專利名稱：變蒸發(fā)器面積的發(fā)動機(jī)排氣余熱回收有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于余熱回收技術(shù)領(lǐng)域，涉及變蒸發(fā)器面積的發(fā)動機(jī)排氣余熱回收有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)。該系統(tǒng)利用采用有機(jī)工質(zhì)的朗肯循環(huán)來吸收發(fā)動機(jī)工作時排氣攜帶的余熱，利用控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機(jī)工況的不同相應(yīng)改變蒸發(fā)器的換熱面積大小和有機(jī)朗肯循環(huán)回路工質(zhì)的流量。
背景技術(shù)：
當(dāng)前車用發(fā)動機(jī)的燃料燃燒產(chǎn)生的熱能只有一小部份被轉(zhuǎn)換為有用功輸出，還有近三分之二的熱能被發(fā)動機(jī)的排氣、冷卻系統(tǒng)和發(fā)動機(jī)本體的對流和輻射散熱白白消耗掉。如果這部份浪費(fèi)的能量能得到有效利用，一方面可以提高發(fā)動機(jī)燃料的總熱效率，節(jié)省能源消耗量，另一方面，可以降低發(fā)動機(jī)做功時向環(huán)境的散熱，改善環(huán)境質(zhì)量，減緩全球變 暖的趨勢。目前利用發(fā)動機(jī)廢棄的余熱的方法主要有利用余熱取暖，利用廢氣高溫的溫差發(fā)電，利用余熱的吸附式熱泵制冷和利用余熱的有機(jī)朗肯循環(huán)發(fā)電或輸出有用功。利用余熱取暖在冬季可以較好的利用發(fā)動機(jī)的余熱，但在其它季節(jié)不需要取暖時無法充分利用發(fā)動機(jī)的余熱。利用溫差發(fā)電技術(shù)受到轉(zhuǎn)換效率低的限制，目前還無法實現(xiàn)實用化的應(yīng)用。利用吸附式熱泵制冷裝置往往體積太大，效率不高，也不適合車用發(fā)動機(jī)應(yīng)用。利用有機(jī)朗肯循環(huán)的余熱回收技術(shù)在當(dāng)前效率是最高的，采用有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)目前還在研究階段，當(dāng)前的型式都很少考慮車用發(fā)動機(jī)工作工況變化范圍廣，動態(tài)工作過程持續(xù)時間長，余熱熱量不穩(wěn)定的特點，在某一個工況點能實現(xiàn)發(fā)動機(jī)余熱的最大化利用，但在其它工況點則很難做到。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提出變蒸發(fā)器面積的發(fā)動機(jī)排氣余熱回收有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)。針對車用發(fā)動機(jī)工作時排氣余熱能變化大不穩(wěn)定的特點，利用開關(guān)控制閥來調(diào)節(jié)蒸發(fā)器的換熱面積，同時利用工質(zhì)泵調(diào)節(jié)電機(jī)來調(diào)節(jié)有機(jī)工質(zhì)的流量，保證發(fā)動機(jī)動態(tài)工作過程中因排氣余熱大范圍變化時有機(jī)朗肯循環(huán)回路中有機(jī)工質(zhì)能充分吸收發(fā)動機(jī)排氣的余熱能，盡可能降低發(fā)動機(jī)排氣管出口的尾氣溫度值，同時使有機(jī)朗肯循環(huán)能輸出最大的有用功。為了實現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)解決方案利用采用有機(jī)工質(zhì)的朗肯循環(huán)來吸收發(fā)動機(jī)工作時排氣攜帶的余熱，利用膨脹機(jī)將高焓工質(zhì)膨脹過程中的焓變轉(zhuǎn)換為有用功輸出，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，利用控制系統(tǒng)實現(xiàn)發(fā)動機(jī)不同工況下排氣余熱利用的最大化。本發(fā)明的變蒸發(fā)器面積的發(fā)動機(jī)排氣余熱回收有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)，包括有機(jī)朗肯循環(huán)回路和控制通路。上述用于發(fā)動機(jī)的余熱熱功轉(zhuǎn)換的有機(jī)朗肯循環(huán)回路包含的部件有工質(zhì)泵、有機(jī)朗肯循環(huán)回路壓力調(diào)節(jié)閥、有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)、蒸發(fā)器、開關(guān)控制閥、膨脹機(jī)、發(fā)電機(jī)、冷凝器、冷凝器風(fēng)扇、冷凝器風(fēng)扇調(diào)節(jié)電機(jī)、排氣常開開關(guān)閥、排氣常閉開關(guān)閥以及連接它們的管道。上述用于控制的控制通路包含的部件有控制單元、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、油門位置傳感器、大氣環(huán)境溫度傳感器、起動開關(guān)、排氣尾氣溫度傳感器、有機(jī)工質(zhì)過熱溫度傳感器、有機(jī)工質(zhì)冷凝溫度傳感器、有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)、冷凝器風(fēng)扇調(diào)節(jié)電機(jī)、開關(guān)控制閥、排氣常開開關(guān)閥、排氣常閉開關(guān)閥以及連接這些部件的線束。