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汽车尾气温差发电装置热端与消声器结构集成设计研究
| 论文题名： | 汽车尾气温差发电装置热端与消声器结构集成设计研究 |
| 关键词： | 温差发电系统;集成式废热通道;汽车尾气;消声器结构 |
| 摘要： | 汽车尾气温差发电系统作为一种无污染、无运动且能够高效回收汽车尾气热能的汽车能量回收策略，可以提高汽车的燃油经济性，达到节能减排的目的。汽车尾气温差发电系统普遍将装载热电材料的温差发电器集成在汽车排气管内，存在过多占用汽车底盘空间，增大排气背压以及与排气系统中三元催化器、消声器等部件不兼容的问题，阻碍温差发电技术在汽车尾气热能回收方面的应用和普及。 本文分析总结国内外汽车尾气温差发电器的研究现状，创新性地提出将汽车尾气温差发电器与消声器的结构集成方案以及集成式废热通道的结构设计方案，即四边形截面和六边形截面的集成式废热通道，解决现阶段技术瓶颈并实现空间及材料利用的最大化。 基于汽车尾气温差发电器热能回收效率的角度，分析集成式废热通道的热场和流场。在STAR-CCM+的仿真平台中，导入两种集成式废热通道的CAD模型，计算得到集成式废热通道的表面温度场、压力场以及速度矢量场的分布情况。两种集成式废热通道的表面温度较高且温度场分布均匀，可以满足高效的尾气温差发电器对热端的热场性能要求。集成式废热通道的背压满足汽车发动机系统对排气系统的背压要求。 为达到汽车温差发电器噪声控制的目标，在GT-POWER中搭建了集成式废热通道的模型，计算分析两种集成式废热通道的噪声传递损失和插入损失。在与2.0L世嘉发动机系统的联合仿真中，两种方案的尾管噪声平均值在95dB左右，满足消声器的消声性能要求。四边形截面的集成式废热通道具有较大的消声量，但两种集成式废热通道均存在低频段消声性能较差的问题。 本文提出集成式废热通道的设计方案，作为简化温差发电系统和提高温差发电系统与汽车排气系统的兼容性的有效途径。通过对集成式废热通道的热场仿真和声学分析，从理论角度验证集成式废热通道设计的可行性。 |
| 作者： | 叶冰清 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 邓亚东 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 武汉理工大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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