基于朗肯循環(huán)的車用汽油機排氣余熱回收系統(tǒng)性能的研究.pdf

1、通過朗肯循環(huán)回收發(fā)動機的余熱能,能有效提高發(fā)動機燃料利用效率,增加輸出功并降低 CO2的排放。發(fā)動機余熱回收技術(shù)實際應用的關(guān)鍵在于設(shè)計出高效緊湊的、與發(fā)動機良好匹配的回收系統(tǒng)。本文基于車用汽油機,對余熱能回收系統(tǒng)的效率影響因素及其與發(fā)動機的相互影響規(guī)律進行了研究。
　　根據(jù)發(fā)動機性能試驗數(shù)據(jù),對全工況范圍內(nèi)發(fā)動機的排氣能量進行了分析。結(jié)果顯示,在主要運行工況內(nèi),通過排氣帶走的能量約占所消耗燃料能量的25％~40%,排氣溫度為500

2、~750℃,排氣流量范圍約為33~150kg/h,排氣能量具有較高的回收潛力。
　　建立了開式試驗系統(tǒng),開展了回收系統(tǒng)對發(fā)動機工作性能影響的研究。加入蒸發(fā)器前后不同發(fā)動機負荷下排氣背壓及油耗率的對比發(fā)現(xiàn):整體上排氣背壓和油耗都略有升高,但是升高幅度不大。其中背壓最高升高0.2kPa,而油耗率最高升高2%。在對回收系統(tǒng)進行評價時需考慮回收系統(tǒng)對發(fā)動機燃油經(jīng)濟性的影響。
　　基于所設(shè)計的螺旋管式蒸發(fā)器,在matlab中建立了回收

3、系統(tǒng)的模型,分析了工質(zhì)流量及蒸發(fā)壓力對系統(tǒng)工作性能的影響,結(jié)果表明:對于小型車用汽油機,排氣余熱回收系統(tǒng)所允許工質(zhì)流量較小,蒸發(fā)壓力變化范圍較窄。換熱器效率主要受工質(zhì)流量的影響,而朗肯循環(huán)的效率則主要取決于蒸發(fā)壓力。在發(fā)動機負荷較低時,選擇較小的蒸發(fā)壓力可以拓寬工質(zhì)流量范圍,保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行;而在高負荷時,選擇較高的蒸發(fā)壓力可以提高系統(tǒng)效率。根據(jù)模擬結(jié)果預測,采用朗肯循環(huán)回收排氣能量,能將該汽油機熱效率提高3%-8%。
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