有機(jī)朗肯循環(huán)回路各部件的連接關(guān)系是有機(jī)朗肯循環(huán)回路工質(zhì)泵、蒸發(fā)器、膨脹機(jī)、冷凝器通過管道相連組成循環(huán)回路，有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)與有機(jī)朗肯循環(huán)回路工質(zhì)泵相連并驅(qū)動其運(yùn)轉(zhuǎn)，通過調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速來控制有機(jī)工質(zhì)的流量，有機(jī)朗肯循環(huán)回路壓力調(diào)節(jié)閥與有機(jī)朗肯循環(huán)回路工質(zhì)泵并聯(lián)，用以限制最高蒸發(fā)壓力，開關(guān)控制閥串接在蒸發(fā)器之間的管路上以及蒸發(fā)器與膨脹機(jī)之間的管路上，用以調(diào)節(jié)蒸發(fā)器換熱面積，膨脹機(jī)的輸出軸與發(fā)電機(jī)的輸入軸相連，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，冷凝器風(fēng)扇安裝在冷凝器的正前方，由與其同軸的冷凝器風(fēng)扇調(diào)節(jié)電機(jī)驅(qū)動，通過調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)冷凝器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，從而控制流過冷凝器的冷空氣流量，以此來調(diào)節(jié)有機(jī)工質(zhì)冷凝溫度。 三個蒸發(fā)器的排氣側(cè)通過管路依次相連，來自發(fā)動機(jī)渦輪的排氣口的高溫排氣依次流過這三個蒸發(fā)器，之后變成低溫廢氣排入大氣環(huán)境中；排氣常開開關(guān)閥串接在蒸發(fā)器和渦輪之間的管道上，在排氣常開開關(guān)閥的入口前的管道上的旁路排氣管上串接排氣常閉開關(guān)閥。用于控制有機(jī)朗肯循環(huán)回路運(yùn)行的控制通路各部件的連接關(guān)系是發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器、油門位置傳感器、大氣環(huán)境溫度傳感器、起動開關(guān)、排氣尾氣溫度傳感器、有機(jī)工質(zhì)過熱溫度傳感器、有機(jī)工質(zhì)冷凝溫度傳感器、有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)、冷凝器風(fēng)扇調(diào)節(jié)電機(jī)、開關(guān)控制閥、排氣常開開關(guān)閥、排氣常閉開關(guān)閥分別與控制單元通過線束相連，排氣尾氣溫度傳感器安裝在蒸發(fā)器與大氣環(huán)境相通的連接管道上，有機(jī)工質(zhì)過熱溫度傳感器安裝在膨脹機(jī)入口側(cè)的管道上，有機(jī)工質(zhì)冷凝溫度傳感器安裝在冷凝器出口側(cè)的管道上，開關(guān)控制閥串接在蒸發(fā)器之間的管路以及蒸發(fā)器與膨脹機(jī)相連的管路上。上述的控制通路中的控制單元含有電源電路、主單片機(jī)電路、模擬量輸入電路、數(shù)字量輸入電路、復(fù)位電路、時鐘電路、電機(jī)驅(qū)動電路、開關(guān)驅(qū)動電路和通訊電路。模擬量輸入電路對油門位置傳感器、排氣尾氣溫度傳感器、有機(jī)工質(zhì)過熱溫度傳感器、有機(jī)工質(zhì)冷凝溫度傳感器和大氣環(huán)境溫度傳感器輸出的模擬量進(jìn)行信號調(diào)理；數(shù)字量輸入電路對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和起動開關(guān)輸出的數(shù)字量進(jìn)行信號調(diào)理；模擬量輸入電路的輸出端與主單片機(jī)電路中的單片機(jī)的模擬量采集端口連接；數(shù)字量輸入電路輸出端與主單片機(jī)電路中的單片機(jī)的數(shù)字輸入輸出端口連接；所述的電機(jī)驅(qū)動電路的輸入端與主單片機(jī)電路的輸出端相連，單片機(jī)中的程序采集輸入的信號，并進(jìn)行數(shù)字濾波處理，計算驅(qū)動信號的值，從單片機(jī)的脈沖寬度調(diào)制(PWM)端口輸出控制信號給電機(jī)驅(qū)動電路；電機(jī)驅(qū)動電路的輸出端分別與有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)和冷凝器風(fēng)扇調(diào)節(jié)電機(jī)連接；所述的開關(guān)驅(qū)動電路的輸入端與主單片機(jī)電路的輸出端相連，單片機(jī)中的程序從單片機(jī)的數(shù)字輸出端口輸出控制信號給開關(guān)驅(qū)動電路，開關(guān)驅(qū)動電路的輸出端分別與排氣常開開關(guān)閥、排氣常閉開關(guān)閥和五個開關(guān)控制閥連接；所述的通訊電路一端與主單片機(jī)電路中的單片機(jī)的CAN接口相連，另一端與計算機(jī)或其它電控單元的CAN總線通訊端口相連，實現(xiàn)與計算機(jī)的監(jiān)控通訊以及與其它電控單元的數(shù)據(jù)通訊功能。
變蒸發(fā)器面積的發(fā)動機(jī)排氣余熱回收有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)控制方法，包括采集發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和油門位置傳感器的信號，以此來判斷發(fā)動機(jī)輸出功率的大小，當(dāng)發(fā)動機(jī)輸出功率低于額定功率的三分之一時，程序控制各個開關(guān)控制閥，使第一個蒸發(fā)器工作來吸收發(fā)動機(jī)排氣的余熱，其它兩個蒸發(fā)器關(guān)閉，程序根據(jù)采集的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和油門位置傳感器的信號值，查2維MAP圖得到驅(qū)動有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)的PWM信號占空比的前饋控制值，同時根據(jù)采集的發(fā)動機(jī)排氣管出口尾氣溫度傳感器的尾氣溫度值，采用閉環(huán)比例積分控制器計算驅(qū)動有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)的PWM信號占空比的反饋控制值，疊加后輸出給有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動電路，比例積分控制器的比例系數(shù)ι —Α和積分系數(shù)Α由具體試驗整定得到；當(dāng)發(fā)動機(jī)輸出功率高于額定功率的三分之一并小于額定功率的三分之二時，程序控制相應(yīng)的開關(guān)控制閥利用第一個蒸發(fā)器和第二個蒸發(fā)器來吸收發(fā)動機(jī)排氣的余熱，此時程序根據(jù)采集的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和油門位置傳感器的信號值，查2維MAP圖得到驅(qū)動有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)的PWM信號占空比的前饋控制值，同時根據(jù)采集的發(fā)動機(jī)排氣管出口尾氣溫度傳感器的尾氣溫度值，采用閉環(huán)比例積分控制器計算驅(qū)動有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)的PWM信號占空比的反饋控制值，疊加后輸出給有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)的電·機(jī)驅(qū)動電路，比例積分控制器的比例系數(shù)Kp b和積分系數(shù)Ki Β由具體試驗整定得到；當(dāng)發(fā)動機(jī)輸出功率高于額定功率的三分之二時，程序控制相應(yīng)的開關(guān)控制閥，同時利用第一個蒸發(fā)器、第二個蒸發(fā)器和第三個蒸發(fā)器來吸收發(fā)動機(jī)排氣的余熱，此時程序根據(jù)采集的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器和油門位置傳感器的信號值，查2維MAP圖得到驅(qū)動有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)的PWM信號占空比的前饋控制值，同時根據(jù)采集的發(fā)動機(jī)排氣管出口尾氣溫度傳感器的尾氣溫度值，采用閉環(huán)比例積分控制器計算驅(qū)動有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)的PWM信號占空比的反饋控制值，疊加后輸出給有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)的電機(jī)驅(qū)動電路，比例積分控制器的比例系數(shù)Kp。和積分系數(shù)Ki。由具體試驗整定得到；采集大氣環(huán)境溫度傳感器信號為輸入?yún)?shù)，計算有機(jī)朗肯循環(huán)回路目標(biāo)冷凝溫度，并與從冷凝溫度傳感器采集的冷凝溫度實際值比較，采用比例積分控制器計算驅(qū)動冷凝器風(fēng)扇調(diào)節(jié)電機(jī)的PWM信號占空比值，調(diào)節(jié)電機(jī)驅(qū)動電路。在正常工作時，程序控制排氣常開開關(guān)閥打開，排氣常閉開關(guān)閥關(guān)閉，當(dāng)采集的各傳感器信號中出現(xiàn)異常時，程序控制排氣常開開關(guān)閥關(guān)閉，排氣常閉開關(guān)閥打開，同時關(guān)閉整個余熱發(fā)電系統(tǒng)，并通過通訊端口發(fā)送報警信號。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點和有益效果I.針對車用發(fā)動機(jī)工作時，工況變化范圍大，排氣攜帶的余熱能大小差別很大的特點，控制系統(tǒng)根據(jù)發(fā)動機(jī)的不同工況相應(yīng)調(diào)節(jié)蒸發(fā)器換熱面積的大小，并采用前饋加反饋控制的方法來調(diào)節(jié)有機(jī)朗肯循環(huán)回路的工作狀態(tài)以及發(fā)動機(jī)排氣管出口的尾氣溫度，實現(xiàn)在發(fā)動機(jī)各種工況下的發(fā)動機(jī)余熱能的充分利用；由于利用余熱發(fā)電，提高發(fā)動機(jī)的有用功輸出，在同樣的功率輸出情況下，節(jié)省了燃油的消耗率。2.采用多個蒸發(fā)器串聯(lián)，并利用開關(guān)控制閥來控制有機(jī)工質(zhì)的流向的方法來調(diào)節(jié)蒸發(fā)器與發(fā)動機(jī)排氣之間的換熱面積，這種改變蒸發(fā)器面積的方法結(jié)構(gòu)簡單，成本低，且可
靠性高。3.根據(jù)車用發(fā)動機(jī)工作時排氣的不同熱力狀態(tài)，采用了有機(jī)工質(zhì)R245fa作為有機(jī)朗肯循環(huán)回路的工質(zhì)，與其它材料相比，它們具有良好的安全性，對環(huán)境的破壞小，同時具有高的熱功轉(zhuǎn)換效率。4.減少發(fā)動機(jī)向大氣環(huán)境的散熱量，減緩溫室效應(yīng)的影響。減少發(fā)動機(jī)尾氣溫度，提高城市環(huán)境的舒適性。本發(fā)明可應(yīng)用于各種車用發(fā)動機(jī)，尤其是車用汽油機(jī)。


圖I為本發(fā)明的余熱發(fā)電系統(tǒng)連接圖。圖2為電控單元的硬件結(jié)構(gòu)簡圖。
圖3為開關(guān)控制閥的控制方法原理圖。圖4為有機(jī)朗肯循環(huán)回路控制方法原理圖。圖5為冷凝器風(fēng)扇調(diào)節(jié)電機(jī)控制方法原理圖。圖6為故障保護(hù)控制方法原理7為程序總體流程圖。圖中1_壓氣機(jī)；2_發(fā)動機(jī)缸體；3_排氣渦輪；4_蒸發(fā)器；5_蒸發(fā)器；6_蒸發(fā)器；7-膨脹機(jī)；8_發(fā)電機(jī)；9_冷凝器；10_冷凝器風(fēng)扇；11_冷凝器風(fēng)扇調(diào)節(jié)電機(jī)；12 —有機(jī)朗肯循環(huán)回路工質(zhì)泵；13 —有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)；14 一有機(jī)朗肯循環(huán)回路壓力調(diào)節(jié)閥；15 —控制單元；16 —大氣環(huán)境溫度傳感器；17 —起動開關(guān)；18 —發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器；19 一油門位置傳感器；20 —排氣溫度傳感器；21 —有機(jī)工質(zhì)冷凝溫度傳感器；22 —有機(jī)工質(zhì)過熱溫度傳感器；23 —排氣常開開關(guān)閥；24 —排氣常閉開關(guān)閥；25 —開關(guān)控制閥；26 —開關(guān)控制閥；27 —開關(guān)控制閥；28 —開關(guān)控制閥；29 —開關(guān)控制閥。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。