用于動力傳動系廢熱回收的系統(tǒng)和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明通常涉及從動力傳動系組件回收廢熱。
【背景技術(shù)】
[0002]車輛或者更特別為向車輛提供動力并驅(qū)動車輛的組件以廢熱的形式產(chǎn)生大量能量。例如，內(nèi)燃發(fā)動機(jī)或其它類似動力源以從車輛排出并且排到環(huán)境中的排氣的形式產(chǎn)生大量熱。另外，車輛冷卻系統(tǒng)通常從諸如發(fā)動機(jī)缸體等的發(fā)動機(jī)組件收集熱，并且使用車載的熱交換器來將所收集到的熱傳送到周圍空氣中。
[0003]—些發(fā)動機(jī)制造商已意識到該廢熱的生成和損失，并且已開始開發(fā)用以從發(fā)動機(jī)回收廢熱的策略。例如，Ernst等人的美國專利7，866，157公開了使用一個或多個環(huán)路以通過利用熱交換器使工作用流體經(jīng)由這些環(huán)路進(jìn)行循環(huán)來從排氣再循環(huán)系統(tǒng)和排氣流捕獲熱的廢熱回收系統(tǒng)。該廢熱回收系統(tǒng)使用渦輪機(jī)和發(fā)電機(jī)來將熱能轉(zhuǎn)換成電能。
[0004]仍持續(xù)需求生產(chǎn)以廢氣較少的狀態(tài)進(jìn)行工作、更具燃料效率且排放物減少的動力車輛。本發(fā)明響應(yīng)于這一努力，并且涉及以上所述的問題中的一個或多個。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]在一個方面中，一種動力傳動系廢熱回收系統(tǒng)，包括:第一動力傳動系組件；第二動力傳動系組件；熱回收回路，用于使熱回收用流體經(jīng)由熱回收用熱交換器進(jìn)行循環(huán)，其中所述熱回收用熱交換器用于在動力傳動系推進(jìn)模式期間從所述第一動力傳動系組件向所述熱回收用流體傳送熱，并且在動力傳動系減速模式期間從所述第二動力傳動系組件向所述熱回收用流體傳送熱?？蛇x地，所述動力傳動系廢熱回收系統(tǒng)還包括轉(zhuǎn)換裝置，所述轉(zhuǎn)換裝置用于將來自所述熱回收用流體的熱能轉(zhuǎn)換成除熱能以外的能量形式。
[0006]在另一方面中，一種用于使用動力傳動系廢熱回收系統(tǒng)來回收廢熱的方法，所述方法包括以下步驟:循環(huán)步驟，用于使熱回收用流體沿著熱回收回路并且經(jīng)由熱回收用熱交換器進(jìn)行循環(huán)；第一傳送步驟，用于在動力傳動系推進(jìn)模式期間，使用所述熱回收用熱交換器來在所述循環(huán)步驟期間從第一動力傳動系組件向所述熱回收用流體傳送熱；第二傳送步驟，用于在動力傳動系減速模式期間，使用所述熱回收用熱交換器來在所述循環(huán)步驟期間從第二動力傳動系組件向所述熱回收用流體傳送熱。可選地，所述方法還包括以下步驟:在所述第一傳送步驟或所述第二傳送步驟之后，使用轉(zhuǎn)換裝置將來自所述熱回收用流體的熱能轉(zhuǎn)換成除熱能以外的能量形式。
[0007]在又一方面中，一種動力傳動系廢熱回收系統(tǒng)，包括:第一動力傳動系組件；第二動力傳動系組件；熱回收回路，用于使熱回收用流體經(jīng)由熱回收用熱交換器進(jìn)行循環(huán)，其中所述熱回收用熱交換器用于在動力傳動系推進(jìn)模式期間從所述第一動力傳動系組件向所述熱回收用流體傳送熱，并且在動力傳動系減速模式期間從所述第二動力傳動系組件向所述熱回收用流體傳送熱。所述動力傳動系廢熱回收系統(tǒng)還包括:熱能轉(zhuǎn)換裝置和熱能儲存裝置其中之一，用于接收來自所述熱回收用流體的熱能。
【附圖說明】
[0008]圖1是根據(jù)本發(fā)明的動力傳動系廢熱回收系統(tǒng)的一部分的示意框圖；
[0009]圖2A是工作用流體回路的一部分的示意框圖，其示出處于第一位置的用于控制向圖1的動力傳動系廢熱回收系統(tǒng)的熱回收用熱交換器的流動的閥；
[0010]圖2B是與圖2A相同的示意框圖，其中閥示出為處于第二位置；
[0011]圖3是圖1的動力傳動系廢熱回收系統(tǒng)的包括第一示例性轉(zhuǎn)換裝置的部分的示意框圖；以及
