楊凡　高思奇

【摘 要】在我們的日常生活中，汽車的使用已經(jīng)相當(dāng)普及，由于汽車尾氣的排放而帶給環(huán)境的一系列的影響卻沒有能夠很好的解決。因此，對于汽車尾氣能量的利用則成為了當(dāng)今汽車技術(shù)發(fā)展的一個焦點問題，節(jié)能減排更是成為汽車發(fā)展的一個方向。

【關(guān)鍵詞】汽車尾氣能量回收；單向閥；儲氣筒；氣壓表；安全壓力

一、引言

汽車的存在決定了地球上的石油將會一天天被消耗。如何節(jié)省這些不可再生資源是大自然向人類出的一個難題。我們的研究小組開發(fā)出一個能夠節(jié)省能源的裝置。該裝置能夠最大限度的回收貯存在汽車尾氣中的氣壓能，并將該氣壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能直接被人類利用，以達(dá)到節(jié)能環(huán)保的目的。目前汽車的燃料主要為化石類燃料，如石油、天然氣等。但據(jù)目前探明的石油和天然氣資源測算，世界上可供開采的石油和天然氣僅有數(shù)十年，石油和天然氣將面臨枯竭。因此，如何降低汽車的能源消耗就顯得尤為重要。

從環(huán)境保護(hù)來看，內(nèi)燃機(jī)燃燒后的主要有害成分包括碳?xì)浠衔铮℉C）、一氧化碳（CO）、氮氧化合物（NOx）及黒煙（C）。這些有害氣體可以再燃燒，因此，將動機(jī)燃燒后的一部分廢氣引入氣缸進(jìn)行再燃燒，可以降低有害氣體對環(huán)境的污染，降低內(nèi)燃機(jī)燃料消耗量；同時將汽車廢氣的壓力能轉(zhuǎn)換為空氣壓力能，用于汽車的輔助能源，可以降低內(nèi)燃機(jī)的燃料消耗。

二、汽車尾氣能量回收裝置的設(shè)計與制作

我們把裝置分為如下幾個環(huán)節(jié)：收集環(huán)節(jié)、檢測環(huán)節(jié)、能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)、尾氣排放環(huán)節(jié)。首先，從汽車發(fā)動機(jī)出氣口處排放出的尾氣，經(jīng)過第一級儲氣裝置，在該裝置中可以設(shè)置三個單向閥，分別通向尾氣氣壓檢測環(huán)節(jié)、尾氣利用環(huán)節(jié)、尾氣排放環(huán)節(jié)。首先由氣壓檢測環(huán)節(jié)檢測出出氣裝置內(nèi)的氣壓，我們可以設(shè)置一個單向閥的開啟氣壓達(dá)到我們的理想值，當(dāng)儲氣筒內(nèi)的氣壓達(dá)到要求時，該單向閥打開，氣壓檢測裝置開始檢測氣壓，當(dāng)氣壓達(dá)到臨界值時則出氣單向閥打開，尾氣一部分繼續(xù)流向發(fā)動機(jī)進(jìn)氣口被再燃燒，一部分則在處理后被排放，當(dāng)氣壓恢復(fù)安全值時則該單向閥關(guān)閉，同時在汽車使用的過程中，如果需要緩車制動，則第三個單向閥打開，尾氣流向氣馬達(dá)，氣壓能轉(zhuǎn)化為動能被利用。流過氣馬達(dá)的尾氣經(jīng)處理后被排放。該裝置主要特點是利用汽車尾氣排放的能量，用于汽車的制動、動力轉(zhuǎn)向，同時將一部分廢氣用于汽車的再循環(huán)燃燒，實現(xiàn)汽車節(jié)能?，F(xiàn)在來介紹一下該發(fā)明的可行性分析。首先，我們在實驗過程中進(jìn)行了儲氣筒內(nèi)氣壓大小的測試，該實驗只設(shè)計了兩個單向閥通道，一個用于檢測，一個用于尾氣正常排放。在密封情況較為良好的情況下，我們測出儲氣筒內(nèi)部的氣壓為0.3MPa。即該氣壓水平相當(dāng)于三個大氣壓。證明了該裝置的可行。加入我們把儲氣筒連接到氣馬達(dá)，則氣馬達(dá)產(chǎn)生的動能就可用于汽車下坡的制動。該裝置結(jié)構(gòu)簡單，易于加工，具有較強(qiáng)的實用性。對于裝置的實際制作的難點與要點，我們研究小組覺得最主要的是單向閥內(nèi)部彈簧參數(shù)的選擇，因為彈簧的選擇直接決定了回收氣壓的大小以及整個裝置對發(fā)動機(jī)動力性能的影響。發(fā)動機(jī)出氣口的三個支路都是由單向閥控制的。我們在實驗過程中發(fā)現(xiàn)，彈簧要求承受高溫高壓，因此對于彈簧材料的選擇也是必須考慮的一個因素。在整個制作過程中還需注意裝置的密封性，若是系統(tǒng)存在漏氣的情況，則會導(dǎo)致整個實驗的失敗。

上圖是尾氣壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置即能量的轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)。

三、結(jié)語

裝置的簡單性能夠使得其制作安裝十分方便，該裝置量產(chǎn)后一定可以在市場上取得很好的收益。綜上所述，我們的裝置能夠彌補(bǔ)現(xiàn)在汽車技術(shù)上對于緩速制動處理的空白。在未來的汽車市場上必定會占有自己的一席之地。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]趙金祥.液壓節(jié)能汽車制動能量回收及動態(tài)調(diào)節(jié)控制策略的研究[D].沈陽：吉林大學(xué).2009