本發(fā)明的變蒸發(fā)器面積的發(fā)動機(jī)排氣余熱回收有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)，其連接圖如圖I所示，包括有機(jī)朗肯循環(huán)回路和控制通路。上述用于發(fā)動機(jī)的余熱熱功轉(zhuǎn)換的有機(jī)朗肯循環(huán)回路包含的部件有工質(zhì)泵12、有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)13、有機(jī)朗肯循環(huán)回路壓力調(diào)節(jié)閥14、蒸發(fā)器4、開關(guān)控制閥28、開關(guān)控制閥29、蒸發(fā)器5、開關(guān)控制閥26、開關(guān)控制閥27、蒸發(fā)器6、開關(guān)控制閥25、膨脹機(jī)7、發(fā)電機(jī)8、冷凝器9、冷凝器風(fēng)扇10、冷凝器風(fēng)扇調(diào)節(jié)電機(jī)11、排氣常開開關(guān)閥23、排氣常閉開關(guān)閥24以及連接它們的管路。上述用于控制的控制通路包含的部件有控制單元15、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器18、油門位置傳感器19、起動開關(guān)17、大氣環(huán)境溫度傳感器16、排氣管出口尾氣溫度傳感器20、有機(jī)工質(zhì)冷凝溫度傳感器21、有機(jī)工質(zhì)過熱溫度傳感器22、排氣常開開關(guān)閥23、排氣常閉開關(guān)閥24、開關(guān)控制閥25、開關(guān)控制閥26、開關(guān)控制閥27、開關(guān)控制閥28、開關(guān)控制閥29、有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)13、冷凝器風(fēng)扇調(diào)節(jié)電機(jī)11以及連接這些部件的線束。上述變蒸發(fā)器面積的發(fā)動機(jī)排氣余熱回收有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)內(nèi)各部件的連接關(guān)系是有機(jī)朗肯循環(huán)回路各部件的連接關(guān)系是有機(jī)朗肯循環(huán)回路工質(zhì)泵12的出口與蒸發(fā)器4的入口通過管道相連，蒸發(fā)器4的出口同時與開關(guān)控制閥28和開關(guān)控制閥29的入口相連，開關(guān)控制閥28的出口與蒸發(fā)器5的入口相連，蒸發(fā)器5的出口同時與開關(guān)控制閥26和開關(guān)控制閥27的入口相連，開關(guān)控制閥26的出口與蒸發(fā)器6的入口相連，蒸發(fā)器6的出口與開關(guān)控制閥25的入口相連，開關(guān)控制閥25、開關(guān)控制閥27、開關(guān)控制閥29的出口同時與膨脹機(jī)7的入口相連，膨脹機(jī)7的出口與冷凝器9的入口相連，冷凝器9的出口與工質(zhì)泵12的入口相連，有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)13與有機(jī)朗肯循環(huán)回路工質(zhì)泵12相連并驅(qū)動其運(yùn)轉(zhuǎn)，通過調(diào)節(jié)電機(jī)13的轉(zhuǎn)速來控制有機(jī)工質(zhì)的流量，有機(jī)朗肯循環(huán)回路壓力調(diào)節(jié)閥14與有機(jī)朗肯循環(huán)回路工質(zhì)泵12并聯(lián)，用以限制最高蒸發(fā)壓力，膨脹機(jī)7的輸出軸與發(fā)電機(jī)8的輸入軸相連，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，冷凝器風(fēng)扇10安裝在冷凝器9的正前方，由與其同軸的冷凝器風(fēng)扇調(diào)節(jié)電機(jī)11驅(qū)動，通 過調(diào)節(jié)電機(jī)11的轉(zhuǎn)速來調(diào)節(jié)冷凝器風(fēng)扇轉(zhuǎn)速，從而控制流過冷凝器9的冷空氣流量，以此來調(diào)節(jié)有機(jī)工質(zhì)冷凝溫度。蒸發(fā)器4、蒸發(fā)器5和蒸發(fā)器6的排氣側(cè)通過管路依次相連，蒸發(fā)器6的排氣入口與發(fā)動機(jī)渦輪3的排氣口管路相連，蒸發(fā)器4的排氣出口通過管路與大氣相通，排氣常開開關(guān)閥23串接在蒸發(fā)器6和渦輪3之間的管道上，在排氣常開開關(guān)閥23的入口前的管道上的旁路排氣管上串接排氣常閉開關(guān)閥24。用于控制有機(jī)朗肯循環(huán)回路運(yùn)行的控制通路各部件的連接關(guān)系是發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器18、油門位置傳感器19、大氣環(huán)境溫度傳感器16、起動開關(guān)17、排氣尾氣溫度傳感器20、有機(jī)工質(zhì)過熱溫度傳感器22、有機(jī)工質(zhì)冷凝溫度傳感器21、有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)13、冷凝器風(fēng)扇調(diào)節(jié)電機(jī)11、開關(guān)控制閥25、開關(guān)控制閥26、開關(guān)控制閥27、開關(guān)控制閥
28、開關(guān)控制閥29、排氣常開開關(guān)閥23、排氣常閉開關(guān)閥24分別與控制單元15通過線束相連，排氣尾氣溫度傳感器20安裝在蒸發(fā)器4與大氣環(huán)境相通的連接管道上，有機(jī)工質(zhì)過熱溫度傳感器22安裝在膨脹機(jī)7入口側(cè)的管道上，有機(jī)工質(zhì)冷凝溫度傳感器21安裝在冷凝器9出口側(cè)的管道上，開關(guān)控制閥28串接在蒸發(fā)器4和蒸發(fā)器5之間的管路上，開關(guān)控制閥29串接在蒸發(fā)器4的出口到膨脹機(jī)7的入口之間的管路上，開關(guān)控制閥26串接在蒸發(fā)器5和蒸發(fā)器6之間的管路上，開關(guān)控制閥27串接在蒸發(fā)器5的出口到膨脹機(jī)7的入口之間的管路上，開關(guān)控制閥25串接在蒸發(fā)器6的出口到膨脹機(jī)7的入口之間的管路上。