發動機尾氣餘熱利用解決方案

2021-12-26 06:00:10 字數 1204 閱讀 8803

發動機尾氣餘熱利用技術簡介

尾氣餘熱利用比較低;能量**裝置要抗震動和衝擊;尾氣餘熱**裝置不能影響發動機的正常工作效能。目前關於發動機尾氣餘熱利用方式主要有以下幾種:

廢氣渦輪增壓就是借助廢氣中的一部分能量來提高內燃機的進氣壓力進而增加充氣量,以改善發動機的動力性和經濟性。目前相當多的汽車發動機都採用渦輪增壓的方式。但是這種方式只能應用廢氣中的部分能量,而且存在很難與發動機的全工況進行匹配等一些問題。

發動機尾氣餘熱利用發電主要有三種方法,即溫差發電、廢氣渦輪發電以及氟龍透平發電。溫差發電主要是利用溫差發電材料進行發電,但是由於熱電材料的能量轉換率較低因而需要開發出轉換率較高的熱電轉換材料。廢氣渦輪發電就是利用廢氣驅動渦輪從而帶動發電機發電,這種發電方式對發動機的效能有一定的影響要進一步研究。

目前利用發電機尾氣餘熱製冷主要是吸收式製冷和吸附式製冷。吸收式製冷原理是以熱能為動力來完成製冷迴圈的;吸附式製冷是利用某些固體物質在一定溫度、壓力下能吸附某種氣體或水蒸汽,在另一種溫度及壓力下又能把它釋放出來的特性來實現製冷。

根據目前國內外關於發電機尾氣餘熱利用的現狀,提出了一種利用發電機尾氣餘熱制暖以及發電的思路。

這個系統主要由尾氣集熱器、分流器、供暖器、迴圈幫浦以及控制系統組成,系統工作原理為:尾氣集熱器與原車排氣管消聲器併聯,通過尾氣集熱器收集發動機尾氣的餘熱,通過導熱將熱量傳遞給供暖器,而後通過供暖器給車廂供暖,分流器主要是根據控制系統使得尾氣主要經過尾氣集熱器或者原排氣管,迴圈幫浦主要是給在管路中流動的導熱劑提供動力。控制系統則是整個供暖系統的關鍵,主要控制供暖系統的執行,是連線整個供暖系統的電器元件,根據車廂內的溫度控制分流器從而控制尾氣經過排氣管或者集熱器。

這個系統可以取代原車的燃油加熱器,尤其在北方地區更為實用,減少燃油的使用,可以增加車輛的續駛里程,提高了燃油的經濟性,有效的提高了發動機效率。

由於目前內燃機存在能量浪費的情況,擬從提高能源利用率的角度來提出尾氣餘熱發電的思路,即可以利用渦卷熱馬達利用發動機尾氣餘熱發電。

渦卷熱馬達發電機是基於有機朗肯迴圈原理,利用低品味熱能驅動有機朗肯迴圈發電的裝置,跟渦卷壓縮機工作過程正好相反,渦卷機構是目前世界公認的低雜訊、工作平穩性好、效率高、功重比大的動力機構。熱馬達是綜合利用內燃機和渦卷機構的優點而設計的動力機構,選擇了結構合理、活動部件少、工作平穩、功重比大的渦卷膨脹機作為動力輸出裝置,將燃料燃燒產生熱能的過程與介質膨脹做功使熱能轉化為動能的過程分開處理,整機的工作特性屬於直熱式熱機,不僅可以利用燃料燃燒作為熱源,還可直接利用各種低品位廢熱作為熱源,具有廣闊的應用前景。

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