本發(fā)明涉及一種空調壓縮機驅動裝置，特別是利用發(fā)動機余熱的空調壓縮機驅動裝置，屬于汽車節(jié)能技術領域。

背景技術：

燃料在內燃機內燃燒所產生的熱量，一部分轉化為發(fā)動機運轉的有效功，一部分隨著排氣散失到大氣中，其余的通過冷卻介質帶走，綜合各方面因素汽油機的熱效率在30％左右，柴油機的最高熱效率也僅有45％。

公開號為CN103829801A的中國專利文獻“車用柴油發(fā)動機余熱蒸餾飲水裝置”，提供了一種發(fā)動機余熱利用的途徑，其包括汽化器、冷凝水箱和飲水器；所述汽化器包括連接直管和螺旋管，所述連接直管內壁設有與螺旋管匹配的螺旋槽，螺旋管旋合于螺旋槽中，所述連接直管的外壁設有兩個中空圓柱形凸臺，所述圓柱形凸臺的通孔與螺旋槽連通，所述螺旋管的兩端密封連接有連接焊管，連接焊管與圓柱形凸臺形成進水口和出汽口；所述冷凝水箱上設有出水接口，冷凝水箱內設有冷凝管，所述汽化器的進水口與冷凝水箱的出水接口連接，所述汽化器的出汽口與冷凝管的進汽端連接，所述冷凝管的出水端與飲水器連接。該飲水裝置有效利用發(fā)動機余熱使水汽化后冷凝得到干凈衛(wèi)生的蒸餾水供飲用，節(jié)約能源，減少汽車排放熱量。

而眾所周知的，通過人為的方式創(chuàng)造一個對人體適宜的環(huán)境，調節(jié)車廂內溫度是汽車空調的基本功能。汽車空調在冬季利用其采暖裝置提高車內溫度，轎車和中小型汽車以發(fā)動機冷卻液作為暖風的熱源。夏季，汽車空調利用其制冷裝置降低車內空氣溫度。一旦接通A/C開關，電磁離合器吸合，通過發(fā)動機曲軸皮帶輪輸出動力帶動空調壓縮機進行制冷。在空調壓縮機工作過程中，要消耗發(fā)動機的部分動力，尤其是在怠速時，為使發(fā)動機工作穩(wěn)定，則采取提高發(fā)動機怠速的方法。一方面使汽車的油耗增加，經濟性下降；另一方面也使發(fā)動機排放更加惡化。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供一種利用發(fā)動機余熱的空調壓縮機驅動裝置，在發(fā)動機原有的排氣背壓不受影響，不額外增加排氣損失前提下，利用發(fā)動機余熱驅動車輛空調壓縮機，改善車輛節(jié)能效果。

本發(fā)明的技術方案是這樣的：一種利用發(fā)動機余熱的空調壓縮機驅動裝置，包括汽化器、儲氣罐、氣動馬達、冷凝器、儲液罐和工質，所述工質設置于所述汽化器、儲氣罐、氣動馬達、冷凝器和儲液罐依次循環(huán)連接構成的循環(huán)管路中，所述工質在汽化器內吸收發(fā)動機排氣熱量蒸發(fā)汽化，所述汽化的工質在氣動馬達內膨脹做功由所述氣動馬達輸出扭矩，所述膨脹做功的工質在冷凝器內放熱冷凝；包括鏈接于發(fā)動機和空調壓縮機之間的第一電磁離合器和鏈接于氣動馬達和空調壓縮機之間的第二電磁離合器，所述第二電磁離合器吸合時，第一電磁離合器分離，所述第二電磁離合器分離時，第一電磁離合器吸合。

進一步的，包括控制器，所述儲氣罐設有壓力計，所述壓力計將儲氣罐的氣壓數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器，所述控制器在獲得的氣壓數(shù)據(jù)大于工作預定閾值時控制第二電磁離合器吸合，在獲得的氣壓數(shù)據(jù)小于待機預定閾值時控制第二電磁離合器分離。

進一步的，所述儲氣罐出口設有閥門，所述控制器在獲得氣壓數(shù)據(jù)大于工作預定閾值時使控制所述閥門打開，在獲得氣壓數(shù)據(jù)小于待機預定閾值時使控制所述閥門關閉。