上述的變蒸發(fā)器面積的發(fā)動機(jī)排氣余熱回收有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的控制通路的結(jié)構(gòu)連接簡圖如圖2所示?？刂茊卧泻须娫措娐?、主單片機(jī)電路、模擬量輸入電路、數(shù)字量輸入電路、復(fù)位電路、時鐘電路、電機(jī)驅(qū)動電路、開關(guān)驅(qū)動電路和通訊電路。模擬量輸入電路對油門位置傳感器19、排氣尾氣溫度傳感器20、有機(jī)工質(zhì)過熱溫度傳感器22、有機(jī)工質(zhì)冷凝溫度傳感器21和大氣環(huán)境溫度傳感器16輸出的模擬量進(jìn)行信號調(diào)理；數(shù)字量輸入電路對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器18和起動開關(guān)17輸出的數(shù)字量進(jìn)行信號調(diào)理；模擬量輸入電路的輸出端與主單片機(jī)電路中的單片機(jī)的模擬量采集端口連接；數(shù)字量輸入電路輸出端與主單片機(jī)電路中的單片機(jī)的數(shù)字輸入輸出端口連接；所述的電機(jī)驅(qū)動電路的輸入端與主單片機(jī)電路的輸出端相連，單片機(jī)中的程序采集輸入的信號，并進(jìn)行數(shù)字濾波處理，計算驅(qū)動信號的值，從單片機(jī)的脈沖寬度調(diào)制(PWM)端口輸出控制信號給電機(jī)驅(qū)動電路；電機(jī)驅(qū)動電路的輸出端分別與有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)13和冷凝器風(fēng)扇調(diào)節(jié)電機(jī)11連接；所述的開關(guān)驅(qū)動電路的輸入端與主單片機(jī)電路的輸出端相連，單片機(jī)中的程序從單片機(jī)的數(shù)字輸出端口輸出控制信號給開關(guān)驅(qū)動電路，開關(guān)驅(qū)動電路的輸出端分別與排氣常開開關(guān)閥23、排氣常閉開關(guān)閥24、開關(guān)控制閥25、開關(guān)控制閥26、開關(guān)控制閥27、開關(guān)控制閥28和開關(guān)控制閥29連接；所述的通訊電路一端與主單片機(jī)電路中的單片機(jī)的CAN接口相連，另一端與計算機(jī)或其它電控單元的CAN總線通訊端口相連，實現(xiàn)與計算機(jī)的監(jiān)控通訊以及與其它電控單元的數(shù)據(jù)通訊功能。上述的有機(jī)朗肯循環(huán)回路的工質(zhì)為有機(jī)物流體，如某種制冷劑R245fa。本發(fā)明的工作原理如下在車用發(fā)動機(jī)開始點火起動時,起動開關(guān)17接通,控制單元15上電開始工作,預(yù)先存儲在控制單元15中的程序采集油門位置傳感器19、發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感 器18、大氣環(huán)境溫度傳感器16、排氣尾氣溫度傳感器20、有機(jī)工質(zhì)過熱溫度傳感器22和有機(jī)工質(zhì)冷凝溫度傳感器21的信號，根據(jù)發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和油門位置信號判斷發(fā)動機(jī)尾氣余熱能的大小，利用開關(guān)控制閥25、開關(guān)控制閥26、開關(guān)控制閥27、開關(guān)控制閥28和開關(guān)控制閥29設(shè)定相應(yīng)的蒸發(fā)器換熱面積，在此基礎(chǔ)上，采用開關(guān)前饋控制加閉環(huán)反饋控制計算輸出驅(qū)動信號，控制有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)13的轉(zhuǎn)速，采用閉環(huán)反饋控制計算輸出驅(qū)動信號，控制冷凝器風(fēng)扇調(diào)節(jié)電機(jī)11的轉(zhuǎn)速；當(dāng)程序檢測到的傳感器信號正常時，保持排氣常開開關(guān)閥23打開，排氣常閉開關(guān)閥24關(guān)閉，當(dāng)程序檢測到傳感器的信號出現(xiàn)異常時，關(guān)閉排氣常開開關(guān)閥23，打開排氣常閉開關(guān)閥24。上述的開關(guān)控制閥控制方法原理如圖3所示，車用發(fā)動機(jī)在實際工作時，其發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和輸出轉(zhuǎn)矩會隨著路面和車速等的變化而發(fā)生相應(yīng)的改變，通常在發(fā)動機(jī)控制中采用發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速和油門位置兩個信號來判斷發(fā)動機(jī)工作的區(qū)域。發(fā)動機(jī)的怠速轉(zhuǎn)速nidle作為穩(wěn)定的最小發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速，對應(yīng)于發(fā)動機(jī)額定功率點的轉(zhuǎn)速設(shè)定為最大發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速n_，發(fā)動機(jī)正常工作時，轉(zhuǎn)速在nidle和nmax之間變化，在某一個發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速下，油門位置信號從最小穩(wěn)定位置到100%滿負(fù)荷之間變化，發(fā)動機(jī)電子控制單元會根據(jù)油門位置信號來設(shè)定噴油量的大小，從而調(diào)節(jié)發(fā)動機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩的大小，油門位置信號越大，發(fā)動機(jī)輸出的轉(zhuǎn)矩也越大。因此，以發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速為橫坐標(biāo)，以油門位置為縱坐標(biāo)，可以畫出發(fā)動機(jī)輸出功率的MAP圖，以及對應(yīng)的排氣余熱能的MAP圖。設(shè)發(fā)動機(jī)額定功率點的輸出功率為匕，那么在對應(yīng)發(fā)動機(jī)功率為2Pe小/3，Pe/3的地方分別畫出兩條曲線如圖3所示，以此兩條曲線為分界線，可將發(fā)動機(jī)整個工作區(qū)域劃分為I區(qū)、II區(qū)和III區(qū)。