專利名稱：一種汽車(chē)制動(dòng)能量的回收利用裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本專利涉及一種汽車(chē)制動(dòng)能量的回收利用裝置及方法，具體為重型汽車(chē)在頻繁和長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)時(shí)會(huì)浪費(fèi)掉大量的制動(dòng)能量，通過(guò)汽車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)軸發(fā)電裝置、燃料催化重整裝置和控制系統(tǒng)來(lái)對(duì)該制動(dòng)能量進(jìn)行回收和利用，屬于車(chē)輛節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
針對(duì)重型卡車(chē)在長(zhǎng)時(shí)間下坡制動(dòng)過(guò)程中的制動(dòng)能量的回收問(wèn)題，一種方法是在重型卡車(chē)上安裝緩速器，緩速器在制動(dòng)過(guò)程中將其制動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為大量熱能，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，故所產(chǎn)熱能為低品位熱能，而目前車(chē)輛低品位余熱利用技術(shù)的余熱利用率均較低，故此種制動(dòng)能量的回收方法不被看好；另一種方法是通過(guò)在重型汽車(chē)的離合器與變速器間安裝一個(gè)磁阻電機(jī)，該磁阻電機(jī)可以在汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程中將其制動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為電能，然后將所產(chǎn)生的電能儲(chǔ)存在蓄電池中，此種方法也遇到較多的問(wèn)題，首先，重型汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程在很短時(shí)間內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生大量電能，而蓄電池所需要的充電時(shí)間較長(zhǎng)，在短時(shí)間內(nèi)很難將所產(chǎn)電能及時(shí)充進(jìn)，其次，由于重型汽車(chē)在制動(dòng)過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量電能，為了保證蓄電池不會(huì)輕易被充滿，故所選擇的蓄電池將會(huì)非常龐大，龐大的蓄電池除了占用大量空間外，還具有非常大的重量，應(yīng)用在汽車(chē)上也無(wú)疑是一個(gè)巨大挑戰(zhàn)，故此種方法也不實(shí)用。本專利提出的一種汽車(chē)制動(dòng)能量的回收利用裝置及方法，通過(guò)汽車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)軸發(fā)電裝置、燃料催化重整裝置、柴油機(jī)進(jìn)氣加熱裝置和控制系統(tǒng)的綜合作用，巧妙地繞過(guò)了蓄電池體積大、重量大和充電難的問(wèn)題，將磁阻電機(jī)所產(chǎn)的電能及時(shí)消耗掉，實(shí)現(xiàn)現(xiàn)產(chǎn)現(xiàn)用的目的，此過(guò)程不但回收了汽車(chē)的制動(dòng)能量，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汽車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)軸發(fā)電裝置、燃料催化重整裝置、柴油機(jī)進(jìn)氣加熱裝置和控制系統(tǒng)，來(lái)對(duì)汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程中所浪費(fèi)的制動(dòng)能量進(jìn)行回收和利用，最終達(dá)到車(chē)輛節(jié)能減排的目的。