進一步的，所述儲液罐與汽化器之間設有電磁閥，所述電磁閥與車輛空調開關聯(lián)動。

進一步的，所述汽化器與儲氣罐通過高壓管連接，所述高壓管設有由汽化器向儲氣罐單向導通的單向閥。

進一步的，所述汽化器包括連接直管和螺旋管，所述連接直管內壁設有與螺旋管匹配的螺旋槽，螺旋管旋合于螺旋槽中，所述連接直管的外壁設有兩個中空圓柱形凸臺，所述圓柱形凸臺的通孔與螺旋槽連通，所述螺旋管的兩端密封連接有連接焊管，所述連接焊管穿過圓柱形凸臺通孔，與圓柱形凸臺密封連接形成工質進液口和工質出汽口。

進一步的，所述圓柱形凸臺由連接直管的外壁向螺旋管的切線方向延伸形成；所述中空圓柱形凸臺的軸線沿著連接直管內壁的螺旋槽的中徑切線方向延伸。

本發(fā)明所提供的技術方案的優(yōu)點在于，利用發(fā)動機尾氣的余熱能量通過汽化器實現(xiàn)工質的汽化，由高壓的汽化工質在氣動馬達膨脹做功，輸出扭矩，進而通過第二電磁離合器的吸合驅動空調壓縮機工作。利用了電磁互鎖的第一電磁離合器和第二電磁離合器，使空調壓縮機的工作得以在發(fā)動機驅動和氣動馬達驅動間切換。當空調制冷系統(tǒng)在空調開關接通時，通過發(fā)動機曲軸皮帶輪驅動壓縮機進入正常的制冷工作狀態(tài)，而工質經排氣溫度持續(xù)加熱后，切換為氣動馬達驅動，有效利用發(fā)動機尾氣余熱，減少了發(fā)動機功率的損耗，對車輛行駛影響減小，節(jié)約能源。

附圖說明

圖1為本發(fā)明裝置結構示意圖。

圖2為汽化器結構示意圖。

圖3為第一電磁離合器結構示意圖。

圖4為第一電磁離合器和第二電磁離合器互鎖控制示意圖。

具體實施方式

下面結合實施例對本發(fā)明作進一步說明，但不作為對本發(fā)明的限定。

請結合圖1和圖2所示，利用發(fā)動機余熱的空調壓縮機驅動裝置，包括汽化器1、儲氣罐2、氣動馬達3、冷凝器4、儲液罐5和工質。汽化器1是工質由液態(tài)經吸收發(fā)動機余熱熱量實現(xiàn)汽化的關鍵部件，其包括連接直管13和螺旋管14。連接直管13兩端均采用螺栓通過法蘭與原汽車排氣管道17固接。為保證良好的汽化效果，采用材料為奧氏體的不銹鋼管繞制成螺旋管14，該螺旋管14的內徑或稱小徑與原排氣管17內徑相同，如此不影響原發(fā)動機的排氣背壓，保證排氣的順暢。為了保證螺旋管14的徑向定位，保持與連接直管13的良好貼合，在連接直管13內壁加工有與螺旋管14匹配的類似于內螺紋的螺旋槽，且全部貫通，螺旋管14旋合于螺旋槽中。

在連接直管13兩端近法蘭處的外壁上，鑄有兩個中空圓柱形凸臺15；中空圓柱形凸臺15的軸線沿著連接直管13內壁的螺旋槽中徑切線方向延伸。圓柱形凸臺15內加工有垂直于凸臺端面的內螺紋，螺紋孔公稱直徑較大以方便施焊。裝配時，將一定長度的螺旋管14旋入連接直管13的螺旋槽內，直至螺旋管14一端與中空圓柱形凸臺15對應，此時螺旋管14的另一端與另一個中空圓柱形凸臺15對應。連接焊管16的直徑略小于螺旋管14的管材內徑，下端有一段曲率半徑與螺旋管14中徑相同的弧形段，以保證連接焊管16下端能局部深入螺旋管14，確保焊固。連接焊管16通過中空圓柱形凸臺15插入螺旋管14內，沿周向采用氬弧焊進行焊接。在連接焊管16的直管部分的對應位置放置圓形墊片，并沿周向采用氬弧焊進行焊固。在已焊的圓形墊片上端面放上銅墊圈19，通過壓緊螺母18實現(xiàn)端面密封，如此保證了本部件的密封性，防止了氣、液的滲漏。由此兩個中空圓柱形凸臺15處分別形成汽化器1的工質進液口11和工質出汽口12。

