柴油机排气能量的梯级利用与集成利用.pdf

上传人:黄金奶源 文档编号:92294364 上传时间:2019-05-21 格式:PDF 页数:4 大小:318KB
返回 下载 相关 举报
柴油机排气能量的梯级利用与集成利用.pdf_第1页
第1页 / 共4页
柴油机排气能量的梯级利用与集成利用.pdf_第2页
第2页 / 共4页
柴油机排气能量的梯级利用与集成利用.pdf_第3页
第3页 / 共4页
柴油机排气能量的梯级利用与集成利用.pdf_第4页
第4页 / 共4页
亲,该文档总共4页,全部预览完了,如果喜欢就下载吧!
资源描述
魚魚ww.Xicttle.com
第4203年月 th k Contending Area
爭呜园地
柴油机排气能量的梯级利用与集成利用
章崇任
(广西壮族自治区政协
摘要:对柴油机排气能量进行分析,介绍国内外排气能量利用己取得的成果,提出排气能量
梯级利用与集成利用的概念,并指出排气能量利用面临的主要问题和改进方向。
关键词:柴油机;排气能;梯级利用;集成利用
1柴油机排气能量分析
可知,排气中蕴着大量的热能、动能(可称为柴油
机的余热、余能),是可转化为有用输出功的“潜
内燃式工程机械一般以柴油机或汽油机为动能”,“废气”实质不废。目前,已有许多应用排气动
力机(以下以柴油机为例)。在柴油机的热力循环能、热能的成果。
中,柴油的化学能通过燃烧时发生的化学反应,转
(1)废气涡轮增压:这是国内外早已广泛应用
化为热能。在自然吸气型柴油机(传统型柴油机)的利用排气动能的技术,用来提高柴油机的进气压
分配如下:0%-35%的热能通过曲轴转化为有效的油量后,可以改善柴油的燃烧工况,使增压型柴洫
中,按照热力学第一定律能量守恒定律,这些热能力,从而增大进气的密度和含氧量,在相应增加喷
机械能(物理参数量值依柴油燃烧工况不同而变机的有效功率比自然吸气型柴油机的有效功率提
化,下同):30%-32%的热能由排气(俗称废气、尾高30%-50%,并可降低排气中的有害成分(NO,CO
气)带走,进入大气中,排气中包含动能和热能:28%以及PM等)含量,节油减排。
30%的热能由水散热器(水箱)的冷却水和油散热
2)废气再循环:这是近年来发展起来的利用
器的冷却机油带走;7%~9%的热能由附属机件(水排气优化燃油燃烧工况和净化排气的技术,是将经
泵、机油泵以及发电机等)运转产生的摩擦、机体传过废气涡轮增压器中冷器降温后的一部分增压后
热以及幅射带走。高温、高速、高压的排气,其物理的排气再次引入进气管,使其在气缸燃烧室内参与
参数量值一般为:温度400~900℃,比定压热容柴油化学反应时的再次燃烧,以稀释混合气体,降
1.005kJ/(kgK),此气流压力达到30~120kPa。排气低最高燃烧温度,优化燃烧工况,降低NOx,PM的生
的动能(冲击能)可使涡轮増压器以7万20万成量,这一技术不需添加净化原料(氨水)。
r/min的速度旋转;通过带动动力机运行,可发出的
(3)废气涡轮动力机:美国底特律柴油机公司
功率相当于柴油机功率的8.9%。
生产的DD15型柴油机,额定功率为418kW(560
2排气能量的利用
hp),该机采用并联应用排气涡轮系统,即排气管排
出的排气,通过排气歧管分为两路:一路通往废气
2.1现有应用成果
涡轮增压器带动与其相连的压气机运转,为柴油机
长期以来,在柴油机运行时,排气直接排入大气缸燃烧室输送增压后的空气;另一路通往废气涡
气,成为无用的带污染物的废气。由排气能量分析轮动力机(助力机),带动与其相连的液力耦合器运
作者简介;章崇任(1942-),男,广西鹿察人,高级工程师,研究方向:工程机械与维修。
6
Xict nlu. cain
