基于內(nèi)燃機(jī)廢氣能量回收的不同渦輪增壓方法比較研究

基于內(nèi)燃機(jī)廢氣能量回收的不同渦輪增壓方法比較研究

提出了兩種新的增壓方法，分別為蒸汽渦輪增壓和蒸汽輔助渦輪增壓，并且將二者進(jìn)行了對(duì)比。這兩種增壓方法的原理都是基于內(nèi)燃機(jī)（IC）廢氣能量回收技術(shù)。為了更好地說明這兩種新型渦輪增壓方法的優(yōu)勢(shì)，將廢氣渦輪增壓、蒸汽渦輪增壓和蒸汽輔助渦輪增壓在乘用車汽油機(jī)上進(jìn)行了試驗(yàn)，然后進(jìn)行了對(duì)比研究，并且分析了各種增壓方法對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響以及渦輪增壓系統(tǒng)的能量流。

通過研究發(fā)現(xiàn)：蒸汽渦輪增壓可以在內(nèi)燃機(jī)（IC）整個(gè)轉(zhuǎn)速范圍達(dá)到目標(biāo)進(jìn)氣壓力，然而蒸汽輔助渦輪增壓卻只能在低速情況下提高發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣壓力。從節(jié)能角度出發(fā)，3種增壓方法的節(jié)能潛力從高到低依次為蒸汽渦輪增壓、蒸汽輔助渦輪增壓和廢氣渦輪增壓。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低于2000r/min時(shí)，與另兩種渦輪增壓方法相比，蒸汽渦輪增壓有較高的廢氣能量回收效率，最大可以達(dá)到6.5%。由于排氣壓力較低，因此低速情況下廢氣渦輪增壓的廢氣能量流速、渦輪效率、廢氣能量回收效率是最低的。當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速高于2000r/min時(shí)，廢氣渦輪增壓的進(jìn)氣壓力可以達(dá)到目標(biāo)值。此時(shí)，廢氣渦輪增壓的廢氣能量回收效率與蒸汽渦輪增壓的效率相同，并且二者都會(huì)隨著發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的增加而降低。

刊名：Applied Energy（英）

刊期：2013年第113期

作者：Jianqin Fu et al

編譯：劉曉瑩