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技术领域

本实用新型涉及发动机尾气余热利用装置，尤其涉及一种发动机尾气温差发电装置。

背景技术

在城市运行的车辆，发动机经常处于低速、怠速、起步加速等工况，由于节气门处于关闭或者快速打开状态，造成发动机进气管压力低，特别是蜗轮增压发动机，由于蜗轮增压的压气机是靠排气能量驱动涡轮机，但是由于低速、怠速、起步加速等工况时，排气能量低，驱动涡轮机的能量低，造成涡轮机转速低，传递给压气机的转速也低；使发动机进气量少，排气不充分，缸内残余废气高，造成发动机充气效率低；等发动机持续燃烧，排气温度上升，排气能量增加，驱动蜗轮机转速提升，传递给压气机的转速也提升；这时发动机进气量才提高，因此所需要的较长的时间，造成涡轮增压发动机进气迟滞，低速扭矩不足等缺点；对于涡轮增压发动机启动时扭矩低，加速性能差，降低了汽车的驾驶性能、加速性能与操控性能。

蜗轮增压发动机经常处于低速、怠速等工况，蜗轮增压发动机进气量不足；由于浓混合气，缸内燃烧不充分、燃烧循环变动率大，造成蜗轮增压发动机排放污染物较严重，对汽油机而言，其氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物排放严重；对柴油机而言，其碳烟、氮氧化物、一氧化碳、烃的衍生物等排放严重；这两者严重污染环境，严重的情况下可能造成光化学反应；由于蜗轮增压发动机缸内燃烧不完全，其燃油效率率低，造成蜗轮增压发动机效率乃至整车效率低下。

蜗轮增压发动机经常处于低速、怠速等工况，由于蜗轮增压器的迟滞，蜗轮增压发动机进气量不足，造成燃烧不充分，对汽油机增压而言，其氮氧化物、一氧化碳、碳氢化合物排放严重，且达不到三效催化器的最佳催化温度，造成催化剂催化性能低，且长期处于发动机燃烧不充分的状态，三效催化器易造成催化剂失效、中毒等症状；对柴油机增压而言，其碳烟、氮氧化物、一氧化碳、烃的衍生物等排放严重，所以对SCR(以氨为还原剂的选择性催化还原)长期属于超负荷的工作，对SCR的使用寿命、稳定性等提出了苛刻的要求，由于低速、怠速等工况，涡轮增压柴油发动机燃烧不充分，其碳烟、PAHs(多环芳香烃)急剧产生，颗粒捕集器很快就达到饱和，需要频繁的燃烧与更新，对颗粒捕集器的使用寿命与稳定性提出了更高的要求。

实用新型内容

为克服现有技术中存在的技术问题，本实用新型提供一种发动机尾气余热回收温差发电与旋转电机辅助蜗轮增压装置与方法。

本实用新型的技术方案是提供了一种发动机尾气温差发电装置，其特征在于包括：温差发电组、温差发电组固定内六角螺母、温差发电组冷却水出口管、散热器、水箱(14)、回水管、水箱电磁阀开关、循环水泵、充放电蓄电池、温差发电组正极、温差发电组负极；

其中：温差发电组串联安装在排气管连接；温差发电组固定内六角螺母将温差发电组与排气管通过螺纹紧密连接，固定在汽车底盘上；

温差发电组冷却水出口管与散热器的进水管通过管道连接；散热器的出水管与水箱连接，回水管固定在水箱上；水箱出水管与水箱电磁阀开关连接，水箱电磁阀开关连接循环水泵通过管道连接，水箱电磁阀开关控制水箱的通断；循环水泵通过管道与温差发电组冷却水进口管连接；温差发电组正极通过粗铜电线与充放电蓄电池充电正极连接，温差发电组负极通过粗铜电线与充放电蓄电池充电负极连接；温差发电组温度传感器通过螺纹连接固定安装在温差发电组上。

