[发明专利]天然气和压缩空气混合动力装置

说明书

技术领域

 本发明涉及一种动力装置，尤其是涉及汽车用动力装置。

背景技术

目前，世界汽车保有量超过10亿辆，并以每年3.6%的速度递增。汽车污染排放给人类环境带来极大的压力，且不断消耗大量的不可再生的矿物资源，人类一直在探索一种污染少而经济实用的新型汽车。

    现有技术中出现了多种使用油电混合动力装置的汽车，例如电池内燃机混合动力汽车或燃料电池混合动力汽车等。这些混合动力装置是将发动机和辅助动力单元进行组合，共同驱动传动装置带动负载运动。油电混合动力装置包括电动系统和发动机，电动系统中的电池为电动机提供动力，辅助发动机驱动负载运转，可以有效降低发动机的功耗，减少污染排放。但是车用电池存在功率小、体积大的特点，循环寿命低，充电时间长，造价高，而且电池本身也存在着严重的二次污染，限制了油电混合动力装置的广泛使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种节能环保、安全可靠的天然气和压缩空气混合动力装置。

本发明的技术解决方案是：一种天然气和压缩空气混合动力装置，它包括天然气发动机、空气压缩机、储气罐、气动马达和传动系统，其中天然气发动机的动力输出端分别连接传动系统和空气压缩机，空气压缩机用于为储气罐提供压缩空气，储气罐的空气出口连通气动马达，气动马达的动力输出端连接传动系统。

天然气发动机可以为空气压缩机提供动力，将机械能转化为气压能，储存在储气罐内，在启动或加速时，利用储气罐内的压缩空气推动气动马达运转，将气压能转化为机械能，驱动传动系统，作为天然气发动机的辅助动力，提高加速和启动时的性能；当需要制动时，天然气发动机可以停机，传动系统在惯性作用下带动气动马达旋转，通过气动马达控制阀调节，压缩空气，向储气罐内补充气体，从而将制动能量有效的回收，整个装置耦合了天然气发动机和压缩空气动力系统，使用安全可靠，节能高效。

所述天然气发动机为液化天然气发动机或压缩天然气发动机，可以适用现有的各种天然气发动机，减少改造成本。

本发明的优点是：将天然气发动机和压缩空气动力系统的耦合，节能环保，成本低廉；能量利用率更高，具有很好的推广前景。

附图说明

附图1为本发明实施例的结构示意图；

1、天然气发动机，2、空气压缩机，3、储气罐，4、气动马达，5、传动系统，6、负载。

具体实施方式

实施例：

参阅图1，为一种天然气和压缩空气混合动力装置应用在车辆上的结构示意图，它包括天然气发动机1、空气压缩机2、储气罐3、气动马达4和传动系统5以及由传动系统5驱动的负载6，其中天然气发动机1的动力输出端分别连接传动系统5和空气压缩机2，空气压缩机2用于为储气罐3提供压缩空气，储气罐3的空气出口连通气动马达4，气动马达4的动力输出端连接传动系统5。

本实施例中，天然气发动机1可以是液化天然气发动机（LNG）或压缩天然气发动机（CNG）。空气压缩机2、储气罐3、气动马达4和传动系统5均为现有设备，其之间的连接为常规技术。

当汽车启动和加速时，天然气发动机1工作，其动力输出端连接传动系统5，将机械能传递给传动系统5带动负载6运转；储气罐3释放压缩空气，将气压能传递给气动马达4，气动马达4运转，将气压能转化为机械能，气动马达4动力输出端通过传动系统5驱动负载6运转。通过天然气发动机1和储气罐3同时向传动系统5传递能量，提高了启动和加速性能，在中小负荷工况时，天然气发动机1通过空气压缩机2向储气罐3储能，提高天然气发动机1的负荷率，减少怠速时间，提高了天然气发动机1的效率。

当汽车需要减速制动时，天然气发动机1停止向传动系统5传递能量，传动系统5和负载6的惯性带动气动马达4运转，气动马达通过调节控制阀向储气罐3输出压缩空气，补充消耗，从而将制动时的能量回收。此时天然气发动机1工作在怠速状态下，也可以同时驱动空气压缩机2运转，将机械能转化为气压能，储存在储气罐3内。

通过现有的传动、离合系统，便可以实现对天然气发动机1和空气压缩机2以及气动马达4的变速控制，保证天然气发动机1工作在最佳燃气经济区，降低天然气的消耗。

 上列详细说明是针对本发明之一可行实施例的具体说明，该实施例并非用以限制本发明的专利范围，凡未脱离本发明所为的等效实施或变更，均应包含于本案的专利范围中。