fā)生熱交換，帶走導(dǎo)熱油22的熱量，形成高溫、高壓、氣態(tài)工質(zhì)，經(jīng)氣液分離器4分離后，高溫高壓氣態(tài)工質(zhì)推動(dòng)膨脹機(jī)5做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)6發(fā)電，電阻絲9通過(guò)消耗發(fā)電機(jī)6的所產(chǎn)電能加熱重整器 10，重整器10內(nèi)部的溫度會(huì)逐漸升高，當(dāng)重整器10內(nèi)溫度超過(guò)500度時(shí)，重整器溫度傳感器11將信號(hào)傳遞給電子控制單元21，電子控制單元21對(duì)燃料重整裝置中的燃料泵12發(fā)出指令，燃料泵12工作，將甲醇水溶液13泵入重整器10，甲醇水溶液13重整成重整氣氫氣和一氧化碳，由于重整氣中含有部分氣態(tài)甲醇和水，重整氣經(jīng)過(guò)氣液分離器15的分離， 液態(tài)回流到重整器，氣態(tài)重整氣被泵入柴油機(jī)進(jìn)氣管19與柴油在缸內(nèi)混合燃燒；此外，膨脹機(jī)5的中溫乏氣經(jīng)進(jìn)氣換熱器17加熱柴油機(jī)16的進(jìn)氣，提高柴油機(jī)16怠速時(shí)的進(jìn)氣溫度，柴油機(jī)16中最終實(shí)現(xiàn)高溫進(jìn)氣與氫氣、一氧化碳和柴油的混合燃料高溫燃燒。本發(fā)明可取得如下有益效果一種汽車電渦流緩速器制動(dòng)熱能的回收利用裝置， 通過(guò)有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)首先將緩速器2產(chǎn)生的大量熱能回收轉(zhuǎn)化成電能，通過(guò)此過(guò)程使緩速器2溫度降低，保證了緩速器2良好性能的發(fā)揮，同時(shí)將熱能回收轉(zhuǎn)化成電能，避免了大量熱能的浪費(fèi)；通過(guò)甲醇水溶液催化重整裝置將所產(chǎn)的電能用于加熱重整器10中的電阻絲9，此裝置可以將有機(jī)郎肯循環(huán)裝置所產(chǎn)電能及時(shí)消耗掉，避免了出現(xiàn)電能將電池充滿后無(wú)處存放的尷尬局面，更重要的是此過(guò)程可以改善柴油機(jī)16燃燒并降低其排放；進(jìn)氣加熱裝置用于加熱柴油機(jī)16的進(jìn)氣，進(jìn)氣溫度的提高有利于噴入汽缸的柴油的霧化、蒸發(fā)和混合，提高了柴油的燃燒速度和預(yù)混燃燒質(zhì)量。


圖1 一種汽車電渦流緩速器制動(dòng)熱能回收利用裝置的原理簡(jiǎn)中1緩速器溫度傳感器、2緩速器、3緩速器換熱器、4氣液分離器、5膨脹機(jī)、6 發(fā)電機(jī)、7凝汽器、8有機(jī)郎肯循環(huán)工質(zhì)泵、9電阻絲、10重整器、11重整器溫度傳感器、12燃料泵、13甲醇水溶液、14重整氣泵、15氣液分離器、16柴油機(jī)、17進(jìn)氣換熱器、18空濾器、19 柴油機(jī)進(jìn)氣管、20柴油機(jī)排氣管、21電子控制單元、22導(dǎo)熱油、a來(lái)自緩速器溫度傳感器的緩速器溫度信號(hào)、b有機(jī)郎肯循環(huán)工質(zhì)泵的控制信號(hào)、c來(lái)自重整器溫度傳感器的重整器溫度信號(hào)、d燃料重整裝置中燃料泵的控制信號(hào)、e燃料重整裝置中重整氣泵的控制信號(hào)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明。參照?qǐng)D1，一種汽車電渦流緩速器制動(dòng)熱能的回收利用裝置，包括有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)、甲醇水溶液催化重整裝置、柴油機(jī)進(jìn)氣加熱裝置和控制系統(tǒng)；其特征在于有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括緩速器溫度傳感器1、緩速器2、導(dǎo)熱油22、緩速器外箱體3、氣液分離器4、膨脹機(jī)5、發(fā)電機(jī)6、凝汽器7、有機(jī)郎肯循環(huán)工質(zhì)泵8，其中，緩速器2安置