I區(qū)對應(yīng)發(fā)動機(jī)功率小于匕/3，此時僅利用蒸發(fā)器4來吸收發(fā)動機(jī)排氣的余熱能，控制系統(tǒng)打開開關(guān)控制閥29，關(guān)閉開關(guān)控制閥25、開關(guān)控制閥26、開關(guān)控制閥27和開關(guān)控制閥28 ；11區(qū)對應(yīng)發(fā)動機(jī)功率大于Pe/3而小于2Pe/3，此時利用蒸發(fā)器4和蒸發(fā)器5來吸收發(fā)動機(jī)排氣的余熱能，控制系統(tǒng)打開開關(guān)控制閥27和28，關(guān)閉開關(guān)控制閥25、開關(guān)控制閥26和開關(guān)控制閥29 ;III區(qū)對應(yīng)發(fā)動機(jī)功率大于2Pe/3，此時利用蒸發(fā)器4、蒸發(fā)器5和蒸發(fā)器6來吸收發(fā)動機(jī)排氣的余熱能，控制系統(tǒng)打開開關(guān)控制閥25、開關(guān)控制閥26和開關(guān)控制閥28，關(guān)閉開關(guān)控制閥27和開關(guān)控制閥29。上述的有機(jī)朗肯循環(huán)回路控制方法原理如圖4所示，控制單元15中的程序根據(jù)采集的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器18和油門位置傳感器19的信號，查2維MAP圖得到開關(guān)控制閥工作區(qū)域選擇信號PWMsel,PWMsel的值為1、2或3，對應(yīng)為I區(qū)、II區(qū)或III區(qū)。程序根據(jù)的PWMsei信號值來選擇有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)的驅(qū)動信號PWM·的來源。當(dāng)PWMsel等于I時，對應(yīng)于有機(jī)朗肯循環(huán)回路工作在I區(qū)，此時程序根據(jù)采集的發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器18和油門位置傳感器19的信號值，查2維MAP圖A得到驅(qū)動有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)13的PWM信號占空比的前饋控制值PWMff—A，同時根據(jù)采集的發(fā)動機(jī)排氣管出口尾氣溫度傳感器20的尾氣溫度值Tradw,采用閉環(huán)比例積分控制器計算驅(qū)動有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)13的PWM信號占空比的反饋控制值PWMfb A，疊加后輸出給有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)13的電機(jī)驅(qū)動電路，發(fā)動機(jī)排氣管出口尾氣溫度的目標(biāo)值Texlrt設(shè)為105攝氏度，比例積分控制器的比例系數(shù)Kp A和積分系數(shù)Ki A由具體試驗整定得到。比例積分控制器包含比例調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)和積分調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)。比例調(diào)節(jié)的作用為按比例反應(yīng)系統(tǒng)的偏差，系統(tǒng)一旦出現(xiàn)了偏差，比例調(diào)節(jié)立即產(chǎn)生調(diào)節(jié)作用用以減少偏差，比例作用大，可以加快調(diào)節(jié)，減少誤差，但是過大的比例，使系統(tǒng)的穩(wěn)定性下降，甚至造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定。積分調(diào)節(jié)的作用為使系統(tǒng)消除穩(wěn)態(tài)誤差，提高無差度，如果有誤差，積分調(diào)節(jié)就進(jìn)行，直至無差，積分調(diào)節(jié)才停止。I區(qū)對應(yīng)的比例積分控制器的計算式如下
權(quán)利要求
1.變蒸發(fā)器面積的發(fā)動機(jī)排氣余熱回收有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)，利用采用有機(jī)工質(zhì)的朗肯循環(huán)來吸收發(fā)動機(jī)工作時排氣攜帶的余熱，利用膨脹機(jī)將高焓工質(zhì)膨脹過程中的焓變轉(zhuǎn)換為有用功輸出，帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，利用控制系統(tǒng)實現(xiàn)發(fā)動機(jī)不同工況下排氣余熱利用的最大化；其特征在于 所述的有機(jī)朗肯循環(huán)，工質(zhì)泵(12)的出口與蒸發(fā)器(4)的入口通過管道相連，蒸發(fā)器(4)的出口同時與開關(guān)控制閥(28)和開關(guān)控制閥(29)的入口相連，開關(guān)控制閥(28)的出口與蒸發(fā)器(5)的入口相連，蒸發(fā)器(5)的出口同時與開關(guān)控制閥(26)和開關(guān)控制閥(27)的入口相連，開關(guān)控制閥(26)的出口與蒸發(fā)器(6)的入口相連，蒸發(fā)器(6)的出口與開關(guān)控制閥(25)的入口相連，開關(guān)控制閥(25)、開關(guān)控制閥(27)、開關(guān)控制閥(29)的出口同時與膨脹機(jī)⑵的入口相連，膨脹機(jī)(7)的出口與冷凝器(9)的入口相連，冷凝器(9)的出口與工質(zhì)泵(12)的入口相連；調(diào)節(jié)電機(jī)(13)與工質(zhì)泵(12)相連并驅(qū)動其運(yùn)轉(zhuǎn)，壓力調(diào)節(jié)閥(14)與工質(zhì)泵(12)并聯(lián)，用于限制有機(jī)朗肯循環(huán)回路的最高蒸發(fā)壓力，膨脹機(jī)(7)與發(fā)電機(jī)(8)相連，帶動其發(fā)電，冷凝器風(fēng)扇(10)安裝在冷凝器(9)的正前方，由與其同軸的冷凝器風(fēng)扇調(diào)節(jié)電機(jī)(11)驅(qū)動； 