浅谈汽车尾气能量回收

杨凡　高思奇

【摘 要】在我们的日常生活中，汽车的使用已经相当普及，由于汽车尾气的排放而带给环境的一系列的影响却没有能够很好的解决。因此，对于汽车尾气能量的利用则成为了当今汽车技术发展的一个焦点问题，节能减排更是成为汽车发展的一个方向。

【关键词】汽车尾气能量回收；单向阀；储气筒；气压表；安全压力

一、引言

汽车的存在决定了地球上的石油将会一天天被消耗。如何节省这些不可再生资源是大自然向人类出的一个难题。我们的研究小组开发出一个能够节省能源的装置。该装置能够最大限度的回收贮存在汽车尾气中的气压能，并将该气压能转化为机械能直接被人类利用，以达到节能环保的目的。目前汽车的燃料主要为化石类燃料，如石油、天然气等。但据目前探明的石油和天然气资源测算，世界上可供开采的石油和天然气仅有数十年，石油和天然气将面临枯竭。因此，如何降低汽车的能源消耗就显得尤为重要。

从环境保护来看，内燃机燃烧后的主要有害成分包括碳氢化合物（HC）、一氧化碳（CO）、氮氧化合物（NOx）及黒烟（C）。这些有害气体可以再燃烧，因此，将动机燃烧后的一部分废气引入气缸进行再燃烧，可以降低有害气体对环境的污染，降低内燃机燃料消耗量；同时将汽车废气的压力能转换为空气压力能，用于汽车的辅助能源，可以降低内燃机的燃料消耗。

二、汽车尾气能量回收装置的设计与制作

我们把装置分为如下几个环节：收集环节、检测环节、能量转换环节、尾气排放环节。首先，从汽车发动机出气口处排放出的尾气，经过第一级储气装置，在该装置中可以设置三个单向阀，分别通向尾气气压检测环节、尾气利用环节、尾气排放环节。首先由气压检测环节检测出出气装置内的气压，我们可以设置一个单向阀的开启气压达到我们的理想值，当储气筒内的气压达到要求时，该单向阀打开，气压检测装置开始检测气压，当气压达到临界值时则出气单向阀打开，尾气一部分继续流向发动机进气口被再燃烧，一部分则在处理后被排放，当气压恢复安全值时则该单向阀关闭，同时在汽车使用的过程中，如果需要缓车制动，则第三个单向阀打开，尾气流向气马达，气压能转化为动能被利用。流过气马达的尾气经处理后被排放。该装置主要特点是利用汽车尾气排放的能量，用于汽车的制动、动力转向，同时将一部分废气用于汽车的再循环燃烧，实现汽车节能。现在来介绍一下该发明的可行性分析。首先，我们在实验过程中进行了储气筒内气压大小的测试，该实验只设计了两个单向阀通道，一个用于检测，一个用于尾气正常排放。在密封情况较为良好的情况下，我们测出储气筒内部的气压为0.3MPa。即该气压水平相当于三个大气压。证明了该装置的可行。加入我们把储气筒连接到气马达，则气马达产生的动能就可用于汽车下坡的制动。该装置结构简单，易于加工，具有较强的实用性。对于装置的实际制作的难点与要点，我们研究小组觉得最主要的是单向阀内部弹簧参数的选择，因为弹簧的选择直接决定了回收气压的大小以及整个装置对发动机动力性能的影响。发动机出气口的三个支路都是由单向阀控制的。我们在实验过程中发现，弹簧要求承受高温高压，因此对于弹簧材料的选择也是必须考虑的一个因素。在整个制作过程中还需注意装置的密封性，若是系统存在漏气的情况，则会导致整个实验的失败。

上图是尾气压能转化为机械能的装置即能量的转换环节。

三、结语

装置的简单性能够使得其制作安装十分方便，该装置量产后一定可以在市场上取得很好的收益。综上所述，我们的装置能够弥补现在汽车技术上对于缓速制动处理的空白。在未来的汽车市场上必定会占有自己的一席之地。

参 考 文 献

[1]赵金祥.液压节能汽车制动能量回收及动态调节控制策略的研究[D].沈阳：吉林大学.2009