在緩速器外箱體3的內(nèi)部，緩速器2周圍充滿著導(dǎo)熱油22，連接在緩速器外箱體3上的緩速器溫度傳感器1用來(lái)檢測(cè)緩速器2周圍導(dǎo)熱油22的溫度，有機(jī)郎肯循環(huán)管路進(jìn)入緩速器外箱體3后變成螺旋狀以保證和導(dǎo)熱油22的充分換熱，有機(jī)郎肯循環(huán)管路通過(guò)緩速器外箱體3后與氣液分離器4連接，氣液分離器4將氣體工質(zhì)與液體工質(zhì)分離，氣液分離器4上的液體工質(zhì)回流管道與凝汽器7相連，氣液分離器4上的氣態(tài)工質(zhì)管道與膨脹機(jī)5相連，與膨脹機(jī)5與發(fā)電機(jī)6相連用以生產(chǎn)電能，膨脹機(jī)5上連接有乏氣管道；甲醇水溶液催化重整裝置包括電阻絲9、重整器10、重整器溫度傳感器11、燃料泵12、甲醇水溶液13、重整氣泵14和氣液分離器15，其中，重整器10內(nèi)部有電阻絲9和重整器溫度傳感器11，甲醇水溶液13通過(guò)燃料泵12與重整器10相連，發(fā)電機(jī)6與所述重整器10內(nèi)部的電阻絲9相連，重整器10的重整氣輸出管道與氣液分離器15相連，氣液分離器15的液體回流管道重新連入重整器10，其氣體輸出管道連入重整氣泵14，重整氣泵與柴油機(jī)的進(jìn)氣管相連，甲醇水溶液13可以在燃料泵12的作用下被泵入到重整器10中，重整器10內(nèi)部的電阻絲9消耗發(fā)電機(jī)6所輸出的電能用來(lái)放出熱量，使重整器10內(nèi)部溫度升高，重整器溫度傳感器11用來(lái)檢測(cè)重整器10內(nèi)部溫度，重整器10內(nèi)部產(chǎn)生的重整氣通過(guò)氣液分離器15分離成氣體和液體，液體回流到重整器10內(nèi)，氣體通過(guò)重整氣泵14泵入到柴油機(jī)進(jìn)氣管；柴油機(jī)進(jìn)氣加熱裝置包括柴油機(jī) 16、進(jìn)氣換熱器17、空濾器18、柴油機(jī)進(jìn)氣管19和柴油機(jī)排氣管20，其中，膨脹機(jī)5的乏氣管道通過(guò)與進(jìn)氣換熱器17相連后再與凝汽器7相連接，而連接有空濾器18的管道與進(jìn)氣換熱器17相連后再與柴油機(jī)進(jìn)氣管19相連，通過(guò)空濾器18的進(jìn)氣在進(jìn)氣換熱器17中與從膨脹機(jī)5中做功后的工質(zhì)乏氣進(jìn)行換熱；凝汽器7的有機(jī)朗肯循環(huán)工質(zhì)管道通過(guò)與有機(jī)朗肯循環(huán)工質(zhì)泵相連后接入緩速器外箱體3的內(nèi)部；控制系統(tǒng)包括電子控制單元21、來(lái)自緩速器溫度傳感器1的緩速器溫度信號(hào)a、對(duì)有機(jī)郎肯循環(huán)工質(zhì)泵8的控制信號(hào)b、來(lái)自重整器溫度傳感器11的重整器溫度信號(hào)c、對(duì)燃料重整裝置中燃料泵12的控制信號(hào)d、對(duì)燃料重整裝置中重整氣泵14的控制信號(hào)e，其中，電子控制單元21通過(guò)接收緩速器溫度傳感器1的溫度信號(hào)a用以控制對(duì)有機(jī)郎肯循環(huán)工質(zhì)泵8的轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)b，通過(guò)接收重整器溫度傳感器11的重整器溫度信號(hào)c用以控制對(duì)燃料重整裝置中燃料泵12的信號(hào)d和對(duì)燃料重整裝置中重整氣泵14的信號(hào)e。本實(shí)施例車輛為德龍F(tuán)2000，質(zhì)量為19000kg。車輛試驗(yàn)在一個(gè)傾角為20°的斜坡上進(jìn)行，有機(jī)朗肯循環(huán)工質(zhì)選為R123，環(huán)境溫度為21攝氏度，壓力為lOlkPa。