验 Contending Aを1第4203年7月
转,再通过与液力耦合器相连的齿轮箱,将动力传察布盟公路管理局的公路维修车上安装了利用排
园道给飞轮齿圆,成为飞轮动能,为主机助力(提供副。气热能的沥青加热炉,以取代采用燃油或媒炭加热
地」动力)。这样,在不増加主机油耗的前提下,利用排的浙青加热炉;5)我国长安大学研发了利用排气加
气的动能,可为主机增加约37kW(50hp)的副动力热的沥青洒布机,以取代液化气加热方式,排气的
(约为主机额定功率的8.9%)。
热能可达64.32kW?h,能够在60min内将沥青温度
(4)热电发电模块:根据热电效应原理(赛贝克提高40-60℃;6)排气融冰机:在发生冰雪灾害时,
效应、帕尔贴效应和汤姆逊效应原理),利用半导体道路中的积冰是难以用传统融雪机或人工清除,我
材料制成热电模块,可将热能转换为电能,这是没国2008年抗冰雪灾害时,广州军区曾使用过一台
有运动部件的发电形式(目前热电转化率较低,仅安装有渴轮喷气式发动机的射流车,利用其高速、
为3.3%~7,0%),因此,在内燃式汽车、工程机械中,高温排气吹除路面积冰和积雪,效果很好。而俄罗
可使用半导体热电材料制成热电模块,利用内燃机斯航空T业公司生产的汽车式融冰机,以空军退役
的排气热能发电,供机(车)上的电器使用。据美国的喷气式飞机的发动机作为动力机,以高温、高速
《未来学家》杂志2012年1/12月号刊登的《展望排气快速清除机场跑道、公路路面上的积冰和积
2013》一文介绍,宝马、福特、通用汽车、戴纳洛伊工雪;7)排气锅炉:早在20世纪70年代,就有司机在
业、BSST和艾梅瑞网等厂商在利用排气发电领域已车辆排气管上安装用排气加热的排气锅炉(尾气锅
实现商业应用,上述公司热电发电模块的发电功率炉),这种锅炉可为司机提供热水(开水),或为驾驶
最大可达1068W,可供汽车空调机等电器使用。我室供暖,特别适合在生活条件较差的环境中使用。
国中科院上海硅酸盐研究所和上汽也合作进行了2.2排气能量的梯级利用与集成利用
500W热电发电模块的研发工作
2.2.1排气能量的梯级利用
(5)废气加热作业装置:利用排气的热能,可以
前文介绍的排气能量利用成果多是单项(单
取代传统的燃油、液化气、天然气或电加热方式加级)利用型,即只利用一次(部分)排气能量,排气能
热工程机械作业装置,如:1)白俄罗斯明斯克轮式量的利用率不高。为了提高排气能量的利用率,笔
牵引车公司生产的防冻自卸车,利用排气热能加热者提出排气能量梯级利用的概念,象江河的梯级水
自卸车车厢,可防止车厢中的含水分物料冻结而无电站一样,将排气能量的梯级利用定义为:“对排气
法卸料;2) PUCLET公司生产的沥青推铺机,用排能量进行多次利用以提高排气能量利用率”。如普
气加热方式取代传统燃油加热方式加热熨平板,可通废气涡轮増压柴油机是单级(一次)利用排气能
节约燃油;3)俄罗斯西伯利亚公路学院开发了利用量(见图1)。采用梯级利用的类型有:1)废气涡轮
运输车在运输途中的排气热量保温,从而取代燃油增压器+热电发电模块(见图2);2)废气涡轮增压
加热方式的沥青混凝土运输车;4)我国内蒙古乌兰器(废气涡轮动力机)+热电发电模块(概念设计类
柴油机
?废气涡轮增炷器
→利用过的排气
排气
图1普通废气涡轮增压器柴油机排气能量单级利用原理图
柴油机
废气涡轮增压器
热电发电模块→利用过的排气
排气
排气
图2某型柴油机汽车排气能量的梯级利用原理图
展开阅读全文
相关资源
猜你喜欢
相关搜索

当前位置:首页 > 论文 > 机械论文 > 工程机械


版权所有:www.WDFXW.net 

鲁ICP备14035066号-3