[0023] 下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0024] 如图2所示,一种利用发动机尾气余热的蓄能器,包括蓄能器本体1;蓄能器本体1包括缸筒101、活塞组件2和散热组件;
[0025] 所述缸筒101的内部有轴向延伸的阶梯腔6,并在阶梯腔6的两端分别固定连接有上端盖110和下端盖120;所述阶梯腔6由位于上部的小径段11和位于下部的大径段10组成,且阶梯腔6的内壁光滑。
[0026] 所述活塞组件2为圆盘状组件,其尺寸与大径段10的尺寸相适配,并滑动密封的装配于大径段10中,活塞组件2可以沿阶梯腔6的轴向进行滑动;活塞组件2通过下端盖120和小径段11的下端进行行程的限位;活塞组件2将阶梯腔6分隔为位于上部的储气腔107和位于下部的储油腔106;
[0027] 所述散热组件由第二管道4、第三管道5和第一管道3组成,并设置在阶梯腔6的内部;第二管道4、第三管道5和第一管道3均采用散热性能好且具有一定强度的材料制成;第二管道4、第三管道5和第一管道3的长度均小于小径段11的高度,且内径依次减小,并由外到内依次同轴心的设置,第二管道4和第一管道3的上端均与上端盖110的下端面固定连接,其下端均止于靠近大径段10上端的位置;所述第三管道5的下端通过固定板502与活塞组件2上端面的中心固定连接,其上端外侧固定套装有密封环501,所述密封环501的外圆面与第二管道4的内腔滑动密封配合,第三管道5的内侧壁与第一管道3的外侧壁之间留有环形的出气通道;在活塞组件2运动到大径段10的底部时,密封环501位于第二管道4下端的上方;
在活塞组件2运动到大径段10的顶部时,密封环501与上端盖110的下端面之间留有间隙;固定板502可以通过螺钉与活塞组件2固定连接;
[0028] 此散热组件在图2中只画出了一组且置于所述蓄能器的轴线处,可以避免所述活塞组件2运动过程中的旋转造成故障。当然,此散热组件可以设置有多组。
[0029] 所述下端盖120上开设有与储油腔106连通的油口103;所述上端盖110在对应第一管道3内腔的部分开设有贯穿厚度方向的进气口104,在对应第二管道4和第一管道3之间环形空腔的部分开设有贯穿厚度方向的排气口105,在对应第二管道4外围的部分开设有贯穿厚度方向的充气口102。
[0030] 为了提高密封效果,所述密封环501的外圆面上开设有环形凹槽,并于环形凹槽中装配于密封圈504。
[0031] 为了避免热交换对储油腔内油液温度的影响,所述固定板502与活塞组件2之间设置有由隔热材料制成的隔热垫。
[0032] 为了降低热量的散失,所述缸筒101的外表面套装有由隔热材料制成的隔热套。
[0033] 为了便于充气,所述上端盖110上于充气口102处固定连接有充气阀组件。
[0034] 如图3和图4所示,本发明提供了一种利用发动机尾气余热的节能系统,包括蓄能器本体1、排气管道9、单向阀7和换向阀8,所述排气管道9为与发动机连接的排气管道,发动机典型的可以为柴油机,其是工程机械设备广泛使用的动力源,发动机的尾气具有较高的温度;所述单向阀7串接在排气管道9上,并将排气管道9隔离为上游段和下游段,单向阀7的进气口和出气口分别靠近上游段和下游段的设置;所述换向阀8的P口通过管路与排气管道9的上游段连接,换向阀8的A口通过管路与蓄能器本体1的进气口104连接,所述蓄能器本体
1的排气口105通过管路与排气管道9的下游段连接。
[0035] 作为一种优选,所述换向阀8为两位两通电磁换向阀,其得电时工作在上位,失电时工作在下位;当工作在上位时,其P口和A口连通,当工作在下位时,其P口和A口断开。
[0036] 图3给出了所述蓄能器的图形符号。与常规的蓄能器类似,P口表示油口,用于油液的进出。在储气腔107内,增加了与外部连接的散热管路,A口和B口分别是前述的进气口104和排气口105。从原理上讲,这两个口在工作中可以互换。
[0037] 作为一种改进,可以在所述储气腔107内增设用于检测温度信号的温度检测装置,温度检测装置与外部的控制器连接,同时,在进气口104上连接有进气管路,进气管路上设置有电磁开关阀。温度检测装置实时将检测到的温度信号发送给控制器,控制器根据接收到的温度信号来获得温度值,当储气腔107的温度达到一定值后,控制器控制电磁开关阀关闭,从而停止加热储气腔107的高压气体,可以进一步便于蓄能器本体的实际使用过程。
[0038] 蓄能器的工作原理:
[0039] 当蓄能器内的热量散失时,向蓄能器的进气口104通入发动机的尾气。尾气经第一管道3的内孔,流入第三管道5内,然后流入第二管道4内,最后经排气口105流出。因为发动机尾气的温度高于所述蓄能器的储气腔107内气体的温度,尾气循环过程中将有部分热量传递给储气腔107内的气体,使其温度升高。合理控制通入尾气的流量,就可以控制储气腔107内气体的温度。
[0040] 在实际使用过程中,如果没有高温废气供利用,所述的第一管道3、第二管道4和第三管道5组成的散热组件中也可以通入热水或其他流体。这样也可以产生类似的效果。
[0041] 节能系统的工作原理:
[0042] 使用时,按照图4的原理,将本技术方案的蓄能器的进气口104和排气口105接入发动机的排气系统,油口103与液压系统的工作油路连接。
[0043] 当蓄能器储能过程结束时,可以获得储气腔107内气体的温度。打开换向阀8,发动机的尾气从其排气管道9经换向阀8的P口至A口,蓄能器的A口至B口流出,再次汇入发动机的排气管道9内。合理控制通入蓄能器内的尾气流量,即可控制蓄能器的储气腔107内的气体维持理想的温度。当蓄能器放出油液时,结合图1,放油曲线3‑4就会和储油曲线1‑2更为接近,甚至可以重合,也就是1‑2‑3‑4围成的区域面积更小甚至为零。而1‑2‑3‑4围成的区域面积,代表了能量的损失。此区域面积更小,说明本技术方案中的蓄能器可以释放出常规蓄能器更多的能量,提高了蓄能器的工作效率。而这部分能量的来源是发动机的尾气,本来是要浪费掉的。本节能系统对发动机尾气余热实现了一定的回收利用,降低了发动机尾气排放对环境的影响。