汽車在緩速器2的作用下，沿著此斜坡以10km/h的速度勻速向下行駛，緩速器2 將汽車的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為自身的熱能，此時(shí)緩速器的產(chǎn)熱功率為100kw，伴隨著緩速器2的產(chǎn)熱，導(dǎo)熱油22的溫度逐漸升高，當(dāng)導(dǎo)熱油22溫度達(dá)到120度時(shí)，緩速器溫度傳感器1將信號(hào)傳遞給電子控制單元21，電子控制單元21對(duì)有機(jī)郎肯循環(huán)工質(zhì)泵8發(fā)出指令，有機(jī)郎肯循環(huán)工質(zhì)泵8開始工作，有機(jī)工質(zhì)R123通過(guò)緩速器外箱體3與導(dǎo)熱油22發(fā)生熱交換，使 R123由溫度21攝氏度、壓力Ibar變?yōu)闇囟?03攝氏度、壓力Mbar的高溫高壓氣態(tài)工質(zhì)， 夾雜有少量液態(tài)工質(zhì)的高溫高壓氣態(tài)工質(zhì)進(jìn)入氣液分離器4分離，分離后的液態(tài)工質(zhì)回流到冷凝器7，分離后的高溫高壓氣態(tài)工質(zhì)進(jìn)入膨脹機(jī)5并推動(dòng)其做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)6以IOkW 的功率發(fā)電，此循環(huán)熱電轉(zhuǎn)化效率為10%，然后電阻絲9通過(guò)消耗發(fā)電機(jī)6產(chǎn)生的電能加熱重整器10，重整器10內(nèi)部的溫度逐漸升高，當(dāng)重整器10內(nèi)溫度達(dá)到500攝氏度時(shí)，重整器溫度傳感器11將信號(hào)傳遞給電子控制單元21，電子控制單元21對(duì)燃料重整裝置中的燃料泵12發(fā)出指令，燃料泵12開始工作，將甲醇水溶液13泵入重整器10，在高溫和催化劑的作用下，甲醇水溶液13重整成氫氣和一氧化碳(重整氣)，由于重整氣中含有部分氣態(tài)甲醇和水，重整氣經(jīng)過(guò)氣液分離器15的分離，液態(tài)回流到重整器，氣態(tài)重整氣被泵入柴油機(jī)進(jìn)氣管19與柴油在缸內(nèi)混合燃燒。經(jīng)測(cè)定N0X排放由原機(jī)的5g/kwh下降到4. 6g/kffh,降低 8% ；PM由原機(jī)的0. 10g/kffh下降到0. 08g/kffh,降低20% ；此外，膨脹機(jī)5的中溫乏氣經(jīng)過(guò)進(jìn)氣換熱器17加熱柴油機(jī)16的進(jìn)氣，使柴油機(jī)怠速時(shí)的進(jìn)氣溫度由21攝氏度升到40攝氏度，進(jìn)氣溫度提高了 90%。由于進(jìn)氣溫度提高和混入重整氣，空氣量減小，柴油機(jī)16自動(dòng)減少柴油供給量，指示熱效率由原機(jī)的26. 3%提高至28. 1%。上述的試驗(yàn)結(jié)果表明，采用發(fā)明提供的汽車電渦流緩速器制動(dòng)熱能的回收利用裝置及方法，可以通過(guò)有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)將緩速器2產(chǎn)生的大量熱能回收轉(zhuǎn)化成電能， 通過(guò)此過(guò)程使緩速器2溫度降低，保證緩速器2良好性能的發(fā)揮，同時(shí)將熱能回收轉(zhuǎn)化成電能，避免了大量熱能的浪費(fèi)；通過(guò)甲醇水溶液催化重整裝置將所產(chǎn)的電能用于加熱重整器 10中的電阻絲9，此裝置可以將有機(jī)郎肯循環(huán)裝置所產(chǎn)電能及時(shí)消耗掉，避免了出現(xiàn)電能將電池充滿后無(wú)處存放的尷尬局面，更重要的是此過(guò)程改善柴油機(jī)16燃燒并降低其排放； 進(jìn)氣加熱裝置用于加熱柴油機(jī)16的進(jìn)氣，進(jìn)氣溫度的提高有利于噴入汽缸的柴油的霧化、 蒸發(fā)和混合，提高了柴油的燃燒速度和預(yù)混燃燒質(zhì)量。 以上所述部分，僅為本發(fā)明的一部分具體實(shí)施方式
