文档介绍：青岛大学
硕士学位论文
汽车废气能量回收装置的研究
姓名:朱智富
申请学位级别:硕士
专业:车辆工程
指导教师:张铁柱
20050529
摘要关键词;汽车;废气;余热;能量利用;涡轮受人们的关注。有关研究资料表明,汽车燃料燃烧所发出的能量只有三分之一左右其次,本文分析了不同排气系统在废气能量利用上的差异,提出了能量利用效率较节能足汽车工业发展的三大主题之一。由于能源消耗的加剧,汽车节能问题备被有效利用,其它的能量被排放到大气中,不仅造成了能源的浪费,还带来了不良环境影响。因此,采用有效手段充分利用汽车排放的废热应当是我们实现汽车节能、降低排放的一个研究方向。本文对当前提出的各种汽车余热利用手段进行了分类,并做了综合分析比较,提出汽车废气涡轮发电可能是比较理想的汽车余热利用方式,并进行了初步设计。本文首先对汽车废气能量进行了分析,提出应当用有效能的能量衡算方法分析汽车废气能量,指出了影响废气能量的因素并提出了提高废气中可用能量的措施。高的排气系统方案并针对一台发动机进行了没计。再次,本文提出了效率最大化的涡轮设计方法并编制了优化程序,针对一台柴油发动机利用编制的优化设计程序进本文最后对现有的涡轮损失模型进行了分析,选择出预测精度较高的一组模型构成涡轮性能预测模型并编制了预测程序。利用编制的预测程序对所设计的涡轮进行了性能预测,发现采用本文所述的装置可有效地回收发动机废气能量,所回收的能量较大,不仅能够满足发动机本身发电装置的动力需求,而且有多余的动力输出供其他设备使用。从预测的结果中还发现了涡轮设计中应注意的问题,为涡轮的加工制造提供了有益的指导。行了涡轮部分设计。
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言引社会经济的发展使能源消耗量急剧增加,能源供需矛盾日益突出,并造成了严重的环境问题。由于汽车保有量越来越大,汽车的能源消耗在总能源消耗中所占的排放到大气中,这造成了能源的浪费,并带来了不良环境影响。因此有效利用汽车总能量的%一%裼突或突,主要包括循环冷却水带走的热量和由于车用发动机特殊的使用场合,汽车废热利用具有鲜明的特点和特殊的要求,可将这些特点简单归结如下。¨”¨““”阂皇瞧捣先鹊钠肺唤系停芰炕厥战侠眩二是废热利用装置要结构简单,体积小,重量轻,效率高:三是废热利用装置要抗震动,抗冲击,适应汽车运行环境:四是要保证汽车使用中的安全;五是要不影响发动机工作特性,避免降低发动机动力性和经济性。由于汽车废热利用具有上述特点,使得研究的成果虽多,但投入商业化生产的不多,只在废气涡轮增压方面取得芯勘尘凹耙庖比例越来越高,汽车节能问题越来越受到各个国家的关注,成为当今世界汽车工业发展的主题。我国是一个石油存储量相对欠缺的国家,目前已成为世界第二大石油进口国,而汽车消耗的能源主要是石油燃料。随着我国汽车工业的迅速发展,提高汽车燃料有效利用率和减少环境污染在我国具有更为重要的战略意义。调查研究表明,汽车燃料燃烧所发出的能量只有三分之一左右被有效利用,其它的能量被散发、废热是实现汽车节能,降低汽车能源消耗的一个有效途径。从目前汽车所用发动机的热平衡来看,用于动力输出的功率一般只占燃油燃烧总热量的%一%裼突或%一%突。以废热形式排出车外的能量占燃烧尾气带走的热量“”””¨”““啊薄1韑为内燃机的热平衡表。从表锌梢钥闯銎捣先壤糜薪洗蟮目占洌溆行Ю米匀皇艿饺嗣窃嚼越多的关注,不少人致力于此方面研究。捣先壤锰氐捣先壤玫目占青岛大学硕士学位论文表谌蓟娜绕胶冷却介质带走的热量汽油机高速柴油机中速柴油机转变为有效功的热量废气带走的热量其它热量损失热平衡各分项%~
目前,国内外汽车余热利用的技术,从热源来看,有利用发动机冷却水余热和利用排气余热两种,从用途上来看,有废气涡轮增压、制冷空调、发电、采暖、改同轴装配的涡轮和压气机组成,发动机排出的废气经排气管进入涡轮推动涡轮运转,来提高内燃机的进气压力增加充气量,而不是回收再利用废气中的能量;另外,由不便“”;此外,这种技术和装置在汽油机与小型柴油机上使用时效果不明显,目前的广泛运用,汽油机废气涡轮增压也将得到发展。但是汽油机废气涡轮增压还需解机冷却水余热。轿车空调一般要消耗サ姆⒍Α啊庖环矫嬖黾恿擞秃模性;同时由于蒸汽压缩式空调系统采用的制冷工质为氟利昂类化合物,导致温室效应加剧。因此解决舒适性与制冷功耗之间的矛盾已成为现代轿车空调研制中的难题。回收和利用发动机排气余热来驱动制冷系统,实现轿车空调,是理想的节能方案,吸收式制冷原理是以热能为动力来完成制冷循环的,有利用汽车循环冷却水余热和利用排气余热两种途径“薄啊薄“⋯。在相关文献中,研究最多的是利用循环冷却水余热来实现吸收式制冷,由于排气温度高于冷却水温度,且可利用热量大于冷芯拷棺凼良燃料等方式