基于天然气发动机排气余热回收系统的非共沸混合工质性能分析

针对一台车用天然气发动机排气能量的变化规律,建立了带回热器有机朗肯循环系统,对比分析了采用纯工质R245fa和非共沸混合工质R416A时,带回热器有机朗肯循环系统的净输出功率、热效率、效率和单位工质能量输出密度。结果表明,采用非共沸混合工质R416A时上述各项性能指标均优于采用纯工质R245fa。最后,构建了天然气发动机-带回热器有机朗肯循环联合系统,采用非共沸混合工质R416A,分析了联合系统的热效率。结果表明,加装带回热器有机朗肯循环系统后,发动机热效率最大可提高7%。     

新型R1233zde制冷剂的高效节能环保性能分析

有机朗肯循环作为回收发动机废热的有效手段,在商用车领域受到关注。R245fa是常见的有机朗肯循环工质,随着碳排放标准日趋严格,GWP高于150的制冷剂未来将面临淘汰。本文中提出一种新型低GWP制冷剂R1233zde替代R245应用于有机朗肯循环,物性与R245fa相近,GWP为7。并针对有机朗肯循环,建立了系统仿真模型,比较相同工况下两种工质的性能参数:蒸发温度,泵耗功和循环热效率。分析表明R1233zde泵耗功相比减少约15.05%~17.02%,R1233zde最大热效率比R245fa高7.03%。     

基于有机朗肯循环的发动机余热回收技术

通过比较8种循环工质在有机朗肯循环(ORC)系统中的热力过程,从系统性能、可靠性、环保等角度综合考虑,验证了R245fa用于ORC循环工质的优势。以康明斯某重型车用发动机为应用目标,设计了一套余热回收发电系统,通过回收增压空气、尾管废气、发动机废气的热量,用于发电。经过计算,该系统的余热回收效率为10.4%。     

柴油机排气余热有机朗肯循环系统工质选择

工质的合理选择对有机朗肯循环回收柴油机排气余热产生重要影响。通过试验和理论计算,分析某6缸柴油机变工况下排气余热能的分布特性,提出有机工质初选条件,进而对满足条件的8种有机工质进行柴油机排气余热有机朗肯循环系统的热力学性能和经济性能对比分析。结果表明:在8种有机工质的蒸发压力范围内,R420A的系统热效率最大,为6.83%;在柴油机变工况下,R420A的系统总净输出功率、系统最大净输出功率和系统平均净输出功率均高于其他工质,分别为306.81 kW,9.769 kW和2.005 kW;采用R420A的系统初期投资成本较少,仅次于R417A和R437A,但其单位能量产出成本(LEC)最小。     

基于有机朗肯循环的车用柴油机排气余热回收系统性能分析

利用设计的有机朗肯循环系统回收某重型车用柴油机的排气能量,通过台架试验,获得了变工况下柴油机排气余热能分布特性。分析了有机工质蒸发压力、过热度以及柴油机工况变化对有机朗肯循环系统性能的影响,以系统净输出功率和热效率为优化目标,确定了适用于有机朗肯循环系统的最佳蒸发压力。研究结果表明,当有机工质蒸发压力为1.8 MPa时,有机朗肯循环系统的净输出功率最大可以达到12.69kW,热效率可以达到11.19%;将有机工质加热至过热状态并不能明显提高有机朗肯循环系统的净输出功率。     

内燃机余热有机朗肯循环工质筛选研究

汽车发动机余热资源品位高、回收潜力大,适合使用有机朗肯循环(Organic Rankine Cycle,ORC)进行回收利用。本文中针对内燃机余热有机朗肯循环的特点提出工质筛选条件,并根据实际系统的性能和成本分析,提出以总净功量、热效率和膨胀机的膨胀比与尺寸参数等为评价指标的系统评价方法,对筛选出的备选工质进行评价。结果表明,工质的表现主要与临界温度和分子复杂度有关,ORC系统的性能与工质的临界温度呈正相关,系统成本则与工质的分子复杂度呈正相关。因此,临界温度较高而分子复杂度偏低的工质R1233zd(E)是7种备选工质中的最佳选择。     

基于有机朗肯循环的柴油机稳态工况废热回收的探讨

为了探究可变膨胀比往复活塞式膨胀机有机朗肯循环系统对柴油机尾气余热利用的影响程度,基于某6缸增压柴油机构建GT-power仿真模型,在13工况下仿真并分析有机工质蒸发压力、膨胀比等与余热回收系统膨胀机效率和当量回收效率的关系。结果表明,膨胀比一定时,膨胀机输出的功率、效率及当量回收效率随蒸发压力的上升而提升;蒸发压力一定时,,膨胀机效率和当量回收效率随膨胀比上升先升高后降低;最佳的蒸发压力和膨胀比匹配可充分发挥有机朗肯循环余热回收系统潜力。     

余热回收用活塞式单阀膨胀机性能模拟及进排气结构分析

根据朗肯循环发动机尾气余热回收系统中活塞式单阀膨胀机结构特点,建立了其工作过程仿真模型。4种工况下膨胀机缸压试验数据表明,模拟指示功率误差在0.99%～10%,工质水质量流量误差均在3%以内,验证了模型的有效性;在此基础上,在进口压力5 MPa,进口温度520℃,转速1 950 r/min工况下,针对进排气结构参数对膨胀机性能的影响进行分析,得到了膨胀机指示功率、循环质量流量及绝热效率随进气顶杆高度和排气口高度变化的规律。     

