一種車載渦輪式流體發電機組的制作方法

本發明涉及發電裝置技術領域，尤其涉及一種車載渦輪式流體發電機組。

背景技術：

眾所周知，純電動汽車受目前動力電池比能量較小、價格高等因素的影響，續駛里程不能滿足遠距離出行和公交車日行駛里程的需要。為解除人們對純電動汽車續駛里程較短的“里程焦慮”，在純電動汽車上減少電池組的配置，加裝一套由“內燃機+發電機”組成的車載發電機組，隨時可為車輛補充電能，達到延長車輛續駛里程的目的,這種“內燃機+發電機”組成的車載發電機組即為增程器，裝有增程器的電動汽車為增程式電動汽車。

當電池的電量不足時，內燃機帶動氣缸運動，氣缸的移動通過曲柄連桿機構輸出動力，該動力帶動發電機發電，發電機的發出的電一部位用于驅動汽車行駛，另一部分電則存儲到電池內。然而目前的氣缸、曲柄這種結構的發電系統中，曲柄在活塞移動、換向過程中承受很大的沖擊力，該沖擊力導致能量損耗，而且容易加速氣缸內的活塞磨損。

技術實現要素：

本發明為了解決現有技術中的上述問題，提供了一種性能穩定，能量轉化率高、發電效率高的車載渦輪式流體發電機組。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種車載渦輪式流體發電機組，包括主缸體、缸蓋，所述主缸體的下端兩側各設有一個氣缸，主缸體內填充有液體介質，所述的主缸體內設有活塞缸、介質缸，所述介質缸的兩端側面分別通過連接管與活塞缸的兩端側面連通，所述的活塞缸內設有活塞，所述活塞的兩端分別設有與氣缸同軸連接的活塞桿，所述介質缸的兩端分別設有進液單向閥，所述介質缸的中間部位設有出液通道，所述出液通道的兩側分別設有出液單向閥，所述出液通道的外端連接有集液缸，所述集液缸的側面設有出液管，所述出液管的外端設有導流罩，所述的導流罩內設有渦輪，所述主缸體的內壁設有與渦輪連接的發電機，發電機上的導電端子伸出主缸體外；所述主缸體的底部兩端設有支撐腳，支撐腳的下端之間設有支撐板，所述支撐板與主缸體底面之間形成導流間隙，所述主缸體的底面設有若干散熱翅片。

當電動汽車的電池電量用完時，內燃機驅動兩個氣缸動作，兩個氣缸的相位相差180度，氣缸帶動活塞缸內的活塞往復運動，從而把主缸體中的液體介質源源不斷的吸入介質缸內并從出液通道處進入集液缸內，集液缸內的介質從出液管處噴入渦輪上帶動渦輪轉動，渦輪通過渦輪軸帶動發電機轉動發電，發電機發出的電一部分供汽車行駛，另一部為電池充電；該發電系統中采用流體帶動渦輪的方式發電，整體不受限于貝茲極限，渦輪發電部分不受限于卡諾極限，整體能量利用率高、發電效率高。

作為優選，所述主缸體的外側設有補液缸，所述補液缸的頭部設有與主缸體內部連通的補液單向閥，所述的補液缸內設有滑塞，所述補液缸的外端設有連接套，所述滑塞外端與連接套的底面之間設有壓簧。主缸體中的介質隨著使用會緩慢減少，當介質減少時，主缸體內部會形成真空部，從而導致介質壓力減小、影響穩定性；本結構中隨著介質的緩慢減少，滑塞在壓簧的作用下自動將補液缸內的介質通過補液單向閥擠入主缸體中補充介質，從而確保主缸體內部的介質壓力。

作為優選，所述連接套的底部設有壓力傳感器，所述的壓簧壓在壓力傳感器上。隨著補液缸內的介質補充道主缸體中，壓力傳感器的壓力值不斷減小，當補液缸內的介質消耗完之后，此時壓力傳感器的壓力值達到最小，從而能夠根據壓力傳感器的壓力值判斷補液缸內的介質殘留情況。

作為優選，所述集液缸的側壁設有調壓套，調壓套的內端與集液缸內部連通，調壓套的外端與主缸體連通，所述調壓套內設有調壓活塞，所述調壓活塞與調壓套的外端之間設有蓄能彈簧；所述的調壓活塞的中心設有中心通孔，所述的中心通孔內設有限壓閥。集液缸內的壓力大小不斷的變化，當集液缸內壓力過大時，調壓活塞擠壓蓄能彈簧儲存能量，當集液缸內壓力減小時蓄能彈簧釋放能量，從而能保持集液缸的出液管處流體穩定流出，確保渦輪轉速穩定；當發生故障時，如果集液缸內的壓力超過額定壓力值，則流體介質從限壓閥處排出。

