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CN102431432A - 天然气和压缩空气混合动力装置 - Google Patents

天然气和压缩空气混合动力装置 Download PDF

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CN102431432A
CN102431432A CN2011103643377A CN201110364337A CN102431432A CN 102431432 A CN102431432 A CN 102431432A CN 2011103643377 A CN2011103643377 A CN 2011103643377A CN 201110364337 A CN201110364337 A CN 201110364337A CN 102431432 A CN102431432 A CN 102431432A
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CN
China
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natural gas
air
storage tank
gas engine
engine
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Pending
Application number
CN2011103643377A
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English (en)
Inventor
丁桦
张克武
曲延涛
陈守良
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Institute of Industry Technology Guangzhou of CAS
Original Assignee
Institute of Industry Technology Guangzhou of CAS
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Publication date
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    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
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    • Y02T10/62—Hybrid vehicles

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Abstract

本发明公开了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。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。

Description

天然气和压缩空气混合动力装置
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。

Claims (2)

1.一种天然气和压缩空气混合动力装置，其特征在于：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。
2.根据权利要求1所述的天然气和压缩空气混合动力装置，其特征在于：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。
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