本实用新型的有益效果在于提供了一种能够利用汽车尾气能量进行发电的装置。该装置成本低，运行平稳，寿命长。

附图说明

图1是发动机尾气温差发电驱动旋转电机辅助蜗轮增压装置总图；

图2是发动机尾气温差发电组图；

图3是发动机涡轮增压示意图图；

其中：1-发动机缸体，2-曲柄连杆机构，3-活塞，4-排气门，5-排气道，6-排气温度传感器，7-温差发电组，7-1温差发电组，7-2温差发电组固定板，7-3温差发电组固定内六角螺母，7-4温差发电组冷却水出口管，7-5温差发电组冷却水进口管；8-温差发电组冷却水管，9-温差发电组热电偶单元，10-排气管，11-温差发电组循环水，12-温差发电组温度传感器，13-散热器，14-水箱，15-回水管，16-水箱高位液面报警器17-水箱放手手动/自动开关，18-水箱低位液面报警器，19-ECU，20-水箱电磁阀开关，21-循环水泵，22-充放电蓄电池，23-旋转电机正极，24-旋转电机负极，25-温差发电组正极，26-温差发电组负极，27-旋转电机通电开关，28-充放电蓄电池放电负极，29-充放电蓄电池放电正极，30-充放电电源电量监测，31-压气机转速传感器，32-进气管，33-蜗轮增压器旋转轴，34-压气机旋转叶片，35-旋转电机，35-1旋转电机，35-2旋转电机矩形平键，35-3旋转电机正极，35-4旋转电机负极；36-压气机壳体，37-涡轮叶片，38-涡轮壳体，39-废气旁通阀，40-中冷器，41-节气门传感器，42-进气道，43-进气门，44-火花塞，45-发动机转速传感器。

具体实施方式

以下将结合附图1-3对本实用新型的技术方案进行详细说明。

如图1-3所示，一种发动机尾气余热回收温差发电装置，包括：一种发动机尾气温差发电装置，其特征在于包括：温差发电组7、温差发电组固定内六角螺母7-3、温差发电组冷却水出口管7-5、散热器13、水箱14、回水管15、水箱电磁阀开关20、循环水泵21、充放电蓄电池22、温差发电组正极25、温差发电组负极26；

其中：温差发电组7串联安装在排气管10连接；同轴连接，连接处采用金属垫片确保密封，没有废气溢出，温差发电组固定内六角螺母7-3将温差发电组7与排气管10通过螺纹紧密连接，固定在汽车底盘上；

温差发电组冷却水出口管7-5与散热器13的进水管通过管道连接；散热器13的出水管与水箱14连接，回水管15固定在水箱上；水箱14出水管与水箱电磁阀开关20连接，水箱电磁阀开关20连接循环水泵21通过管道连接，水箱电磁阀开关20控制水箱14的通断；循环水泵21通过管道与温差发电组冷却水进口管7-5连接，管道采用卡箍紧密连接；温差发电组正极25通过粗铜电线与充放电蓄电池22充电正极连接，温差发电组负极26通过粗铜电线与充放电蓄电池22充电负极连接；温差发电组温度传感器12通过螺纹连接固定安装在温差发电组7上。