所述的蒸發(fā)器為管翅式熱交換器，蒸發(fā)器出)、蒸發(fā)器(5)和蒸發(fā)器(4)的管側(cè)流體為有機(jī)工質(zhì)，殼側(cè)流體為來自發(fā)動機(jī)的高溫排氣，蒸發(fā)器出)的殼側(cè)入口通過管道與發(fā)動機(jī)渦輪(3)的排氣口相連，蒸發(fā)器(5)的殼側(cè)入口與蒸發(fā)器(6)的殼側(cè)出口通過管道相連，蒸發(fā)器(4)的殼側(cè)入口與蒸發(fā)器(5)的殼側(cè)出口通過管道相連，蒸發(fā)器(4)的殼側(cè)出口通過管道與大氣環(huán)境相通，在蒸發(fā)器￠)的排氣入口前的管道上串接排氣常開開關(guān)閥(23)，在排氣常開開關(guān)閥(23)的入口前的管道上的旁路排氣管上串接排氣常閉開關(guān)閥(24)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變蒸發(fā)器面積的發(fā)動機(jī)排氣余熱回收有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述的控制系統(tǒng)，由發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器(18)，油門位置傳感器(19)，起動開關(guān)(17),大氣環(huán)境溫度傳感器(16),排氣管出口尾氣溫度傳感器(20),有機(jī)工質(zhì)冷凝溫度傳感器(21)，有機(jī)工質(zhì)過熱溫度傳感器(22)，排氣常開開關(guān)閥(23)，排氣常閉開關(guān)閥(24)，開關(guān)控制閥(25)，開關(guān)控制閥(26)，開關(guān)控制閥(27)，開關(guān)控制閥(28)，開關(guān)控制閥(29)，有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)(13)，冷凝器風(fēng)扇調(diào)節(jié)電機(jī)(11)與控制單元(15)通過線束相連組成；排氣管出口尾氣溫度傳感器(20)安裝在蒸發(fā)器(4)的殼側(cè)出口的管道上，有機(jī)工質(zhì)過熱溫度傳感器(22)安裝在膨脹機(jī)(7)入口側(cè)的管道上，冷凝溫度傳感器(21)安裝在冷凝器(9)出口側(cè)的管道上。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變蒸發(fā)器面積的發(fā)動機(jī)排氣余熱回收有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述的電控單元包括電源電路、主單片機(jī)電路、模擬量輸入電路、數(shù)字量輸入電路、復(fù)位電路、時鐘電路、電機(jī)驅(qū)動電路、開關(guān)驅(qū)動電路和通訊電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變蒸發(fā)器面積的發(fā)動機(jī)排氣余熱回收有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述的模擬量輸入電路對油門位置傳感器(19)、排氣管出口尾氣溫度傳感器(20)、有機(jī)工質(zhì)過熱溫度傳感器(22)、有機(jī)工質(zhì)冷凝溫度傳感器(21)和大氣環(huán)境溫度傳感器(16)輸出的模擬量進(jìn)行信號調(diào)理；數(shù)字量輸入電路對發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器(18)和起動開關(guān)(19)輸出的數(shù)字量進(jìn)行信號調(diào)理；模擬量輸入電路的輸出端與主單片機(jī)電路中的單片機(jī)的模擬量采集端口連接；數(shù)字量輸入電路輸出端與主單片機(jī)電路中的單片機(jī)的數(shù)字輸入輸出端口連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的變蒸發(fā)器面積的發(fā)動機(jī)排氣余熱回收有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于所述的電機(jī)驅(qū)動電路的輸入端與主單片機(jī)電路的輸出端相連，單片機(jī)中的程序采集輸入的信號，并進(jìn)行數(shù)字濾波處理，計算驅(qū)動信號的值，從單片機(jī)的脈沖寬度調(diào)制(PWM)端口輸出控制信號給電機(jī)驅(qū)動電路；電機(jī)驅(qū)動電路的輸出端分別與有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)(13)和冷凝器風(fēng)扇調(diào)節(jié)電機(jī)(11)連接； 所述的開關(guān)驅(qū)動電路的輸入端與主單片機(jī)電路的輸出端相連，單片機(jī)中的程序根據(jù)工作條件從單片機(jī)的數(shù)字輸出端口輸出控制信號給開關(guān)驅(qū)動電路，開關(guān)驅(qū)動電路的輸出端分別與排氣常開開關(guān)閥(5)、排氣常閉開關(guān)閥(6)、開關(guān)控制閥(25)、開關(guān)控制閥(26)、開關(guān)控制閥(27)、開關(guān)控制閥(28)和開關(guān)控制閥(29)連接； 所述的通訊電路一端與主單片機(jī)電路中的單片機(jī)的CAN接口相連，另一端與計算機(jī)或其它電控單元的CAN總線通訊端口相連，實現(xiàn)與計算機(jī)的監(jiān)控通訊以及與其它電控單元的數(shù)據(jù)通訊。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的變蒸發(fā)器面積的發(fā)動機(jī)排氣余熱回收有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于用于有機(jī)朗肯循環(huán)回路的工質(zhì)為有機(jī)物流體，如某種制冷劑R245fa。
