[发明专利]兰金循环

说明书

技术领域

本发明涉及将发动机的废热作为动力进行回收的兰金循环。

背景技术

兰金循环具备：使制冷剂循环的制冷剂泵；将发动机的废热向制冷剂回收的废热回收器；通过使制冷剂膨胀从而将回收至制冷剂的废热转换为动力的膨胀机；以及使由膨胀机膨胀后的制冷剂冷凝的冷凝器。由膨胀机取出的动力经由传动带等被传递到发动机的输出轴或发电机。

JP2005-313878A中公开了如下技术：在开始运转兰金循环的膨胀机之前，驱动制冷剂泵(以下，称为“预备驱动”。)，使兰金循环中的制冷剂(含润滑成分)的分布适当。

发明内容

但是，在JP2005-313878A中，利用发动机的动力进行这样的制冷剂泵的预备驱动，成为燃油效率恶化的原因。

本发明的目的在于，抑制为了解除制冷剂的不均匀而进行制冷剂泵的预备驱动引起的燃油效率恶化。

根据本发明的一形态，兰金循环具备：使制冷剂循环的制冷剂泵；将发动机的废热向制冷剂回收的热交换器；通过使制冷剂膨胀从而将回收至制冷剂的废热转换为动力的膨胀机；以及使由膨胀机膨胀后的制冷剂冷凝的冷凝器。另外，兰金循环具备在从发动机至制冷剂泵的动力传递路径的途中设置的离合器。而且，在兰金循环运转之前且是车辆减速过程中，将离合器接合来利用车辆的惯性力驱动制冷剂泵。

以下，参照附图对本发明的实施方式及本发明的优点进行详细说明。

附图说明

图1是整合循环的示意构成图。

图2A是将泵及膨胀机一体化后的膨胀机泵的示意剖面图。

图2B是制冷剂泵的示意剖面图。

图2C是膨胀机的示意剖面图。

图3是表示制冷剂系统阀的功能的示意图。

图4是混合汽车的示意构成图。

图5是发动机的示意立体图。

图6是从车辆下方观察到的排气管的配置的示意图。

图7A是表示兰金循环运转区域的映射图。

图7B是表示兰金循环运转区域的映射图。

图8是表示制冷剂泵预备驱动控制的内容的流程图。

图9是表示在行驶过程中兰金运转条件已成立的情况下的情形的时序图。

图10是表示在兰金运转条件不成立当中，为了制冷剂分布的适当化而驱动制冷剂泵的情况下的情形的时序图。

具体实施方式

图1表示作为本发明的前提的兰金循环31的系统整体的示意构成图。图1的兰金循环31构成为与制冷循环51共用制冷剂及冷凝器38，这以后将整合兰金循环31和制冷循环51而得到的循环描述为“整合循环30”。图4是搭载有整合循环30的混合汽车1的示意构成图。此外，整合循环30指除了兰金循环31和制冷循环51的制冷剂进行循环的回路(通道)及设置于其途中的泵、膨胀机、冷凝器等构成部件以外，还包含冷却水和排气的回路(通道)等的系统整体。

混合汽车1中，发动机2、电动发电机81、自动变速机82串联连结，自动变速机82的输出经由传动轴83、差动齿轮84传递到驱动轮85。在发动机2和电动发电机81之间设置有第一驱动轴离合器86。另外，自动变速机82的摩擦接合部件之一作为第二驱动轴离合器87而构成。第一驱动轴离合器86和第二驱动轴离合器87与发动机控制器71连接，根据混合汽车的运转条件控制其接合切断(连接状态)。混合汽车1中，如图7B所示，当车速位于发动机2的效率差的EV行驶区域时，使发动机2停止，切断第一驱动轴离合器86，接合第二驱动轴离合器87，只利用电动发电机81的驱动力使混合汽车1行驶。另一方面，当车速离开EV行驶区域并转移到兰金循环运转区域时，使发动机2运转，并使兰金循环31(后述)运转。发动机2具备排气通道3，排气通道3由排气歧管4、和与排气歧管4的集合部连接的排气管5构成。排气管5在中途分支有旁路排气管6，在排气管5的被旁路排气管6旁路的区间具有用于在排气和冷却水之间进行热交换的废热回收器22。如图6所示，废热回收器22和旁路排气管6作为将它们一体化而得到的废热回收单元23，配置于地板下催化剂88和其下游的副消音器89之间。