[实用新型]一种利用汽车废气涡轮发电装置

说明书

技术领域

 本实用新型属于汽车压电材料领域，涉及一种利用汽车废气涡轮发电装置。

背景技术

 随着我国汽车保有量的不断增加，伴随汽车而来的问题日趋严重。能源的快速消耗，城市噪音分贝不断提高严重影响人们的日常生活。据研究表明，汽车发动机燃油能量分配为：20％转换为机械能，作为动力；35％为尾气损失；35％为冷却液和机油损失；10％为摩擦损失,提高发动机的效率一直为各国研究的热点。而利用汽车尾气发电是一种节能降噪、提高发动机热效率的有效方式。

发明内容

本实用新型的目的在于，提供一种能够把汽车废气涡轮的机械能转化为可利用的电能储存起来的发电装置。

为达上述目的，本实用新型一种利用汽车废气涡轮发电装置，所述装置包括涡轮传动装置和压电转换装置，所述涡轮传动装置包括涡轮传动装置外壳，其内部包括涡轮叶片，所述压电转换装置包括压电转换装置外壳，其内部包括凸轮，所述涡轮叶片通过进油通道连接所述凸轮，所述凸轮通过弹簧片连接有位于所述压电转换装置外壳内部的压电振子，所述压电振子连接有压电转换通路。

其中所述弹簧片为折叠弹簧片。

其中所述涡轮传动装置外壳内部包括位于所述涡轮叶片后端的飞轮。

其中所述位于所述涡轮传动装置外壳内部的所述进油通道外套设有油环，所述油环位于所述飞轮后端。

其中所述飞轮直径小于所述涡轮叶片直径。

其中所述压电振子由压电陶瓷材料制成。

本实用新型利用汽车废气涡轮发电装置与现有技术不同之处在于本实用新型取得了如下技术效果：

本实用新型利用汽车废气涡轮发电装置可通过在原有汽车上进行改装，成本低；安装涡轮增压器的车辆将废气的一部分机械能通过压电材料转换成电能，并储存起来，增加了汽车的经济性，节能环保；同时本实用新型装置间接提高了燃料利用率，减少了车用成本。

下面结合附图对本实用新型作进一步说明。

附图说明

图1是汽车废气涡轮发电装置的结构图。

附图标记说明： 1-涡轮叶片、2-进油通道、3-涡轮传动装置外壳、4-油环、5-飞轮、6-压电转换通路、7-压电振子、8-凸轮、9-弹簧片、10-压电转换装置外壳、11-废气进气腔、12-废气排气腔。

具体实施方式

以下结合附图和实施例，对本实用新型上述的和另外的技术特征和优点作更详细的说明。

本实用新型一种利用汽车废气涡轮的发电装置，所述装置包括涡轮传动装置和压电转换装置，所述涡轮传动装置包括涡轮传动装置外壳3，其内部包括涡轮叶片1，所述压电转换装置包括压电转换装置外壳10，其内部包括凸轮8，涡轮叶片1通过进油通道2连接凸轮8，凸轮8通过折叠弹簧片9连接有位于压电转换装置外壳10内部的压电振子7，压电振子7连接有压电转换通路6，涡轮传动装置外壳3内部包括位于涡轮叶片1后端的飞轮5，飞轮5后端的进油通道2外套设有油环4。

所述涡轮传动装置为有效利用尾气机械能，须尽可能使涡轮叶片1与发电管路的间隙减小。飞轮5在运转后可以存储机械能，并且能使涡轮平稳运转，其直径略小于涡轮叶片1直径。凸轮8与涡轮叶片1连接端要设计进油通道2，加入硅油。由于尾气有较高的温度并传递给了涡轮叶片1，为使凸轮8工作温度不能过高，硅油还能起隔热作用。

所述的压电转换装置采用的是最新型的压电材料发电，实验数据表明在同等条件下压电材料所产生电能的效率是电磁反应的18倍。本实用新型选取压电振子7，压电振子7是用具有压电效应的压电陶瓷制成。压电振子7具有将机械能转换为电能和将电能转换为机械能的能力。一般选取PZT系陶瓷作为压电材料，由于陶瓷材料很脆，我们需要将压电陶瓷与金属弹性材料粘合在一起构成压电振子。本实用新型中压电振子7与凸轮8之间传递的是交变载荷，在材料的设计上所以选择与电场振动方向垂直的伸缩振动模式，即LE模式。凸轮8与压电振子7之间加入折叠弹簧片9，使其传递交变力，而弹簧可以避免振子与凸轮的直接接触，有效的避免了材料的磨损。

本实用新型的工作过程如下所述：

当发动机转速在预定发电范围内时，发电管路开通，汽车尾气将流向可发电排气歧管，尾气推动涡轮叶片1旋转，涡轮叶片1通过由进油通道2进入的硅油传递转矩带动凸轮8旋转。凸轮8与折叠弹簧片9直接接触使其发生弹性变形，在压电振子7表面形成挤压力使其产生交变电压，最终将机械能转化为电能。

以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。