新型氢氧除碳机关键技术的研究

摘要

氢氧除碳是一种新兴的汽车发动机保养方式，因其除碳效果好、无污染、对发动机无损伤等优点得到广泛应用。电解槽作为氢氧气的发生源是氢氧除碳机的核心装置，虽然电解水技术已较为成熟，但其效率普遍还不高，一般在60％左右，所以电解水过程中会产生大量的热。考虑到高温对电解槽密封件的密封效果以及电解效率的影响，在工作过程中要求电解槽的温度不能超过70℃。同时需要良好的控制系统保证产气和除碳安全、可靠、协调地运行。本文以产气量为1500L的氢氧除碳机为研究对象，利用Fluent分析了除碳机翅片管循环散热系统的散热性能，设计了除碳机的PLC控制系统。
　　首先，分析了电解水的理论分解电压，根据电解槽的结构尺寸、实际工作电压和电流，计算电解槽的理论产热功率；分析电解槽不同散热途径的散热量，得出电解槽的净产热功率。
　　其次，设计了翅片管结构尺寸，利用Fluent软件对翅片管在不同风速和环境温度下的散热性能进行了仿真分析，得到了不同工况不同长度下翅片管的散热功率计算式，为散热系统的设计提供了依据。然后对电解槽温度的变化过程进行仿真分析，验证了翅片管的散热能力，保证电解槽产热和散热的平衡。
　　最后，设计了以PLC为控制器的氢氧除碳机控制系统。通过控制电解槽电源的输出电流控制产气速率；在电解液温度过高时启动散热风机，保证电解槽温度不超过70℃；通过液位传感器和补液泵保证系统内有适量的电解液；通过汽车发电机和电瓶电压的变化监测发动机状态；除碳结束时打开排气阀排出系统内余气等等。在人机界面上实时显示系统的工作状态，控制系统确保了除碳机安全可靠地运行。

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第1章 绪 论

1.1课题的研究背景及意义

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要研究内容

第2章 压滤式双极性电解槽热分析

2.1 引言

2.2 电解槽结构介绍

2.3 电解槽产热分析

2.4 电解槽散热分析

2.5 本章小结

第3章 新型氢氧除碳机散热系统仿真分析

3.1 引言

3.2 翅片管传热基本理论

3.3翅片管结构参数的确定

3.4 翅片管散热性能的仿真分析

3.5电解槽过渡过程的仿真分析

3.6电解槽稳态过程的仿真分析

3.7 本章小结

第4章 氢氧除碳机控制系统的研究

4.1 引言

4.2 氢氧除碳机控制系统综述

4.3 控制系统总体设计

4.4 产气速率控制

4.5 温度监测及散热系统控制

4.6 液位监测及控制

4.7 汽车状态检测及控制

4.8 其他安全措施

4.9 控制系统程序流程图及硬件实物图

4.10 人机界面

4 . 11 本章小结

结论

参考文献

声明

致谢