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2025年01月04日 星期六
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誰能問鼎 得余熱利用者得先機(jī)

    一直以來,，汽車品牌之間的競爭未曾停息,。內(nèi)燃機(jī)技術(shù)雖然有了長足的進(jìn)步，但依然存在著不容忽視的缺陷，那就是熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能效率的致命限制,。眾所周知，發(fā)動(dòng)機(jī)由冷卻介質(zhì)和廢氣帶走的熱量各占燃料總能量的三分之一左右,，也就是說燃燒一個(gè)單位質(zhì)量的燃油,，其中只有三分之一單位質(zhì)量的燃油通過燃燒全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，剩下的能量為冷卻介質(zhì)和尾氣所消耗,。
    對于汽車做無用功能量再利用的可能性和程度是不相同的,，根據(jù)熱力學(xué)第二定律,，能量有品質(zhì)的差別。當(dāng)工質(zhì)溫度越接近環(huán)境溫度時(shí),，其攜帶熱能的品質(zhì)就越差,，可利用的百分比就越低。尾氣的溫度要遠(yuǎn)高于冷卻介質(zhì)的溫度,，尾氣能量可利用的百分比也相對高出不少,，因此業(yè)內(nèi)人士更關(guān)注廢氣能量的再利用。

典型的尾氣余熱利用技術(shù)—渦輪增壓


    現(xiàn)在的汽車尾標(biāo)后面不帶個(gè)“T”,，用媒體人的話來說：那叫一個(gè)“肉”,。尚且不討論”肉”與“T”的關(guān)系,，之前鄙人在文章中也討論過類似的話題,，相信大家的辯證能力要比我強(qiáng)。話題還是回到渦輪增壓與尾氣余熱利用的關(guān)系,，對于渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī),，高溫、高速的廢氣進(jìn)入渦輪機(jī)之后,，低溫,、低速排出，廢氣的焓差和動(dòng)能差轉(zhuǎn)化為渦輪機(jī)的機(jī)械功,，用以驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī),，提高進(jìn)氣壓力。
    在渦輪機(jī)和壓氣機(jī)中分別進(jìn)行的等熵膨脹和等熵壓縮過程,，由于鄙人的能力有限,，在此不做深入分析。就已成定論的能量利用結(jié)果而言,，渦輪增壓確實(shí)在一定程度上有效利用了尾氣余熱能量,，但渦輪機(jī)和壓氣機(jī)以及發(fā)動(dòng)機(jī)泵氣過程中還存在各種流動(dòng)和機(jī)械損失，進(jìn)入渦輪機(jī)的能量要遠(yuǎn)大于壓氣機(jī)輸出的能量,。

未經(jīng)世俗的“朗肯循環(huán)”


    朗肯循環(huán)余熱利用技術(shù)最早應(yīng)用在寶馬3系上,，它也是國內(nèi)外高校相關(guān)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室正在研究的重要課題之一。在朗肯循環(huán)中,，引入了低沸點(diǎn)的工質(zhì),，在蒸發(fā)器中與高溫尾氣進(jìn)行熱量交換，形成的高溫高壓的氣態(tài)工質(zhì)對膨脹機(jī)做功,，膨脹機(jī)將工質(zhì)的熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,，也可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為電能，這也是低品位能源向高品位能源的轉(zhuǎn)化,。
誰能問鼎 得余熱利用者得先機(jī)
    在當(dāng)今殘酷而又激烈的汽車市場競爭中,，有效技術(shù)無疑是最有說服力的一張王牌,。純電和混動(dòng)車型的插足，讓內(nèi)燃機(jī)的處境更是堪憂,。如果能夠有效提高尾氣余熱利用率,，將對汽車市場甚至能源格局產(chǎn)生巨大的影響。
    渦輪增壓的機(jī)械和流動(dòng)能量損失,，朗肯循環(huán)模型中的熱力學(xué)不可逆損失,，包括這些裝置的占有空間過大等缺陷，都是客觀存在的,。不妨放肆地說一句：誰能最大程度地優(yōu)化內(nèi)燃機(jī)余熱利用技術(shù),，不管是廠家技術(shù)研發(fā)人員還是科研工作者，都會(huì)將內(nèi)燃機(jī)汽車推到一個(gè)新的高度,，得余熱利用者得先機(jī),。

網(wǎng)友評(píng)論

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    [2023-07-15 19:12]

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    [2023-07-15 18:41]

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