[0012]圖4是圖1的動力傳動系廢熱回收系統(tǒng)的包括第二示例性轉(zhuǎn)換裝置的部分的示意框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]圖1 一般地示出動力傳動系廢熱回收系統(tǒng)10的典型實(shí)施例。如例示實(shí)施例所示，動力傳動系廢熱回收系統(tǒng)10包括具有發(fā)動機(jī)14的動力傳動系12或者其它驅(qū)動機(jī)構(gòu)或動力源，從而向傳動系統(tǒng)(transmiss1n system) 16提供動力。傳動系統(tǒng)16采用已知方式將發(fā)動機(jī)動力的控制應(yīng)用提供至負(fù)載18。根據(jù)諸如動力車輛應(yīng)用等的一些實(shí)現(xiàn)，負(fù)載18可以包括用于提供車輛所用的推進(jìn)力的驅(qū)動輪或機(jī)器。傳動系統(tǒng)16以及負(fù)載18的全部或一部分還可被稱為驅(qū)動傳動系20。很明顯，動力傳動系12包括發(fā)動機(jī)14，而驅(qū)動傳動系20不包括發(fā)動機(jī)14。
[0014]傳動系統(tǒng)16包括傳動組件22，其中該傳動組件22可以是一組齒輪或齒輪系統(tǒng)，并且用于修改從發(fā)動機(jī)14傳遞至負(fù)載18的動力。也就是說，傳動組件22提供動力傳動系12的期望操作所需的速度和轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換。盡管傳動系統(tǒng)16可以包括多個各種附加組件并且可以具有各種結(jié)構(gòu)，但如本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的，這里例示并說明幾個特定組件。
[0015]第一附加動力傳動系組件由附圖標(biāo)記24示出，并且可以包括變矩器。這里同樣可以使用附圖標(biāo)記24來指代的變矩器可以具有傳統(tǒng)設(shè)計，使用工作用流體來將發(fā)送機(jī)14的轉(zhuǎn)動動力傳送至傳動組件22，并且可以包括栗、渦輪機(jī)和定子。也就是說，栗使流體循環(huán)經(jīng)過渦輪機(jī)，其中該渦輪機(jī)連接至傳動組件22的輸入軸。然后，流體流入定子，其中在該定子中，該流體被重定向回到栗。變矩器24還可以包括同樣具有傳統(tǒng)設(shè)計的鎖止離合器，其中該鎖止離合器用于選擇性地使發(fā)動機(jī)14的機(jī)軸與傳動組件22的輸入軸相連接，由此使這兩者以相同速率轉(zhuǎn)動。
[0016]第二附加動力傳動系組件由附圖標(biāo)記26示出，并且可以包括液壓減速器。這里同樣可以使用附圖標(biāo)記26來指代的液壓減速器可以具有傳統(tǒng)設(shè)計，并且可以經(jīng)由傳動系統(tǒng)16提供二次制動。盡管說明了液壓減速器26，但應(yīng)當(dāng)理解，可以用諸如電動或氣動減速器等的替代減速器來代替液壓減速器26。根據(jù)本典型實(shí)施例，液壓減速器26可以包括傳動系統(tǒng)16的諸如輸出軸等的軸上所安裝的葉片式飛輪。在需要附加制動的情況下，可以將工作用流體定向至液壓減速器26，以經(jīng)由軸吸收能量。因而，減速器26的工作用流體進(jìn)行傳動組件22和負(fù)載18的制動，這樣產(chǎn)生了通過制動動作所生成的并且被工作用流體所吸收的熱。在不必要求液壓減速器制動動作的情況下，可以使工作用流體從液壓減速器26抽干，由此消除制動或液壓減速器26的動力吸收能力。
[0017]工作用流體回路28采用已知方式將諸如傳動液或油等的工作用流體供給至傳動系統(tǒng)16的各種組件。盡管工作用流體回路28通常將是栗、導(dǎo)管、閥和致動器等的諸如電液系統(tǒng)等的復(fù)雜系統(tǒng)并且包括各種子系統(tǒng)，但為了便于說明已簡化了本典型實(shí)施例。根據(jù)例示實(shí)施例，栗30可以從集油槽32抽取工作用流體并且將該工作用流體栗送至傳動組件22中的維持向離合器或其它摩擦裝置進(jìn)行施加所需的壓力的調(diào)壓器。超過調(diào)壓器所需的任何量的工作用流體均可流向變矩器24?？梢栽谝陨细攀龅淖兙仄鞑僮髌陂g對工作用流體進(jìn)行加熱，其中大部分的發(fā)熱是在鎖止尚合器分尚、并且傳動輸入軸和發(fā)動機(jī)14的機(jī)軸正以不同速率轉(zhuǎn)動的情況下發(fā)生的。
[0018]工作用流體可以從變矩器24流入傳熱裝置或者以下更詳細(xì)地進(jìn)行論述的使工作用流體冷卻的冷卻器。然后，冷卻后的工作用流體可以流回至傳動系統(tǒng)16，其中在該傳動系統(tǒng)16中，可以使用工作用流體來潤滑傳動系統(tǒng)16的齒輪和軸承，并且根據(jù)一些實(shí)施例，冷卻后的工作用流體還可以填充或再填充工作用流體的儲存部(未示出)，以供液壓減