汽车废气能量回收装置的研究

摘要

节能是汽车工业发展的三大主题之一。由于能源消耗的加剧，汽车节能问题备受人们的关注。有关研究资料表明，汽车燃料燃烧所发出的能量只有三分之一左右被有效利用，其它的能量被排放到大气中，不仅造成了能源的浪费，还带来了不良环境影响。因此，采用有效手段充分利用汽车排放的废热应当是我们实现汽车节能、降低排放的一个研究方向。　　本文对当前提出的各种汽车余热利用手段进行了分类，并做了综合分析比较，提出汽车废气涡轮发电可能是比较理想的汽车余热利用方式，并进行了初步设计。　　本文首先对汽车废气能量进行了分析，提出应当用有效能的能量衡算方法分析汽车废气能量，指出了影响废气能量的因素并提出了提高废气中可用能量的措施。其次，本文分析了不同排气系统在废气能量利用上的差异，提出了能量利用效率较高的排气系统方案并针对一台发动机进行了设计。再次，本文提出了效率最大化的涡轮设计方法并编制了优化程序，针对一台柴油发动机利用编制的优化设计程序进行了涡轮部分设计。　　本文最后对现有的涡轮损失模型进行了分析，选择出预测精度较高的一组模型构成涡轮性能预测模型并编制了预测程序。利用编制的预测程序对所设计的涡轮进行了性能预测，发现采用本文所述的装置可有效地回收发动机废气能量，所回收的能量较大，不仅能够满足发动机本身发电装置的动力需求，而且有多余的动力输出供其他设备使用。从预测的结果中还发现了涡轮设计中应注意的问题，为涡轮的加工制造提供了有益的指导。

目录

文摘

英文文摘

引言

第一章汽车废气能量的分析

1.1概述

1.2废气能量分析的方法

1.3废气能量中的有效能损失分析

1.4提高废气能量利用效率的措施

1.4.1改变发动机结构的措施

1.4.2减少废气能量传递过程中的( )损失措施

第二章排气系统设计

2.1排气系统设计基本要求

2.2排气系统结构选择

2.3针对ZH100柴油发动机的排气系统设计

第三章涡轮部分设计

3.1本文涡轮设计与增压系统涡轮设计的区别

3.2涡轮初步设计

3.2.1涡轮型式选择

3.2.2涡轮设计前需确定的参数

3.2.3涡轮热力气动计算和参数的初步确定

3.2.4涡轮损失计算和涡轮参数的进一步确定

3.3涡轮设计优化

第四章涡轮性能预测

4.1传统预测方法及比较

4.1.1蜗壳损失模型

4.1.2冲角损失模型

4.1.3叶轮通道损失模型

4.2应用准三元流动分析的性能预测方法

4.2.1叶轮内部流动准三元分析

4.2.2影响分离损失的因素

4.2.3应用准三元流动分析的涡轮损失模型

4.3涡轮性能预测

4.3.1预测模型的通用化处理

4.3.2所设计涡轮的性能预测

4.3.3涡轮性能预测结果分析

4.3.4涡轮性能预测发展方向

结论

参考文献

附录：符号表

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致谢

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