汽化器1與其他組件的連接是這樣的，汽化器1的工質出汽口12通過高壓管6與儲氣罐2的入口連接，高壓管6設有由汽化器1向儲氣罐2單向導通的單向閥7。儲氣罐2的出口通過管路與氣動馬達3的進氣口連接，該管路上設置由儲氣罐2向氣動馬達3單向導通的單向閥8，并在儲氣罐2的出口設置受控的閥門9。儲氣罐2用于儲存高壓的汽化工質，因此當受控的閥門9打開后，汽化工質即通過單向閥8從氣動馬達進氣口3a進入氣動馬達3做功。氣動馬達3的出氣口3b通過管路與冷凝器4的入口連通，冷凝器4與發(fā)動機散熱器并列布置，以共用發(fā)動機的冷卻風扇對冷凝器4進行冷卻；膨脹做功后的乏汽在冷凝器4內冷凝為液態(tài)。冷凝器4的出口通過管路與儲液罐5的入口連接，儲液罐5的出口再通過進液管路與汽化器1的工質進液口11連接，該進液管路上設置由儲液罐5向汽化器1單向導通的單向閥10。在儲液罐5與單向閥10之間，設有與空調A/C開關聯(lián)動的電磁控制的滑閥40，可以是二位二通電磁換向閥。當空調A/C開關接通時，電磁滑閥40通電，閥芯移動，管路接通，儲液罐5中的液態(tài)工質經滑閥40流經單向閥10，進入汽化器1，進而進行工作循環(huán)。反之，空調A/C開關處于未接通狀態(tài)，工質通道關斷，則不進行工作循環(huán)。

通過上述連接，當空調A/C開關接通時，汽化器1、儲氣罐2、氣動馬達3、冷凝器4和儲液罐5依次循環(huán)連接構成了循環(huán)管路。工質在汽化器1內吸收發(fā)動機排氣熱量蒸發(fā)汽化，汽化的工質在氣動馬達3內膨脹做功由氣動馬達3輸出扭矩，膨脹做功的工質在冷凝器4內放熱冷凝進入儲液罐5，儲液罐5中液態(tài)工質再進入汽化器1，由此構成了循環(huán)，實現(xiàn)余熱的有效利用。

再結合圖3和圖4所示，上述循環(huán)通過氣動馬達3輸出的扭矩由第二電磁離合器30實現(xiàn)對空調壓縮機70的傳遞。第一電磁離合器20和第二電磁離合器30的相互切換使空調壓縮機70在氣動馬達3驅動與發(fā)動機曲軸皮帶輪驅動間相互切換以保證空調壓縮機70的正常運行。具體的，第一電磁離合器20和第二電磁離合器30結構可以是相同的，都屬于固定線圈式，電磁線圈緊定在對應的端蓋上并嵌在帶輪的凹槽內，雙列角接觸軸承外圈上配置有帶輪。結構上主要包括與主軸錐形軸端連接的銜鐵及彈簧片等構成的輪轂和動力輸出或輸入的帶輪。第二電磁離合器30的輪轂31與氣動馬達3的輸出軸鏈接，第二電磁離合器30的帶輪32通過皮帶33及被動帶輪34與空調壓縮機70的主軸鏈接。第一電磁離合器20的輪轂21與空調壓縮機70的主軸鏈接，第一電磁離合器20的帶輪22則通過皮帶23與發(fā)動機曲軸自由端的皮帶輪連接。

對于第一電磁離合器20和第二電磁離合器30的互鎖切換，即第二電磁離合器30吸合時，第一電磁離合器20分離；第二電磁離合器30分離時，第一電磁離合器20吸合。其控制結構和過程是這樣的：在第一電磁離合器20的線圈回路中串聯(lián)常閉觸點41，第二電磁離合器30的線圈回路中串聯(lián)常開觸點42，常閉觸點41和常開觸點42為同一繼電器40的兩組觸點，該繼電器40受控制器50控制動作。在儲氣罐2設有壓力計60，壓力計60將儲氣罐2的氣壓數(shù)據(jù)發(fā)送給控制器50?？刂破?0在獲得的氣壓數(shù)據(jù)大于工作預定閾值時，打開受控的閥門9并使繼電器40動作，即常開觸點42閉合，常閉觸點41斷開，第二電磁離合器30通電吸合，而第一電磁繼電器20斷電分離，由氣動馬達3向空調壓縮機70傳遞扭矩?？刂破?0在獲得的氣壓數(shù)據(jù)小于待機預定閾值時關閉受控的閥門9并使繼電器40斷電復位，即常開觸點42由閉合變?yōu)閿嚅_，常閉觸點41由斷開變?yōu)殚]合，第二電磁離合器30分離，而第一電磁繼電器20吸合，由發(fā)動機曲軸皮帶輪向空調壓縮機70傳遞扭矩。