7.變蒸發(fā)器面積的發(fā)動機(jī)排氣余熱回收有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)的控制方法，其特征在于包括控制單元(15)中的程序采集發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器(18)和油門位置傳感器(19)的信號，以此來判斷發(fā)動機(jī)輸出功率的大小，當(dāng)發(fā)動機(jī)輸出功率低于額定功率的三分之一時，控制程序打開開關(guān)控制閥(29)，關(guān)閉開關(guān)控制閥(25)、(26)、(27)和(28)，僅利用蒸發(fā)器(4)來吸收發(fā)動機(jī)排氣的余熱能，此時控制單元(15)中的程序采集發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器(18)和油門位置傳感器(19)的信號值，查2維MAP圖A得到驅(qū)動有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)(13)的PWM信號占空比的前饋控制值，同時采集發(fā)動機(jī)排氣管出口尾氣溫度傳感器(20)的尾氣溫度值，采用閉環(huán)比例積分控制器計算驅(qū)動有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)(13)的PWM信號占空比的反饋控制值，疊加后輸出給有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)(13)的電機(jī)驅(qū)動電路，比例積分控制器的比例系數(shù)Kp A和積分系數(shù)Ki A由具體試驗整定得到； 當(dāng)發(fā)動機(jī)輸出功率高于額定功率的三分之一并小于額定功率的三分之二時，控制程序打開開關(guān)控制閥(27)和開關(guān)控制閥(28)，關(guān)閉開關(guān)控制閥(25)、開關(guān)控制閥(26)和開關(guān)控制閥(29)，利用蒸發(fā)器(4)和蒸發(fā)器(5)來吸收發(fā)動機(jī)排氣的余熱能，此時控制單元(15)中的程序采集發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器(18)和油門位置傳感器(19)的信號值，查2維MAP圖B得到驅(qū)動有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)(13)的PWM信號占空比的前饋控制值，同時采集發(fā)動機(jī)排氣管出口尾氣溫度傳感器(20)的尾氣溫度值，采用閉環(huán)比例積分控制器計算驅(qū)動有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)(13)的PWM信號占空比的反饋控制值，疊加后輸出給有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)(13)的電機(jī)驅(qū)動電路，比例積分控制器的比例系數(shù)Kp B和積分系數(shù)KiB由具體試驗整定得到； 當(dāng)發(fā)動機(jī)輸出功率高于額定功率的三分之二時，控制程序打開開關(guān)控制閥(25)、開關(guān)控制閥(26)和開關(guān)控制閥(28)，關(guān)閉開關(guān)控制閥(27)和開關(guān)控制閥(29)，同時利用蒸發(fā)器(4)、蒸發(fā)器(5)和蒸發(fā)器(6)來吸收發(fā)動機(jī)排氣的余熱能，此時控制單元(15)中的程序采集發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速傳感器(18)和油門位置傳感器(19)的信號值，查2維MAP圖C得到驅(qū)動有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)(13)的PWM信號占空比的前饋控制值，同時采集發(fā)動機(jī)排氣管出口尾氣溫度傳感器(20)的尾氣溫度值，采用閉環(huán)比例積分控制器計算驅(qū)動有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)(13)的PWM信號占空比的反饋控制值，疊加后輸出給有機(jī)朗肯循環(huán)回路調(diào)節(jié)電機(jī)(13)的電機(jī)驅(qū)動電路，比例積分控制器的比例系數(shù)Kp。和積分系數(shù)Ki-。由具體試驗整定得到； 控制單元(15)中的程序采集大氣環(huán)境溫度傳感器(16)信號為輸入?yún)?shù)，計算有機(jī)朗肯循環(huán)回路冷凝溫度目標(biāo)值，并與從冷凝溫度傳感器(21)采集的冷凝溫度實際值比較，采用比例積分控制器計算驅(qū)動冷凝器風(fēng)扇調(diào)節(jié)電機(jī)(11)的PWM信號占空比值，調(diào)節(jié)電機(jī)(11)的電機(jī)驅(qū)動電路； 在正常工作時，控制單元(15)中的程序控制排氣常開開關(guān)閥(23)打開，排氣常閉開關(guān) 閥(24)關(guān)閉，當(dāng)采集的各傳感器信號中出現(xiàn)異常時，控制單元(15)中的程序控制排氣常開開關(guān)閥(23)關(guān)閉，排氣常閉開關(guān)閥(24)打開，同時關(guān)閉整個余熱發(fā)電系統(tǒng)，并通過通訊端口發(fā)送報警信號。
全文摘要
變蒸發(fā)器面積的發(fā)動機(jī)排氣余熱回收有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)，屬于余熱回收技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明利用采用有機(jī)工質(zhì)的朗肯循環(huán)來吸收發(fā)動機(jī)工作時排氣攜帶的余熱，利用膨脹機(jī)將高焓工質(zhì)膨脹過程中的焓變轉(zhuǎn)換為有用功輸出,帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電，利用控制系統(tǒng)實現(xiàn)發(fā)動機(jī)不同工況下排氣余熱利用的最大化。本發(fā)明減少了發(fā)動機(jī)向大氣環(huán)境的散熱量，減緩溫室效應(yīng)的影響。減少發(fā)動機(jī)尾氣溫度，提高了城市環(huán)境的舒適性，可應(yīng)用于各種車用發(fā)動機(jī)，尤其是車用汽油機(jī)。
文檔編號F02G5/02GK102900562SQ201210371590
公開日2013年1月30日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月28日
發(fā)明者張紅光, 王恩華, 范伯元 申請人:北京工業(yè)大學(xué)