，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種汽車電渦流緩速器制動(dòng)熱能回收利用裝置，包括有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)、甲醇水溶液催化重整裝置、柴油機(jī)進(jìn)氣加熱裝置和控制系統(tǒng)；其特征在于有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)包括緩速器溫度傳感器(1)、緩速器( 、導(dǎo)熱油0 、緩速器外箱體C3)、氣液分離器G)、膨脹機(jī)(5)、發(fā)電機(jī)(6)、凝汽器(7)、有機(jī)郎肯循環(huán)工質(zhì)泵(8)，其中，緩速器O安置在緩速器外箱體(3)的內(nèi)部，緩速器( 周圍充滿著導(dǎo)熱油(22)，連接在緩速器外箱體(3) 上的緩速器溫度傳感器⑴用來(lái)檢測(cè)緩速器⑵周圍導(dǎo)熱油02)的溫度，有機(jī)郎肯循環(huán)管路進(jìn)入緩速器外箱體( 后變成螺旋狀以保證和導(dǎo)熱油0 的充分換熱，有機(jī)郎肯循環(huán)管路通過(guò)緩速器外箱體C3)后與氣液分離器(4)連接，氣液分離器(4)將氣體工質(zhì)與液體工質(zhì)分離，氣液分離器(4)上的液體工質(zhì)回流管道與凝汽器(7)相連，氣液分離器(4)上的氣態(tài)工質(zhì)管道與膨脹機(jī)(5相連，與膨脹機(jī)(5)與發(fā)電機(jī)(6)相連用以生產(chǎn)電能，膨脹機(jī)(5) 上連接有乏氣管道；甲醇水溶液催化重整裝置包括電阻絲(9)、重整器(10)、重整器溫度傳感器(11)、燃料泵(12)、甲醇水溶液(13)、重整氣泵(14)和氣液分離器(15)，其中，重整器(10)內(nèi)部有電阻絲(9)和重整器溫度傳感器(11)，甲醇水溶液(13)通過(guò)燃料泵(12)與重整器(10)相連，發(fā)電機(jī)(6)與所述重整器(10)內(nèi)部的電阻絲(9)相連，重整器(10)的重整氣輸出管道與氣液分離器(1 相連，氣液分離器(1 的液體回流管道重新連入重整器(10)，其氣體輸出管道連入重整氣泵(14)，重整氣泵與柴油機(jī)的進(jìn)氣管相連，甲醇水溶液(13)可以在燃料泵(12)的作用下被泵入到重整器(10)中，重整器(10)內(nèi)部的電阻絲 (9)消耗發(fā)電機(jī)(6)所輸出的電能用來(lái)放出熱量，使重整器(10)內(nèi)部溫度升高，重整器溫度傳感器(11)用來(lái)檢測(cè)重整器(10)內(nèi)部溫度，重整器(10)內(nèi)部產(chǎn)生的重整氣通過(guò)氣液分離器(1 分離成氣體和液體，液體回流到重整器(10)內(nèi)，氣體通過(guò)重整氣泵(14)泵入到柴油機(jī)進(jìn)氣管；柴油機(jī)進(jìn)氣加熱裝置包括柴油機(jī)(16)、進(jìn)氣換熱器(17)、空濾器(18)、柴油機(jī)進(jìn)氣管(19)和柴油機(jī)排氣管(20)，其中，膨脹機(jī)(5)的乏氣管道通過(guò)與進(jìn)氣換熱器(17) 相連后再與凝汽器(7)相連接，而連接有空濾器(18)的管道與進(jìn)氣換熱器(17)相連后再與柴油機(jī)進(jìn)氣管(19)相連，通過(guò)空濾器(18)的進(jìn)氣在進(jìn)氣換熱器(17)中與從膨脹機(jī)(5) 中做功后的工質(zhì)乏氣進(jìn)行換熱；凝汽器(7)的有機(jī)朗肯循環(huán)工質(zhì)管道通過(guò)與有機(jī)朗肯循環(huán)工質(zhì)泵(7)相連后接入緩速器外箱體C3)的內(nèi)部；控制系統(tǒng)包括電子控制單元(21)、來(lái)自緩速器溫度傳感器(1)的緩速器溫度信號(hào)a、對(duì)有機(jī)郎肯循環(huán)工質(zhì)泵(8)的控制信號(hào)b、來(lái)自重整器溫度傳感器(11)的重整器溫度信號(hào)C、對(duì)燃料重整裝置中燃料泵(1 的控制信號(hào)d、對(duì)燃料重整裝置中重整氣泵(14的控制信號(hào)e，其中，電子控制單元通過(guò)接收緩速器溫度傳感器(1)的溫度信號(hào)a用以控制對(duì)有機(jī)郎肯循環(huán)工質(zhì)泵(8)的轉(zhuǎn)動(dòng)信號(hào)b，通過(guò)接收重整器溫度傳感器(11)的重整器溫度信號(hào)c用以控制對(duì)燃料重整裝置中燃料泵(12) 的信號(hào)d和對(duì)燃料重整裝置中重整氣泵(14)的信號(hào)e。