淺談汽車尾氣能量回收

楊凡　高思奇

【摘 要】在我們的日常生活中，汽車的使用已經相當普及，由于汽車尾氣的排放而帶給環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今汽車技術發展的一個焦點問題，節能減排更是成為汽車發展的一個方向。

【關鍵詞】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出一個能夠節省能源的裝置。該裝置能夠最大限度的回收貯存在汽車尾氣中的氣壓能，并將該氣壓能轉化為機械能直接被人類利用，以達到節能環保的目的。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。

從環境保護來看，內燃機燃燒后的主要有害成分包括碳氫化合物（HC）、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，將動機燃燒后的一部分廢氣引入氣缸進行再燃燒，可以降低有害氣體對環境的污染，降低內燃機燃料消耗量；同時將汽車廢氣的壓力能轉換為空氣壓力能，用于汽車的輔助能源，可以降低內燃機的燃料消耗。

二、汽車尾氣能量回收裝置的設計與制作

我們把裝置分為如下幾個環節：收集環節、檢測環節、能量轉換環節、尾氣排放環節。首先，從汽車發動機出氣口處排放出的尾氣，經過第一級儲氣裝置，在該裝置中可以設置三個單向閥，分別通向尾氣氣壓檢測環節、尾氣利用環節、尾氣排放環節。首先由氣壓檢測環節檢測出出氣裝置內的氣壓，我們可以設置一個單向閥的開啟氣壓達到我們的理想值，當儲氣筒內的氣壓達到要求時，該單向閥打開，氣壓檢測裝置開始檢測氣壓，當氣壓達到臨界值時則出氣單向閥打開，尾氣一部分繼續流向發動機進氣口被再燃燒，一部分則在處理后被排放，當氣壓恢復安全值時則該單向閥關閉，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，氣壓能轉化為動能被利用。流過氣馬達的尾氣經處理后被排放。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、動力轉向，同時將一部分廢氣用于汽車的再循環燃燒，實現汽車節能。現在來介紹一下該發明的可行性分析。首先，我們在實驗過程中進行了儲氣筒內氣壓大小的測試，該實驗只設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，我們測出儲氣筒內部的氣壓為0.3MPa。即該氣壓水平相當于三個大氣壓。證明了該裝置的可行。加入我們把儲氣筒連接到氣馬達，則氣馬達產生的動能就可用于汽車下坡的制動。該裝置結構簡單，易于加工，具有較強的實用性。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部彈簧參數的選擇，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動機動力性能的影響。發動機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現，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，若是系統存在漏氣的情況，則會導致整個實驗的失敗。

上圖是尾氣壓能轉化為機械能的裝置即能量的轉換環節。

三、結語

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現在汽車技術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

[1]趙金祥.液壓節能汽車制動能量回收及動態調節控制策略的研究[D].沈陽：吉林大學.2009