作為優選，所述連接管的進液端設有錐形濾網，所述的連接管內設有支架，所述支架的中心設有轉軸，所述轉軸的下端設有齒輪，所述轉軸的上端設有與錐形濾網內壁接觸的條形刷，所述活塞桿的側面設有與齒輪嚙合的齒條。活塞移動時，介質缸內的液體介質會通過連接管處進入活塞缸內，介質中雜質被錐形濾網隔離；防止雜質進入活塞缸內后殘留在內壁而影響活塞的密封性，活塞桿來回移動時，通過齒條帶動齒輪轉動，轉軸轉動帶動條形刷 在錐形濾網內壁轉動，從而清理錐形濾網的濾孔，防止濾孔堵塞，減小液體介質經過連接孔時的阻力。

作為優選，所述主缸體的內底部設有第一隔板，所述導流罩的下側設有第二隔板，第一隔板與主缸體底面之間圍成散熱腔，所述第二隔板、導流罩與主缸體之間圍成回流腔，主缸體內其余的空腔為主腔，所述的活塞缸、介質缸均位于主腔內；所述氣缸的外側設有密封套，所述密封套與氣缸之間形成環形介質腔，其中一個環形介質腔通過兩根介質管分別與回流腔、散熱腔一一對應連通，另一個環形介質腔通過兩根介質管分別與散熱腔、主腔一一對應連通。從導流罩流出的液體介質進入回流腔，回流腔內的介質經過一個氣缸外側的環形介質腔后進入散熱腔，散熱腔內的介質進入另一個氣缸外側的介質腔內后流入主腔內，主腔內的介質又被活塞缸、介質缸吸入后從導流罩處排除，整個循環過程中能有效的吸收發電機和兩個氣缸的熱量，確保整個系統更加穩定。

作為優選，所述主缸體的內底部設有若干平行的導熱管，所述導熱管的兩端伸出主缸體底面外，所述導熱管的表面設有環形導熱翅片。導熱管將吸收流體介質中的熱量，導熱管的兩端均與外界連通，外界氣流進入導熱管內，從而使得導熱管內的熱量排出。

作為優選，所述的導熱管的側面設有若干導熱缸，所述的導熱缸與導熱管的內孔連通，所述的導熱管內設有橫向配重滑塊，所述導熱缸內設有縱向配重滑塊，所述橫向配重滑塊的兩側設有彈簧，所述縱向配重滑塊與導熱缸的底面之間設有彈簧。整個發電裝置安裝在電動汽車上，汽車在行駛過程中會發生顛簸，汽車顛簸會帶動縱向配重滑塊上下運動，從而把導熱缸內的熱氣排到導熱管內；汽車在加速、減速時會產生慣性，慣性使得橫向配重滑塊在導熱管內移動，從而把導熱管內的熱氣排出，相當于電動汽車在行駛過程中，導熱管的兩端不斷的呼吸，實現導熱管內部熱氣與外界氣體的熱交換。

作為優選，所示發電機的外側設有金屬隔離罩，所示金屬隔離罩與發電機之間填充有耐高溫導熱膠，所示金屬隔離罩的外側設有絲網導熱罩。發電機內部電磁感應產生的熱量傳遞給絲網導熱罩，最后進入液體介質中并散發出去，保持發電機良好的散熱，防止發電機內部溫度過高而導致損壞。

因此，本發明具有如下有益效果：（1）整套發電系統穩定性好，能量利用率高、發電效率高；（2）發電機、氣缸散熱良好，性能穩定，使用壽命長；（3）主缸體中介質減小時能自動補充，保持內部介質壓力穩定。

附圖說明

圖1為本發明的一種結構示意圖。

圖2為圖1中A處局部放大示意圖。

圖3為本發明中補液缸的結構示意圖。

圖4為導熱管與導熱缸的內部結構示意圖。

圖5為圖1中B處局部放大示意圖。

圖中：主缸體1、氣缸2、活塞缸3、介質缸4、活塞5、活塞桿6、進液單向閥7、出液通道8、出液單向閥9、集液缸10、出液管11、導流罩12、渦輪13、發電機14、導電端子15、缸蓋16、第一隔板17、第二隔板18、散熱腔19、回流腔20、主腔21、密封套22、環形介質腔23、連接管24、錐形濾網25、導熱管26、環形導熱翅片27、導熱缸28、橫向配重滑塊29、縱向配重滑塊30、彈簧300、補液缸31、補液單向閥32、滑塞33、連接套34、壓簧35、壓力傳感器36、限位環37、注液孔38、注液單向閥39、螺栓40、調壓套100、調壓活塞101、蓄能彈簧102、限壓閥103、支撐腳104、支撐板105、散熱翅片106、金屬隔離罩140、絲網導熱罩141、支架241、轉軸242、齒輪243、條形刷244、齒條245。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步描述：

