基于废热回收技术的商用柴油机燃油经济性研究



基于废热回收技术的商用柴油机燃油经济性研究

温室气体排放（GHG）法规将限制所有车辆的CO2排放量，为此需要开发新的概念车型。而余热回收（WHR）成为很有前途的研究领域。2014年，对商业车辆CO2排放量立法的第1阶段在美国推出，到2030年将会进一步加强。除了美国，欧洲也将引入商业车辆的CO2排放法规。为了满足未来法规要求，可从发动机内不同热源回收热量的WHR系统将是一个有益的解决方案。废气中含有大量能量（如高温和质量流量）具有很大的利用潜力。利用WHR系统可将这些能量转换成一种有效的能量形式，然后作为整个发动机的输出功率。未来面临的主要挑战是最大限度地提高系统效率。

分析了用于WHR系统的不同技术，介绍了作为商用车WHR系统的有机朗肯循环（ORC）应用程序。采用ORC技术进行WHR是改善低排放重型汽车燃油经济性的最有效方法。相比其它WHR技术，ORC技术具有更高的效率，其对减少CO2排放很有效，但还需要有一段时间才能实现ORC系统的批量生产。ORC系统具有很多优势，但是其对包装要求很高，这会增加车辆的额外质量；车载ORC系统需要的额外流体，对其进行处理、储存和运输对运输应用来说至关重要；装载ORC这种额外系统的维护和售后服务会产生较高的拥有成本。

研究表明，设计和优化具有最大输出功率的ORC系统是必不可少的。未来CO2排放立法的要求需要额外的节油技术，而ORC系统已经发展成为未来商用车概念的一个不可忽略的部分。

Katharina Eichler et al. SAE 2015-01-2807.

编译：朱会