电线的连接采用耐高温的管道包裹，防止温度过高而造成电线的融化漏电等危险；温差发电组温度传感器12通过螺纹连接固定安装在温差发电组7上，温差发电组温度传感器12的另一端接入ECU19，将实时采集，温差发电组7内的温度信号传递给ECU19；判断温差发电组7内的温度高低，从而通过ECU19的计算，控制循环水泵21的流量大小，温差发电组7降温进行自动控制；旋转电机35与蜗轮增压器共轴，通过旋转电机平键35-2将旋转电机35的轴与蜗轮增压器轴连接起来；旋转电机正极23通过粗电线与充放电蓄电池放电正极29连接，旋转电机负极24通过粗电线与充放电蓄电池放电负极28连接；旋转电机35通断由旋转电机通电开关27来控制,ECU19根据对充放电电源电量监测30和压气机转速传感器31的转速大小，判断充放电蓄电池22的电量的大小和压气机转速是否过高，从而控制旋转电机通电开关27，因而决定旋转电机35是否接通旋转；旋转电机35在有直流电供电下，旋转电机35旋转运动，从而蜗轮增压器旋转轴33也跟着运动；当蜗轮增压器的涡轮机在排气的驱动下，蜗轮增压器旋转轴33已经运动，旋转电机35的存在，会加速蜗轮增压器旋转轴33的快速运动；压气机转速传感器31通过螺纹固定安装在压气机壳体36上；废气旁通阀39通过管道与发动机尾气旁通管固定连接，连接采用卡箍卡紧，防止漏气，ECU19根据对压气机转速传感器31采集的转速信号处理，当压气机转速在一定范围时，废气旁通阀39关闭；当压气机转速超过设定值时，ECU19控制废气旁通阀39打开，排气将直接从废气旁通阀39经过，少量的从涡轮机经过，减少蜗轮叶片37的旋转速度，蜗轮增压器旋转轴33将蜗轮叶片37和压气机叶片34连接起来，因此压气机叶片转速也降低，从进气管32吸入的进气量也减少，保护压气机叶片34转速和蜗轮叶片37转速过高，造成离心力太大，造成蜗轮增压器的损坏，且压气机叶片34转速和蜗轮叶片37转速过高，蜗轮增压器旋转轴33的摩擦加剧，对润滑系统、冷却系统提出了更高的要求；中冷器40进口与压气机出口通过管道连接，连接采用卡箍卡紧，防止漏气；中冷器40出口与进气道42通过管道连接，连接采用卡箍卡紧，防止漏气；气体增压后，气体的温度会上什，密度将降低，质量流量降低，采用中冷器40对增压的气体进行冷却，增压后的气体密度会提高，质量流量增加，进入发动机进气道42的气体就越多，流过进气门43的气体越多，在火花塞44点后作用下，发动机燃烧越充分，污染排放物越多，曲柄连杆机构2释放的转矩越大，活塞3做功越大，对发动机处于低速、加速等工况时非常重要；且排气门4打开时，排放出的气体经过排气道5的流量越大，废气中的能量与越大，温差发电组7能够用于温差发电组热电偶单元9发电量越大，充放电蓄电池22储存的电能也越大，从而放电能力也越强，旋转电机35转速越快，形成一个循环；节气门传感器41固定安装在节气门上，ECU19实时采集节气门传感器41的信号，判断发动机的负荷；发动机转速传感器45通过螺纹固定安装在飞轮盘上，ECU19实时采集发动机转速传感器45的信号，测量发动机的转速；排气温度传感器6通过螺纹固定安装在排气道出口处，ECU19实时采集排气管温度传感器6采集到排气管的温度；水箱高位液面报警器16通过螺纹固定安装水箱14中；水箱低位液面报警器18通过螺纹固定安装在水箱14中；实时监测水箱14中的水的液面高低，当用户在补充水箱14中水，如果液面超过水箱液面报警器16的高度时，ECU19将报警，提示用户水箱液面过高，用户可以通过手动调节水箱放手手动/自动开关17，调节液面；当水箱14中液面低于水箱低液面报警器17的高度时，ECU20将报警，提示用户水箱液面过低，请用户及时补水。节气门传感器41、发动机转速传感器45、排气温度传感器6、废气旁通阀39、压气机转速传感器31、充放电蓄电池放电正极29、充放电电源电量监测30、循环水泵21、温差发电组温度传感器12、水箱电磁阀开关20、水箱高位液面报警器16、水箱低位液面报警器18、水箱放手手动/自动开关17与连接ECU19，ECU19实时采集这些数据并处理，输出信号控制循环水泵21、旋转电机通电开关27动作和水箱放手手动/自动开关17。

虽然本实用新型已以较佳实施例公开如上，但实施例并不是用来限定本实用新型的。在不脱离本实用新型之精神和范围内，所做的任何等效变化或润饰，同样属于本实用新型之保护范围。因此本实用新型的保护范围应当以本申请的权利要求所界定的内容为标准。