如圖1所示的一種車載渦輪式流體發電機組，包括主缸體1、缸蓋16，主缸體的下端兩側各設有一個氣缸2，主缸體內填充有流體介質，主缸體的底部兩端設有支撐腳104，支撐腳的下端之間設有支撐板105，支撐板與主缸體底面之間形成導流間隙，主缸體的底面設有若干散熱翅片106；本實施例中的流體介質為耐高溫導熱油，主缸體內部設有活塞缸3、介質缸4，介質缸的兩端側面分別通過連接管24與活塞缸的兩端側面連通，活塞缸內設有活塞5，活塞的兩端分別設有與氣缸同軸連接的活塞桿6，介質缸4的兩端分別設有進液單向閥7，介質缸的中間部位設有出液通道8，出液通道的兩側分別設有出液單向閥9，出液通道的外端連接有集液缸10，集液缸的側面設有出液管11；出液管的外端設有導流罩12，導流罩內設有渦輪13，主缸體的內壁設有與渦輪連接的發電機14，發電機上的導電端子15伸出主缸體外，發電機的外側設有金屬隔離罩140，金屬隔離罩與發電機之間填充有耐高溫導熱膠，金屬隔離罩的外側設有絲網導熱罩141。

如圖2所示，集液缸10的側壁設有調壓套100，調壓套的內端與集液缸內部連通，調壓套的外端與主缸體連通，調壓套內設有調壓活塞101，調壓活塞與調壓套的外端之間設有蓄能彈簧102；調壓活塞的中心設有中心通孔，中心通孔內設有限壓閥103；

主缸體1的內底部設有第一隔板17，導流罩12的下側設有第二隔板18，第一隔板與主缸體底面之間圍成散熱腔19，第二隔板、導流罩與主缸體之間圍成回流腔20，主缸體內其余的空腔為主腔21，活塞缸、介質缸均位于主腔內；氣缸2的外側設有密封套22，密封套與氣缸之間形成環形介質腔23，其中一個環形介質腔通過兩根介質管分別與回流腔、散熱腔一一對應連通，另一個環形介質腔通過兩根介質管分別與散熱腔、主腔一一對應連通。

如圖3所述，主缸體1的外側設有補液缸31，補液缸的頭部設有與主缸體內部連通的補液單向閥32，補液缸內設有滑塞33，補液缸的外端設有連接套34，滑塞外端與連接套的底面之間設有壓簧35，連接套的底部設有壓力傳感器36，壓簧壓在壓力傳感器上；補液缸的前端內壁設有限位環37，限位環的內壁設有注液孔38，注液孔內設有注液單向閥39，注液孔的外端設有螺栓40。

如圖4所示，主缸體的內底部設有若干平行的導熱管26，導熱管的兩端伸出主缸體底面外，導熱管的表面設有環形導熱翅片27；導熱管的側面設有若干導熱缸28，導熱缸與導熱管的內孔連通，導熱管內設有橫向配重滑塊29，導熱缸內設有縱向配重滑塊30，橫向配重滑塊的兩側設有彈簧300，縱向配重滑塊與導熱缸的底面之間設有彈簧。

如圖5所示,連接管24的進液端設有錐形濾網25，連接管內設有支架241，支架的中心設有轉軸242，轉軸的下端設有齒輪243，轉軸的上端設有與錐形濾網內壁接觸的條形刷244，活塞桿的側面設有與齒輪嚙合的齒條245。

結合附圖，本發明的原理如下：兩個氣缸2的相位相差180度，內燃機帶動兩個氣缸動作，氣缸帶動活塞5在活塞缸內往復運動，從而把主腔21內的耐高溫油交替的吸入介質缸內，同時介質缸內的介質連續的進入集液缸10內，集液缸內的介質從出液管噴在渦輪上帶動渦輪轉動，渦輪帶動發電機轉動發電；經過渦輪的介質進入回流腔20內，介質吸收發電機的熱量，回流腔內的介質進入圖1中主缸體右邊的氣缸的密封套內，吸收氣缸的熱量后介質進入散熱腔內，散熱腔內的介質流入左邊氣缸的密封套內，最后介質流入主腔內，主腔內的介質再進入介質缸內形成循環；整個發電系統安裝在車內，汽車在行駛過程中隨著車體顛簸、車體加速減速，橫向配重塊、縱向配重塊在慣性的作用下運動，從而使得導熱管的兩端氣流呼吸運動，實現熱交換；長期使用，主缸體中的介質會緩慢減少，當介質減少時，補液缸能自動補液。整個發電系統發電效率高，發電機、氣缸散熱良好，性能穩定，使用壽命長。