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汽車(chē)尾氣渦輪發(fā)電機設計

  一、成果簡(jiǎn)介 
  汽車(chē)尾氣渦輪發(fā)電機,由設置在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機殼體上的渦輪室構成,渦輪室內設置有渦輪,渦輪設置在渦輪軸上,渦輪室的進(jìn)氣口與汽車(chē)發(fā)動(dòng)機的排氣出口連通,渦輪軸與發(fā)電機的輸入軸連接,渦輪室的排氣口上連接有消聲器。渦輪室與發(fā)電機之間設置有隔熱板。發(fā)電機的電流輸出端連接有蓄電池。汽車(chē)發(fā)動(dòng)機排出的高溫高壓廢氣首先進(jìn)入渦輪室,推動(dòng)渦輪旋轉,渦輪軸帶動(dòng)發(fā)電機的輸入軸轉動(dòng),發(fā)電機輸出電流。本發(fā)明在汽車(chē)發(fā)動(dòng)機的排氣口和消聲器之間設置了渦輪室,利用渦輪帶動(dòng)發(fā)電機發(fā)電,可將廢氣中的能量轉換為電能供應或儲存,可充分利用能源。 
  汽車(chē)尾氣渦輪發(fā)電機裝置能最大程度地利用汽車(chē)排氣中蘊含的能量以實(shí)現廢氣再利用,其立足于現已達成產(chǎn)業(yè)化、生產(chǎn)條件、技術(shù)已日趨成熟的廢氣渦輪增壓技術(shù),這使得本發(fā)電裝置的設計開(kāi)發(fā)具有較高的可行性和先進(jìn)性,采用結構簡(jiǎn)單的高速永磁發(fā)電機,適合高轉速工作環(huán)境,尾氣的利用得到了大大提高。 
  二、組成 
  汽車(chē)發(fā)動(dòng)機運行臺架1臺 、渦輪1個(gè)、渦輪支架1套、高速永磁發(fā)電機一個(gè)等。 
  三、功用 
  該設備通過(guò)汽車(chē)排出的高溫高壓尾氣做動(dòng)力來(lái)推動(dòng)渦輪旋轉,帶動(dòng)發(fā)電機發(fā)電彌補了用電設備增多導致發(fā)電機發(fā)電量供應不足的缺陷。 
  汽車(chē)尾氣渦輪發(fā)電機提高了發(fā)動(dòng)機的經(jīng)濟性。 
  四、設計方案 
  我們在廢氣渦輪增壓的基礎上,結合汽車(chē)用電設備的增加、發(fā)電機發(fā)電量得不到滿(mǎn)足、燃油價(jià)格的不斷上調等許多問(wèn)題,結合學(xué)校和維修企業(yè)實(shí)際情況自主研制出來(lái)一套較簡(jiǎn)單、環(huán)保、廢氣再利用的尾氣渦輪發(fā)電機。確定出最后的設計方案。具體的設計方案如下: 
  1確定汽車(chē)尾氣渦輪發(fā)電機的整體構造:渦輪機、高速永磁發(fā)電機裝置和連接裝置等。 
  2汽車(chē)尾氣渦輪發(fā)電機結構的設計:考慮到發(fā)動(dòng)機艙結構緊湊空間小等問(wèn)題,我們采用了結構緊湊,占據空間小,無(wú)電勵磁繞組,無(wú)碳刷滑環(huán)結構的設計。 
  3汽車(chē)尾氣渦輪發(fā)電機安裝技術(shù)的設計:軸上安裝有渦輪和永磁轉子,渦輪安裝在渦殼中央,通過(guò)螺母固定在軸上,渦殼通過(guò)螺栓固定在發(fā)動(dòng)機上,永磁轉自為徑向結構,由軸、轉子鐵芯、永磁體、極靴組成。 
  該渦輪發(fā)電機裝置的內部結構圖如圖1所示,其實(shí)物圖如圖2所示。 
  五、汽車(chē)尾氣渦輪發(fā)電機設計的創(chuàng )新點(diǎn) 
  1 提出利用汽車(chē)廢氣能量作為此裝置的動(dòng)力源,帶動(dòng)發(fā)電機轉子高速旋轉使高速永磁發(fā)電機產(chǎn)生電能供蓄電池充電或供車(chē)用電器使用的新思路。 
  2 采用結構簡(jiǎn)單的高速永磁發(fā)電機,無(wú)勵磁電流、無(wú)勵磁銅耗、體積小、效率高。 
  3 將渦輪機、永磁發(fā)電機和整流穩壓控制器一體化設計,占用空間小、結構簡(jiǎn)單,易于實(shí)現產(chǎn)業(yè)化。 
  參考文獻 
  [1]徐兆坤.汽車(chē)發(fā)動(dòng)機原理[M].北京:清華大學(xué)出版社,2010. 
  [2]王維俊.高速發(fā)電機系統理論與技術(shù)[M].北京:科學(xué)出版社, 2010.



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