本發(fā)明的方案是針對(duì)重型汽車(chē)頻繁或長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)過(guò)程中會(huì)浪費(fèi)掉大量的制動(dòng)能量的問(wèn)題，通過(guò)汽車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)軸發(fā)電裝置將該制動(dòng)能能回收利用成電能，再用電能去加熱重整器中的電阻絲，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)，重整燃料被泵入重整器中進(jìn)行催化重整，產(chǎn)生的重整氣進(jìn)入重整氣儲(chǔ)存箱，當(dāng)重整氣儲(chǔ)存箱中達(dá)到所需壓力后，重整氣被均勻引入柴油機(jī)進(jìn)氣管與通過(guò)空濾器的空氣一起進(jìn)入電加熱器加熱，加熱后的混合氣進(jìn)入柴油機(jī)與柴油混合燃燒，以達(dá)到改善柴油機(jī)燃燒并降低其排放的目的。一種汽車(chē)制動(dòng)能量的回收利用裝置，包括汽車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)軸發(fā)電裝置、燃料催化重整裝置、柴油機(jī)進(jìn)氣加熱裝置和控制系統(tǒng)；汽車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)軸發(fā)電裝置包括車(chē)輪1、后橋2、傳動(dòng)軸3、
4變速器4、磁阻電機(jī)5、離合器6、柴油機(jī)7和穩(wěn)壓器12，其中，后橋2兩端的傳動(dòng)軸分別將兩個(gè)車(chē)輪1連接，另一個(gè)傳動(dòng)軸3再將后橋2與變速器4相連，變速器4的另一端與磁阻電機(jī) 5相連，磁阻電機(jī)5的另一端與離合器6相連，離合器6的另一端與柴油機(jī)7相連，磁阻電機(jī)5與穩(wěn)壓器12相連，磁阻電機(jī)5用于在汽車(chē)制動(dòng)時(shí)將其制動(dòng)能量轉(zhuǎn)化成電能，穩(wěn)壓器12 可以將磁阻電機(jī)5的輸出電壓穩(wěn)定后再次輸出；燃料催化重整裝置包括燃料重整器13、溫度傳感器14、燃料泵15、重整燃料箱16、氣液分離器18、重整氣泵19、重整氣儲(chǔ)存箱20、線性開(kāi)關(guān)閥21和壓力傳感器22，其中，燃料重整器13內(nèi)部有電阻絲和溫度傳感器14，重整燃料箱16中的燃料通過(guò)燃料泵15與燃料重整器13相連，穩(wěn)壓器12與所述重整器13內(nèi)部的電阻絲相連，燃料重整器13的重整氣輸出管道與氣液分離器18相連，氣液分離器18的液體回流管道重新連入重整器13，其氣體輸出管道連入重整氣泵19，重整氣泵19與重整氣儲(chǔ)存箱20相連，重整氣儲(chǔ)存箱20內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器22，重整氣儲(chǔ)存箱20的出口管路通過(guò)線性開(kāi)關(guān)閥21與柴油機(jī)的進(jìn)氣管相連，重整燃料箱16中的燃料可以在燃料泵15的作用下被泵入到燃料重整器13中，燃料重整器13內(nèi)部的電阻絲消耗穩(wěn)壓器12所輸出的電能用來(lái)產(chǎn)生熱量，使燃料重整器13內(nèi)部溫度升高，溫度傳感器14測(cè)量燃料重整器13內(nèi)部溫度，燃料重整器13內(nèi)部產(chǎn)生的重整氣通過(guò)氣液分離器18分離成氣體和液體，液體回流到燃料重整器13內(nèi)，氣體通過(guò)重整氣泵19泵入到重整氣儲(chǔ)存箱20，壓力傳感器22用于檢測(cè)重整氣儲(chǔ)存箱20中的壓力，線性開(kāi)關(guān)閥21用于控制進(jìn)入柴油機(jī)進(jìn)氣管的重整氣流量；柴油機(jī)進(jìn)氣加熱裝置包括柴油機(jī)7、進(jìn)氣口 