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車電渦流緩速器制動(dòng)熱能回收利用裝置的控制方法， 其特征在于在汽車使用緩速器( 制動(dòng)時(shí)，緩速器( 將汽車的制動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為自身的熱能，緩速器外箱體(3)內(nèi)溫度將逐漸升高，當(dāng)緩速器外箱體(3)內(nèi)導(dǎo)熱油0 溫度達(dá)到 (120)度時(shí)，緩速器溫度傳感器(1)將信號(hào)傳遞給電子控制單元01)，電子控制單元對(duì)有機(jī)郎肯循環(huán)工質(zhì)泵(8)發(fā)出指令，有機(jī)郎肯循環(huán)工質(zhì)泵(8)開始工作，工質(zhì)通過(guò)緩速器外箱體C3)與導(dǎo)熱油0 發(fā)生熱交換，帶走導(dǎo)熱油0 的熱量，形成高溫、高壓、氣態(tài)工質(zhì)，經(jīng)氣液分離器(4)分離后，高溫高壓氣態(tài)工質(zhì)推動(dòng)膨脹機(jī)( 做功，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)(6)發(fā)電，電阻絲(9)通過(guò)消耗發(fā)電機(jī)(6)的所產(chǎn)電能加熱重整器(10)，重整器(10)內(nèi)部的溫度會(huì)逐漸升高，當(dāng)重整器(10)內(nèi)溫度超過(guò)500度時(shí)，重整器溫度傳感器(11)將信號(hào)傳遞給電子控制單元01)，電子控制單元對(duì)燃料重整裝置中的燃料泵(1 發(fā)出指令，燃料泵 (12)工作，將甲醇水溶液(1 泵入重整器(10)，甲醇水溶液(1 重整成重整氣氫氣和一氧化碳，由于重整氣中含有部分氣態(tài)甲醇和水，重整氣經(jīng)過(guò)氣液分離器(1 的分離，液態(tài)回流到重整器，氣態(tài)重整氣被泵入柴油機(jī)進(jìn)氣管(19)與柴油在缸內(nèi)混合燃燒；此外，膨脹機(jī)(5)的中溫乏氣經(jīng)進(jìn)氣換熱器(17)加熱柴油機(jī)(16)的進(jìn)氣，提高柴油機(jī)(16)怠速時(shí)的進(jìn)氣溫度，柴油機(jī)(16)中最終實(shí)現(xiàn)溫度提高了的進(jìn)氣與氫氣、一氧化碳和柴油的混合燃料燃燒。
全文摘要
本發(fā)明提供一種汽車電渦流緩速器制動(dòng)熱能回收利用裝置及控制方法，屬于車輛節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域。針對(duì)重型汽車采用永磁緩速器制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的大量低品位熱能，采用有機(jī)朗肯循環(huán)回收成電能，利用所產(chǎn)電能對(duì)甲醇水溶液進(jìn)行催化重整，產(chǎn)生的重整氣引入柴油機(jī)進(jìn)氣管與柴油混合燃燒。由于汽車使用緩速器時(shí)，柴油機(jī)處于怠速，燃燒狀況較差，發(fā)明使用膨脹機(jī)做功后產(chǎn)生的工質(zhì)乏氣加熱柴油機(jī)進(jìn)氣，起到改善柴油機(jī)燃燒并降低排放的作用。本發(fā)明通過(guò)有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電系統(tǒng)、甲醇水溶液催化重整裝置、柴油機(jī)進(jìn)氣加熱裝置和控制系統(tǒng)的綜合作用，不但回收了緩速器的制動(dòng)熱能，確保緩速器可靠工作，改善了柴油機(jī)怠速時(shí)的燃燒和排放性能，實(shí)現(xiàn)了柴油機(jī)的節(jié)能和減排。
文檔編號(hào)F01K27/02GK102174906SQ20111006315
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2011年3月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者句丙杰, 戴曉旭, 紀(jì)常偉 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)