重载卡车柴油机余热回收系统探索与方案对比

摘要

基于朗肯循环的余热回收技术被视为是改善发动机燃油利用率,降低排放的重要手段.本文以中美卡车研究利用协作知识联盟框架下超级卡车项目为背景,旨在提出满足小型化,轻量化要求,满足提高发动机原机热效率4-5％要求的高效非制冷剂朗肯循环方案.为满足以上要求,本文选择了CO2和两种烷烃类工质丙烷和环戊烷,分析了它们在不同循环模式(亚临界和跨临界)下的性能.最后,在之前分析的基础上,本文甄选出了三个满足设定效率提升要求的方案,对其进行了综合性比较.分析结果表明,所选的三个方案都能有效回收烟气余热,但是对于低温的缸套水余热,CO2跨临界循环方案最优,丙烷跨临界循环方案次之,环戊烷亚临界循环方案最差.以系统效率而言,环戊烷亚临界循环方案效率最高,丙烷跨临界循环方案次之,CO2跨临界循环方案效率明显低.综合分析三个方案,CO2跨临界循环方案和环戊烷亚临界循环方案针对车用环境都存在明显的劣势.相比之下,丙烷跨临界循环方案较好的满足多方面条件,适合于车用柴油机余热回收.