8、排氣口 9、電加熱器10和空氣過(guò)濾器11，其中，連接有空氣過(guò)濾器11的管道與電加熱器10相連后再與進(jìn)氣口 8相連，通過(guò)空氣過(guò)濾器11的進(jìn)氣與來(lái)自重整氣儲(chǔ)存箱20中的重整氣混合后一起進(jìn)入電加熱器10中加熱，加熱后的混合氣進(jìn)入柴油機(jī)進(jìn)氣口 8中與柴油混合燃燒；控制系統(tǒng)包括電子控制單元17、來(lái)自制動(dòng)踏板的制動(dòng)信號(hào)a、來(lái)自溫度傳感器的溫度信號(hào)b、對(duì)燃料泵的啟動(dòng)信號(hào)C、對(duì)磁阻電機(jī)的啟動(dòng)信號(hào)d、 對(duì)重整氣泵的啟動(dòng)信號(hào)e、來(lái)自壓力傳感器的壓力信號(hào)f和對(duì)線性開(kāi)關(guān)閥的啟動(dòng)信號(hào)g，其中，電子控制單元通過(guò)接收來(lái)自制動(dòng)踏板的制動(dòng)信號(hào)a來(lái)產(chǎn)生對(duì)磁阻電機(jī)的啟動(dòng)信號(hào)d，通過(guò)接收來(lái)自溫度傳感器溫度信號(hào)b來(lái)產(chǎn)生對(duì)燃料泵的啟動(dòng)信號(hào)c和對(duì)重整氣泵的啟動(dòng)信號(hào) d，通過(guò)接收來(lái)自壓力傳感器的壓力信號(hào)f來(lái)產(chǎn)生對(duì)線性開(kāi)關(guān)閥的啟動(dòng)信號(hào)g。上述的重整燃料箱16中的燃料可以為汽油、柴油、甲醇、乙醇、甲醇水溶液或乙醇水溶液中的一種或幾種。一種汽車(chē)制動(dòng)能量的回收利用裝置的控制方法，該控制方法包括以下步驟在汽車(chē)進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，電子控制單元17接收到來(lái)自制動(dòng)踏板的制動(dòng)信號(hào)a，發(fā)出磁阻電機(jī)的啟動(dòng)信號(hào)d，傳動(dòng)軸與磁阻電機(jī)5相連接，磁阻電機(jī)5在傳動(dòng)軸的帶動(dòng)下進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)將汽車(chē)的制動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電能，穩(wěn)壓器12將磁阻電機(jī)5所產(chǎn)電壓進(jìn)行恒定，穩(wěn)壓器12與重整器 13內(nèi)部的電阻絲相連，電阻絲通過(guò)消耗來(lái)自穩(wěn)壓器12的電能加熱重整器13，重整器13內(nèi)部的溫度升高，當(dāng)重整器13內(nèi)溫度超過(guò)500度時(shí)，溫度傳感器14將溫度傳感器的溫度信號(hào) b傳遞給電子控制單元17，電子控制單元17對(duì)燃料重整裝置中的燃料泵15發(fā)出啟動(dòng)信號(hào) c，燃料泵15工作，將重整燃料箱16中的燃料泵入重整器13，在高溫和催化劑作用下，燃料重整成含氫氣和一氧化碳的重整氣，但重整氣中會(huì)含有部分未參與重整反應(yīng)的液體燃料， 故重整氣經(jīng)過(guò)氣液分離器18的分離，液態(tài)燃料回流到重整器13繼續(xù)進(jìn)行重整反應(yīng)，此時(shí)電子控制單元17對(duì)重整氣泵19發(fā)出重整氣泵的啟動(dòng)信號(hào)e，重整氣泵19將氣態(tài)重整氣泵入重整氣儲(chǔ)存箱20，隨著重整氣儲(chǔ)存箱20中重整氣的增多，其內(nèi)部壓力增大，當(dāng)其內(nèi)部壓力達(dá)到^ar時(shí)，壓力傳感器22將壓力信號(hào)e傳遞給電子控制單元17，電子控制單元17對(duì)線性控制閥21發(fā)出線性開(kāi)關(guān)閥的啟動(dòng)信號(hào)g，線性開(kāi)關(guān)控制閥21打開(kāi)，重整氣流向柴油機(jī)進(jìn)氣管，與通過(guò)空氣過(guò)濾器11的空氣一起進(jìn)入電加熱器10，加熱后的混合氣通過(guò)進(jìn)氣口 8進(jìn)入柴油機(jī)7與柴油在缸內(nèi)混合燃燒，燃燒后的廢氣從排氣口 9排出。