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排气背压对汽车尾气温差发电系统的影响分析
| 论文题名： | 排气背压对汽车尾气温差发电系统的影响分析 |
| 关键词： | 汽车尾气温差发电系统;排气背压;节能减排 |
| 摘要： | 随着经济的迅速发展，能源与环境危机日益突出。尤其国内车辆数量的激增产生了一系列问题。不可再生能源石油的过渡消耗以及尾气排放带来的环境污染和全球气候恶化成为当今世界各国不可回避的严峻挑战。节能减排成为了目前汽车行业的主流声音。在此背景下，汽车尾气温差发电系统的研究就十分必要，汽车尾气温差发电即通过热电模块吸收高温尾气的热能，转换成有效的电能，提供给车辆的相关电器设备使用，优点在于有效回收发动机排放的高温尾气耗散掉的能量，从而间接减少了油耗，同时也降低了尾气排放对大气的污染，达到了节能减排的目的。 本文的研究是分析了国内外汽车尾气温差发电系统应用于车辆上的研究现状，提出了载入汽车尾气温差发电系统之后对发动机性能的影响问题。基于排气背压的变化考虑对发动机性能的影响。运用GT-Power建立发动机工作过程模型，再分别建立不同气箱模型，导入到发动机模型中进行联合仿真，通过设定发动机不同工作转速下得到发动机各方面性能参数曲线。并在同一转速下设定不同背压得到发动机各方面性能参数曲线。在GT-post中查看数据结果。并将各组数据通过Matlab做成对比曲线，得到发动机动力性、经济性和排放等性能对比曲线。得出在2000rpm以下，汽车尾气温差发电系统对发动机性能影响有限。但在较高转速时，由于汽车温差发电系统的加入导致排气背压的迅速增加，使发动机的动力性、经济性和排放情况恶化。在对气箱结构优化后，情况得到改善，优化方案二的发动机的动力性、燃油经济性和排放污染方面大概有5％提升，效果显著。 本文最后对汽车温差发电系统进行建模，运用CFD分析其热场，找到气箱温度场分布梯度规律，汽车尾气温差发电系统的发电效率与气箱温度分布有密切关系，模块冷热端温差决定了发电效率的高低，而合理的温度分布有利于提高换热效率及温差发电系统的发电效率。本文从优化背压的角度把温度场与背压建立联系，保证温度梯度分布合理的情况下减少气箱压降，从而减少对发动机性能的影响，也提高了汽车尾气温差发电的效率。 |
| 作者： | 刘世涛 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 苏楚奇 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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