目前,以石油為燃料的車輛仍占據(jù)汽車保有量的主體,而且其熱效率偏低,通過排氣損失的能量占燃料燃燒總能量的較大比重。有機(jī)朗肯循環(huán)技術(shù)作為回收車輛發(fā)動機(jī)排氣余熱能的一種手段,可以有效提高能源利用率,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的目的。但是車輛在道路的瞬變工況下運(yùn)行,發(fā)動機(jī)-有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)如何實(shí)現(xiàn)協(xié)同工作,最大限度的發(fā)揮節(jié)能潛力是該領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)。本文利用理論分析、試驗(yàn)研究和仿真模擬相結(jié)合的方法,建立了整車道路循環(huán)工況柴油機(jī)-有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)仿真模型,以道路循環(huán)工況系統(tǒng)節(jié)能優(yōu)化為目的開展了協(xié)同控制策略及其控制的研究,為發(fā)動機(jī)排氣余熱回收有機(jī)朗肯循環(huán)系統(tǒng)工程應(yīng)用提供一定的參考�；诎l(fā)動機(jī)試驗(yàn)測試研究了全工況范圍內(nèi)的柴油機(jī)排氣特性,建立了更接近實(shí)際的柴油機(jī)仿真模型。研究表明,柴油機(jī)排氣余熱能量可觀,尤其在柴油機(jī)高轉(zhuǎn)速區(qū)排氣余熱能大于柴油機(jī)輸出功率,排氣余熱回收潛力大;排氣溫度達(dá)到中高溫范圍的占比超過了90%,能量品質(zhì)高;柴油機(jī)的排氣溫度、排氣質(zhì)量流量、排氣余熱能量和最大可用排氣能量變化范圍大,呈現(xiàn)顯著的梯級特性,這也決定了在真實(shí)道路工況,排氣余熱能量的動態(tài)特性。采用GT-POWER建立的柴油機(jī)仿真模型,更接近于... 

【文章來源】：內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)

【文章頁數(shù)】：147 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

渦輪復(fù)合技術(shù)類型

有機(jī)朗肯循環(huán)是一種能有效回收低品位熱能的技術(shù)[24],排氣余熱回收有機(jī)朗肯循環(huán)工作原理如圖1-11所示。在工質(zhì)泵的作用下有機(jī)工質(zhì)在系統(tǒng)中循環(huán)流動,在蒸發(fā)器中有機(jī)工質(zhì)與發(fā)動機(jī)排氣進(jìn)行等壓換熱,吸收排氣余熱能量,焓值增加,隨后進(jìn)入膨脹機(jī)中膨脹做功實(shí)現(xiàn)熱功/熱電轉(zhuǎn)化,做功后的有機(jī)工質(zhì)進(jìn)入冷凝器向冷卻介質(zhì)等壓放熱,然后通過工質(zhì)泵升壓后再次進(jìn)入蒸發(fā)器,持續(xù)著吸熱做功的循環(huán)。由于有機(jī)朗肯循環(huán)技術(shù)具有熱能利用率較高、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)在太陽能、地?zé)崮�、工業(yè)余熱、生物質(zhì)能等熱能回收領(lǐng)域得到了廣泛的研究與應(yīng)用[25-28]。由于發(fā)動機(jī)帶來的能耗問題和環(huán)境問題,有機(jī)朗肯循環(huán)技術(shù)在發(fā)動機(jī)排氣余熱回收方面的研究與應(yīng)用也越來越受到國內(nèi)外的關(guān)注。

渦輪增壓概念于1905年由瑞士工程師Alfred Buchi首次提出。1953年,美國Garrett公司首次在車用柴油機(jī)上采用了渦輪增壓技術(shù)[10],目前排氣渦輪增壓技術(shù)已發(fā)展的相當(dāng)成熟,其工作原理如圖1-4所示[11]。發(fā)動機(jī)工作時(shí),利用排氣管排出廢氣的慣性沖力以一定角度高速推動渦輪機(jī)內(nèi)的渦輪轉(zhuǎn)動,渦輪同時(shí)帶動同軸的壓縮機(jī)內(nèi)的壓縮機(jī)輪高速轉(zhuǎn)動,壓縮機(jī)輪壓縮來自空氣濾清器的空氣,空氣增壓后進(jìn)入氣缸,這樣就使氣缸內(nèi)的空氣密度增大,單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入氣缸的空氣質(zhì)量增加,從而提高發(fā)動機(jī)輸出功率。圖1-5廢氣再循環(huán)的工作原理[12]


本文編號：3527758