本發(fā)明可取得如下有益效果一種汽車(chē)制動(dòng)能量的回收利用裝置，通過(guò)汽車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)軸發(fā)電裝置將汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程中閑置的大量制動(dòng)能量回收轉(zhuǎn)化成電能，避免了大量制動(dòng)能的浪費(fèi)；通過(guò)燃料催化重整裝置將所產(chǎn)的電能用于加熱重整器中的電阻絲，此裝置可以將汽車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)軸發(fā)電裝置所產(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)的燃燒并降低其排放；進(jìn)氣加熱裝置用于加熱柴油機(jī)的進(jìn)氣，進(jìn)氣溫度的提高有利于噴入氣缸的柴油的霧化、蒸發(fā)和混合，提高了柴油機(jī)的燃燒速度和預(yù)混燃燒質(zhì)量。


圖1 一種汽車(chē)制動(dòng)熱能回收利用裝置的原理簡(jiǎn)中1車(chē)輪、2后橋、3傳動(dòng)軸、4變速器、5磁阻電機(jī)、6離合器、7柴油機(jī)、8進(jìn)氣口、9排氣口、10電加熱器、11空氣過(guò)濾器、12穩(wěn)壓器、13燃料重整器、14溫度傳感器、15燃料泵、16重整燃料箱、17電子控制單元、18氣液分離器、19重整氣泵、20重整氣儲(chǔ)存箱、21 線性開(kāi)關(guān)閥、22壓力傳感器、a來(lái)自制動(dòng)踏板的制動(dòng)信號(hào)、b來(lái)自溫度傳感器的溫度信號(hào)、c 重整燃料泵的啟動(dòng)信號(hào)、d磁阻電機(jī)的啟動(dòng)信號(hào)、e重整氣泵的啟動(dòng)信號(hào)、f來(lái)自壓力傳感器的壓力信號(hào)、g線性開(kāi)關(guān)閥的啟動(dòng)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(chē)制動(dòng)能量的回收利用裝置，主要包括汽車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)軸發(fā)電裝置、 燃料催化重整裝置、柴油機(jī)進(jìn)氣加熱裝置和控制系統(tǒng)；其特征在于汽車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)軸發(fā)電裝置包括車(chē)輪1、后橋2、傳動(dòng)軸3、變速器4、磁阻電機(jī)5、離合器6、柴油機(jī)7和穩(wěn)壓器12，其中， 連接后橋2兩端的傳動(dòng)軸分別將兩個(gè)車(chē)輪1連接，另一個(gè)傳動(dòng)軸3再將后橋2與變速器4 相連，變速器4的另一端與磁阻電機(jī)5相連，磁阻電機(jī)5的另一端與離合器6相連，離合器6 的另一端與柴油機(jī)7相連，磁阻電機(jī)5與穩(wěn)壓器12相連，磁阻電機(jī)5用于在汽車(chē)制動(dòng)時(shí)將其制動(dòng)能量轉(zhuǎn)化成電能，穩(wěn)壓器12可以將磁阻電機(jī)5的輸出電壓穩(wěn)定后再次輸出；燃料催化重整裝置包括重整器13、重整器溫度傳感器14、燃料泵15、重整燃料箱16、氣液分離器 18、重整氣泵19、重整氣儲(chǔ)存箱20、線性開(kāi)關(guān)閥21和壓力傳感器22，其中，燃料重整器13內(nèi)部有電阻絲和溫度傳感器14，重整燃料箱16中的燃料通過(guò)燃料泵15與燃料重整器13相連，穩(wěn)壓器12與所述重整器13內(nèi)部的電阻絲相連，燃料重整器13的重整氣輸出管道與氣液分離器18相連，氣液分離器18的液體回流管道重新連入重整器13，其氣體輸出管道連入重整氣泵19，重整氣泵19與重整氣儲(chǔ)存箱20相連，重整氣儲(chǔ)存箱20連接有壓力傳感器 