导热姆A热管用于公路客车采暖装置的试验研究

本文对适合发动机排气温度范围的新型热管－导热姆Ａ工质热管的传热性能进行了实验研究，验证了其适用的工作温度范围，给出蒸发段和冷凝段的换热系数及热管的总热阻，将实验结果用于大客车采暖的设计，并进行了此种采暖装置的道路实验，实验结果表明，导热姆Ａ热管可成功地用于发动机排气余热采暖装置。     

基于多因素神经网络模型的柴油机NO_x排放预测及试验研究

以发动机转速、进气量、循环油量、发动机出水温度、中冷后进气温度、进气湿度、排气背压、柴油温度作为输入,NO_x排放质量流量为输出,优化隐层节点和迭代次数,并经过样本训练,构建了NO_x排放预测模型。结合台架试验数据,验证了模型的泛化能力,其预测值与试验值间误差小于1.5%。在此基础上,利用模型进一步分析了试验因素的重要度和试验控制性。结果表明:发动机转速、循环油耗、中冷后进气温度、排气背压对柴油机NO_x排放的影响相对较高;进气湿度控制范围过宽,对NO_x排放测试结果影响高于其他因素。     

基于蓄能器原理的汽车尾气余热利用系统

针对陆路交通主力军——汽车发动机的尾气余热白白浪费的现象,拟研究开发一套基于蓄能器原理的汽车发动机尾气余热回收存储与利用系统.利用设计的双循环特殊蓄能器对汽车运行过程中尾气排放管道壁产生的热量进行回收,将其转化为液压能储存在恒压蓄能器中,并设计一套与之相配的液压传动回路,利用回收的液压能作为车辆起动和制动的动力源.系统...     

CNG发动机和汽油机燃烧的比较分析

CNG发动机与汽油机的燃烧同为预混湍流燃烧,但火焰传播速度、着火延迟期及混合气热值均不同。为在汽油机上改燃CNG或CNG/汽油两用燃料发动机发挥CNG燃烧的优点,针对CNG燃烧特点设计发动机,才能达到较高的输出功率和较低的排放。     

Viable combined cycle design for automotive applications

A relatively new approach for improving fuel economy and automotive engine performance involves the use of automotive combined cycle generation technologies. The combined cycle generation, a process widely used in existing power plants, has become a viable option for automotive applications due to advances in materials science, nanotechnology, and MEMS (Mico-Electro Mechanical Systems) devices. The waste heat generated from automotive engine exhaust and coolant is a feasible heat source for a combined cycle generation system, which is basically a Rankine cycle in the context of this study. However, there are still numerous technical issues that need to be solved before the technology can be implemented in automobiles. A simulation was performed to examine the amount of waste energy that could be recovered through the use of a combined cycle system. A simulation model of the Rankine cycle was developed using Cycle-Tempo software. The simulation model was ultimately used to evaluate the rate of waste heat recovery and the consequential increase in the overall thermal efficiency of the engine with the combined cycle generation system under typical engine operating conditions. The most effective automotive combined cycle system recovered 68% of the waste heat from the exhaust and coolant, resulting in a 6% improvement in engine efficiency. The results are expected to be beneficial for evaluating the feasibility of combined cycle generation systems in automotive applications.     

CNG/柴油双燃料车用发动机排放特性研究

通过用YZA102Q柴油机改装的CNG／柴油双燃料发动机进行燃用双燃料和纯柴油两种情况下的对比试验。对CNG／柴油双燃料发动机THC、CO、NOx和烟度的排放特性，以及空燃比、引燃油量、喷油提前角对双燃料发动机排放的影响进行了研究和分析。     

提高车用发动机能量利用率研究进展

描述了近几年车用汽油机发展的几种新技术,包括GDI和HCCI燃烧技术以及混合动力技术的应用和发展,分析了它们的特点和在节能、环保等方面的作用。介绍了利用发动机排气余热的温差发电技术。论述了利用发动机冷却水余热和排气余热来改善发动机性能的新技术,该技术通过一套发动机后接蒸气动力装置,回收发动机余热能量做功,从而提高发动机能量利用率。探讨了这一新技术的研究内容,展望了它的应用发展前景。     

CNG—柴油双燃料电控发动机试验研究

将高压共轨柴油机改装成CNG—柴油双燃料电控发动机,利用自行开发的快速原型控制系统来控制天然气的燃烧,保证天然气掺烧后发动机的动力性和燃用纯柴油时保持一致。分析了天然气掺烧替代率在不同负荷时对有效热效率和有害排放物(CO,HC,NOx)及烟度的影响。结果表明:天然气掺烧替代率可以达到80%左右;掺烧后的有效热效率在中低负荷时要低于燃用柴油,高负荷时和燃用柴油一致;掺烧后的烟度明显降低,HC排放明显升高。     

单燃料天然气发动机试验研究

将一台6105Q柴油机改造为点燃式单燃料天然气发动机。对发动机的进气系统、燃烧系统等进行了优化设计。试验过程中配用了不同形式的天然气供气系统及点火系统。试验结果表明，天然气供气方式及点火系统的不同对天然气发动机的性能有较大影响。该天然气发动机采用电控多点燃气喷射技术及电控点火技术时，动力性与原柴油机相当，排放性能明显改善。