22，重整氣儲(chǔ)存箱20的出口管路通過(guò)線性開(kāi)關(guān)閥21與柴油機(jī)的進(jìn)氣管相連，重整燃料箱16 中的燃料可以在燃料泵15的作用下被泵入到燃料重整器13中，燃料重整器13內(nèi)部的電阻絲消耗穩(wěn)壓器12所輸出的電能用來(lái)產(chǎn)生熱量，使燃料重整器13內(nèi)部溫度升高，重整器溫度傳感器14用來(lái)感受燃料重整器13內(nèi)部溫度，燃料重整器13內(nèi)部產(chǎn)生的重整氣通過(guò)氣液分離器18分離成氣體和液體，液體回流到燃料重整器13內(nèi)，氣體通過(guò)重整氣泵19泵入到重整氣儲(chǔ)存箱20，壓力傳感器22用于檢測(cè)重整氣儲(chǔ)存箱20中的壓力，線性開(kāi)關(guān)閥21用于控制進(jìn)入柴油機(jī)進(jìn)氣管的重整氣流量；柴油機(jī)進(jìn)氣加熱裝置包括柴油機(jī)(7)、進(jìn)氣口 8、排氣口 9、電加熱器10和空氣過(guò)濾器11，其中，連接有空氣過(guò)濾器(11)的管道與電加熱器10相連后再與進(jìn)氣口 8相連，通過(guò)空氣過(guò)濾器(11)的進(jìn)氣與來(lái)自重整氣儲(chǔ)存箱20中的重整氣混合后一起進(jìn)入電加熱器10中加熱，加熱后的混合氣進(jìn)入柴油機(jī)進(jìn)氣口 8中與柴油混合燃燒；控制系統(tǒng)包括電子控制單元(17)、來(lái)自制動(dòng)踏板的制動(dòng)信號(hào)a、來(lái)自溫度傳感器14的溫度信號(hào)b、對(duì)燃料泵15的控制信號(hào)C、對(duì)磁阻電機(jī)5的控制信號(hào)d、對(duì)重整氣泵19的控制信號(hào)e、來(lái)自壓力傳感器22的壓力信號(hào)f和對(duì)線性開(kāi)關(guān)閥21的控制信號(hào)g，其中，電子控制單元17通過(guò)接收來(lái)自制動(dòng)踏板的制動(dòng)信號(hào)a來(lái)產(chǎn)生對(duì)磁阻電機(jī)的控制信號(hào)d，通過(guò)接收來(lái)自溫度傳感器14溫度信號(hào)b來(lái)產(chǎn)生對(duì)燃料泵15的控制信號(hào)c和對(duì)重整氣泵19的控制信號(hào)d，通過(guò)接收來(lái)自壓力傳感器22的壓力信號(hào)f來(lái)產(chǎn)生對(duì)線性開(kāi)關(guān)閥21的控制信號(hào)g。本實(shí)施例車(chē)輛為德龍F(tuán)2000，質(zhì)量為19000kg。車(chē)輛試驗(yàn)在一個(gè)傾角為20ο的斜坡上進(jìn)行，環(huán)境溫度為21攝氏度，壓力為IOlkPa,重整燃料選為甲醇水溶液。汽車(chē)在長(zhǎng)時(shí)間的制動(dòng)作用力下，沿著此斜坡以10km/h的速度勻速向下行駛，電子控制單元17接收到來(lái)自制動(dòng)踏板的制動(dòng)信號(hào)a后，發(fā)出對(duì)磁阻電機(jī)的啟動(dòng)信號(hào)d，傳動(dòng)軸與磁阻電機(jī)5相連接，磁阻電機(jī)5在傳動(dòng)軸的帶動(dòng)下進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)將汽車(chē)的制動(dòng)能量轉(zhuǎn)化成電能，此時(shí)發(fā)電功率為50kW，穩(wěn)壓器12將磁阻電機(jī)5所產(chǎn)電壓恒定為336V，穩(wěn)壓器12 與重整器13內(nèi)部的電阻絲相連，電阻絲通過(guò)消耗來(lái)自穩(wěn)壓器12的電能加熱重整器13，重整器13內(nèi)部的溫度逐漸升高，當(dāng)重整器13內(nèi)溫度達(dá)到500攝氏度時(shí)，溫度傳感器14將溫度傳感器的溫度信號(hào)b傳遞給電子控制單元17，電子控制單元17對(duì)燃料重整裝置中的燃料泵15發(fā)出重整燃料泵的啟動(dòng)信號(hào)c，燃料泵15開(kāi)始工作，將甲醇水溶液泵入重整器13，在高溫和催化劑的作用下，甲醇水溶液重整成氫氣和一氧化碳等氣體重整氣，由于重整氣中含有部分未參與重整反應(yīng)的液體燃料，故重整氣經(jīng)過(guò)氣液分離器18的分離，液態(tài)燃料回流到重整器13繼續(xù)參與重整反應(yīng)，此時(shí)電子控制單元17自動(dòng)對(duì)重整氣泵19發(fā)出重整氣泵的啟動(dòng)信號(hào)e，氣態(tài)重整氣被泵入重整氣儲(chǔ)存箱20，當(dāng)儲(chǔ)存箱20中壓力達(dá)到!Bbar時(shí)，壓力傳感器22將壓力傳感器的壓力信號(hào)f傳遞給電子控制單元17，電子控制單元發(fā)出對(duì)線性開(kāi)關(guān)閥的啟動(dòng)信號(hào)g，線性開(kāi)關(guān)閥21打開(kāi)，重整氣均勻流入柴油機(jī)進(jìn)氣管與通過(guò)空氣過(guò)濾器11 的空氣混合后進(jìn)入電加熱器10，加熱后的混合氣進(jìn)入柴油機(jī)與柴油在缸內(nèi)混合燃燒。經(jīng)測(cè)定Ν0χ排放由原機(jī)的5g/kWh下降到4. 51g/kffh,降低9. 8% ；PM由原機(jī)的0. 10g/kffh下降到0. 075g/kffh,降低25%，此外，柴油機(jī)進(jìn)氣溫度由21攝氏度升到70攝氏度，進(jìn)氣溫度提高了 233%。由于柴油機(jī)進(jìn)氣溫度提高和混入重整氣，空氣量減小，柴油機(jī)7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29. 2%。上述的試驗(yàn)結(jié)果表明，采用本發(fā)明提供的汽車(chē)制動(dòng)熱能的回收利用裝置及方法， 可以通過(guò)汽車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)軸發(fā)電裝置將汽車(chē)制動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的大量制動(dòng)能量回收轉(zhuǎn)化成電能，避免了大量制動(dòng)能的浪費(fèi)；通過(guò)燃料催化重整裝置將所產(chǎn)的電能用于加熱重整器7中的電阻絲6，此裝置可以將汽車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)軸發(fā)電裝置中所產(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)燃燒并降低其排放；進(jìn)氣加熱裝置用于加熱柴油機(jī)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(chē)制動(dòng)能量的回收利用裝置，包括汽車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)軸發(fā)電裝置、燃料催化重整裝置、柴油機(jī)進(jìn)氣加熱裝置和控制系統(tǒng)；其特征在于汽車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)軸發(fā)電裝置包括車(chē)輪(1)、后橋(2)、傳動(dòng)軸(3)、變速器(4)、磁阻電機(jī)(5)、離合器(6)、柴油機(jī)(7)和穩(wěn)壓器(12)，其中， 后橋( 兩端的傳動(dòng)軸分別將兩個(gè)車(chē)輪(1)連接，另一個(gè)傳動(dòng)軸( 再將后橋( 與變速器 ⑷相連，變速器⑷的另一端與磁阻電機(jī)(5)相連，磁阻電機(jī)(5)的另一端與離合器(6) 相連，離合器(6)的另一端與柴油機(jī)(7)相連，磁阻電機(jī)(5)與穩(wěn)壓器(12)相連，磁阻電機(jī) (5)用于在汽車(chē)制動(dòng)時(shí)將其制動(dòng)能量轉(zhuǎn)化成電能，穩(wěn)壓器(12)可以將磁阻電機(jī)(5)的輸出電壓穩(wěn)定后再次輸出；燃料催化重整裝置包括燃料重整器(13)、溫度傳感器(14)、燃料泵(15)、重整燃料箱(16)、氣液分離器(18)、重整氣泵(19)、重整氣儲(chǔ)存箱(20)、線性開(kāi)關(guān)閥 (21)和壓力傳感器(22)，其中，燃料重整器(1 內(nèi)部有電阻絲和溫度傳感器(14)，重整燃料箱(16)中的燃料通過(guò)燃料泵(1 與燃料重整器(1 相連，穩(wěn)壓器(1 與所述重整器 (13)內(nèi)部的電阻絲相連，燃料重整器(1 的重整氣輸出管道與氣液分離器(18)相連，氣液分離器(18)的液體回流管道重新連入重整器(13)，其氣體輸出管道連入重整氣泵(19)， 重整氣泵(19)與重整氣儲(chǔ)存箱00)相連，重整氣儲(chǔ)存箱00)內(nèi)設(shè)置有壓力傳感器(22)， 重整氣儲(chǔ)存箱OO)的出口管路通過(guò)線性開(kāi)關(guān)閥與柴油機(jī)的進(jìn)氣管相連，重整燃料箱(16)中的燃料可以在燃料泵(1 的作用下被泵入到燃料重整器(1 中，燃料重整器(13) 內(nèi)部的電阻絲消耗穩(wěn)壓器(12)所輸出的電能用來(lái)產(chǎn)生熱量，使燃料重整器(13)內(nèi)部溫度升高，溫度傳感器(14)測(cè)量燃料重整器(1 內(nèi)部溫度，燃料重整器(1 內(nèi)部產(chǎn)生的重整氣通過(guò)氣液分離器(18)分離成氣體和液體，液體回流到燃料重整器(1 內(nèi)，氣體通過(guò)重整氣泵(19)泵入到重整氣儲(chǔ)存箱(20)，壓力傳感器(2 用于檢測(cè)重整氣儲(chǔ)存箱OO)中的壓力，線性開(kāi)關(guān)閥用于控制進(jìn)入柴油機(jī)進(jìn)氣管的重整氣流量；柴油機(jī)進(jìn)氣加熱裝置包括柴油機(jī)(7)、進(jìn)氣口 (8)、排氣口(9)、電加熱器(10)和空氣過(guò)濾器(11)，其中，連接有空氣過(guò)濾器(11)的管道與電加熱器(10)相連后再與進(jìn)氣口(8)相連，通過(guò)空氣過(guò)濾器(11) 的進(jìn)氣與來(lái)自重整氣儲(chǔ)存箱OO)中的重整氣混合后一起進(jìn)入電加熱器(10)中加熱，加熱后的混合氣進(jìn)入柴油機(jī)進(jìn)氣口(8)中與柴油混合燃燒；控制系統(tǒng)包括電子控制單元(17)、 來(lái)自制動(dòng)踏板的制動(dòng)信號(hào)a、來(lái)自溫度傳感器的溫度信號(hào)b、對(duì)燃料泵的啟動(dòng)信號(hào)C、對(duì)磁阻電機(jī)的啟動(dòng)信號(hào)d、對(duì)重整氣泵的啟動(dòng)信號(hào)e、來(lái)自壓力傳感器的壓力信號(hào)f和對(duì)線性開(kāi)關(guān)閥的啟動(dòng)信號(hào)g，其中，電子控制單元通過(guò)接收來(lái)自制動(dòng)踏板的制動(dòng)信號(hào)a來(lái)產(chǎn)生對(duì)磁阻電機(jī)的啟動(dòng)信號(hào)d，通過(guò)接收來(lái)自溫度傳感器溫度信號(hào)b來(lái)產(chǎn)生對(duì)燃料泵的啟動(dòng)信號(hào)c和對(duì)重整氣泵的啟動(dòng)信號(hào)d，通過(guò)接收來(lái)自壓力傳感器的壓力信號(hào)f來(lái)產(chǎn)生對(duì)線性開(kāi)關(guān)閥的啟動(dòng)信號(hào)g。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種汽車(chē)制動(dòng)能量的回收利用裝置，其特征在于重整燃料箱(16)中的燃料可以為汽油、柴油、甲醇、乙醇、甲醇水溶液或乙醇水溶液中的一種或幾種。
3.一種汽車(chē)制動(dòng)能量的回收利用裝置的控制方法，其特征在于，該控制方法包括以下步驟在汽車(chē)進(jìn)行制動(dòng)時(shí)，電子控制單元(17)接收到來(lái)自制動(dòng)踏板的制動(dòng)信號(hào)a，發(fā)出磁阻電機(jī)的啟動(dòng)信號(hào)d，傳動(dòng)軸與磁阻電機(jī)( 相連接，磁阻電機(jī)( 在傳動(dòng)軸的帶動(dòng)下進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)將汽車(chē)的制動(dòng)動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電能，穩(wěn)壓器(1 將磁阻電機(jī)( 所產(chǎn)電壓進(jìn)行恒定，穩(wěn)壓器(12)與重整器(13)內(nèi)部的電阻絲相連，電阻絲通過(guò)消耗來(lái)自穩(wěn)壓器(12)的電能加熱重整器(13)，重整器(1 內(nèi)部的溫度升高，當(dāng)重整器(1 內(nèi)溫度超過(guò)500度時(shí)，溫度傳感器(14)將溫度傳感器的溫度信號(hào)b傳遞給電子控制單元(17)，電子控制單元(17) 對(duì)燃料重整裝置中的燃料泵(1 發(fā)出啟動(dòng)信號(hào)c，燃料泵(1 工作，將重整燃料箱(16) 中的燃料泵入重整器(13)，在高溫和催化劑作用下，燃料重整成含氫氣和一氧化碳的重整氣，但重整氣中會(huì)含有部分未參與重整反應(yīng)的液體燃料，故重整氣經(jīng)過(guò)氣液分離器(18)的分離，液態(tài)燃料回流到重整器(1 繼續(xù)進(jìn)行重整反應(yīng)，此時(shí)電子控制單元(17)對(duì)重整氣泵(19)發(fā)出重整氣泵的啟動(dòng)信號(hào)e，重整氣泵(19)將氣態(tài)重整氣泵入重整氣儲(chǔ)存箱(20)， 隨著重整氣儲(chǔ)存箱00)中重整氣的增多，其內(nèi)部壓力增大，當(dāng)其內(nèi)部壓力達(dá)到^ar時(shí)，壓力傳感器0 將壓力信號(hào)e傳遞給電子控制單元(17)，電子控制單元(17)對(duì)線性控制閥 (21)發(fā)出線性開(kāi)關(guān)閥的啟動(dòng)信號(hào)g，線性開(kāi)關(guān)控制閥打開(kāi)，重整氣流向柴油機(jī)進(jìn)氣管， 與通過(guò)空氣過(guò)濾器(11)的空氣一起進(jìn)入電加熱器(10)，加熱后的混合氣通過(guò)進(jìn)氣口(8)進(jìn)入柴油機(jī)(7)與柴油在缸內(nèi)混合燃燒，燃燒后的廢氣從排氣口(9)排出。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種汽車(chē)制動(dòng)能量的回收利用裝置及方法，屬于車(chē)輛節(jié)能減排技術(shù)領(lǐng)域。由于汽車(chē)在頻繁或長(zhǎng)時(shí)間制動(dòng)過(guò)程中會(huì)浪費(fèi)掉大量制動(dòng)能量，所以本專利針對(duì)此問(wèn)題，通過(guò)添加汽車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)軸發(fā)電裝置來(lái)避免大量制動(dòng)能量的浪費(fèi)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)機(jī)械能向電能的轉(zhuǎn)化，然后，利用發(fā)電機(jī)發(fā)出的電能一部分用于燃料催化重整，產(chǎn)生的重整氣引入柴油機(jī)進(jìn)氣管與柴油混合燃燒，另一部分用于加熱柴油機(jī)進(jìn)氣。本發(fā)明通過(guò)汽車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)軸發(fā)電裝置、燃料催化重整裝置、柴油機(jī)進(jìn)氣加熱裝置和控制系統(tǒng)的綜合作用，不但回收了汽車(chē)的制動(dòng)能量，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。
文檔編號(hào)F02M31/13GK102259596SQ20111013154
公開(kāi)日2011年11月30日 申請(qǐng)日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19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)