Войти
Блок рекуперации тепла выхлопных газов в Toyota Prius PHV Система рекуперации тепла выхлопных газов преобразует энергию отработанного тепла в выхлопные газы в электрическую энергию для аккумуляторов или механическую энергию, возвращаемую на коленчатый вал. Эта технология вызывает растущий интерес, поскольку производители автомобилей и тяжелых транспортных средств продолжают повышать эффективность, экономить топливо и сокращать выбросы.
Хотя технологические усовершенствования значительно снизили расход топлива двигателей внутреннего сгорания, пиковая тепловая эффективность 4-тактного двигателя с циклом Отто составляет около 35 %, что означает, что 65% энергии, высвобождаемой из топлива, теряется в виде тепла. Высокоскоростные дизельные двигатели работают лучше с пиковым КПД около 45%, но все еще далеки от максимального теоретического КПД, поскольку 55% топливной энергии отбрасывается в виде тепла.
Цикл Ренкина Системы испаряют воду под давлением с помощью парогенератора, расположенного в выхлопной трубе. В результате нагрева выхлопными газами жидкость превращается в пар. Затем пар приводит в движение расширитель двигателя Ренкина, турбину или поршни. Этот расширитель может быть напрямую привязан к коленчатому валу теплового двигателя или подключен к генератору для выработки электроэнергии.
Британские исследователи из Университета Лафборо и Университета Сассекса пришли к выводу, что отработанное тепло двигателей легковых автомобилей в паросиловом цикле может обеспечить экономию топлива на 6,3% - 31,7%, в зависимости от при рабочем цикле, и что высокая эффективность может быть достигнута при практических рабочих давлениях.
Вторая технология, термоэлектрические генераторы (Seebeck -, Эффекты Пельтье -, Томсона ) также является вариантом для рекуперации тепла из выхлопной трубы, но не находит практического применения в современных автомобилях.
Сталкиваются с новыми американскими, европейскими, японскими или китайскими правилами, все более и более строгими в отношении выбросов CO2 и тепла выхлопных газов Восстановление звучит как один из наиболее эффективных способов восстановления свободной энергии, поскольку тепло генерируется двигателем разными способами. Многие компании разрабатывают систему, основанную на цикле Ренкина:
Немецкая компания была одной из первых, кто изучил рекуперацию тепла выхлопных газов с помощью системы Ренкина под названием Turbosteamer.
Гибридный автомобиль Chevrolet Malibu 2016 года оснащен системой выхлопных газов рекуперации тепла (EGHR) для ускорения нагрева охлаждающей жидкости. Это обеспечивает более быстрый нагрев охлаждающей жидкости двигателя, которая, в свою очередь, быстрее нагревает двигатель. Используется меньше топлива, что снижает выбросы. Это также ускорит нагрев кабины для комфорта пассажиров и разморозку окон. Для гибридных приложений он также может нагревать аккумуляторную батарею. Система охлаждения соединена с теплообменником, размещенным в выхлопном газе, передающим тепловую энергию выхлопного газа в систему охлаждения. Когда двигатель нагревается, выхлопные газы отводятся в байпасную трубу.
Honda также разрабатывает модуль на основе цикла Ренкина для повышения общей эффективности гибридных автомобилей за счет рекуперация тепла двигателя и превращение его в электричество для аккумуляторной батареи. В цикле шоссе США система цикла Ренкина регенерировала в три раза больше энергии, чем система рекуперативного торможения автомобиля.
Французская компания Exoès специализируется на разработке и производстве систем рекуперации тепла выхлопных газов на основе циклов Ренкина. Система EVE, Energy Via Exhaust, обеспечивает экономию топлива от 5 до 15%.
Barber-Nichols Inc. разрабатывает технологии Rankine для транспортных средств.
Немецкий консорциум объединяет большинство производителей двигателей внутреннего сгорания во всем мире. Две рабочие группы в настоящее время изучают системы рекуперации тепла выхлопных газов на легковых автомобилях.
Renault Trucks: в рамках экологической инициативы All For Fuel Eco Initiative компания Renault Trucks изучает систему Ранкина для автомобилей дальнего следования, которая может привести к 10% экономии топлива. Цель состоит в том, чтобы произвести достаточно энергии для питания компонентов и электронных вспомогательных устройств электричеством и снизить потребление топлива за счет снижения нагрузки на генератор.
'WildFire Система рекуперации тепла (WFHRS) находится в стадии разработки и использует потерянное тепло как охлаждающей жидкости, так и выхлопных газов. Эта система механически добавляет мощность обратно в трансмиссию, используя двигатель Ренкина в качестве метода преобразования энергии. WFHRS разработан для множества различных применений, как с фиксированной, так и с регулируемой частотой вращения, послепродажного обслуживания и OEM-приложений, но обычно ориентирован на более крупное оборудование, такое как большие шоссейные грузовики, дизельные генераторы, большие автобусы и дома на колесах, морские суда, средние дежурные грузовики и т. д.
IFPEN, Enogia и Alstom разрабатывают систему под названием Trenergy, предназначенную для повышения эффективности поездов топлива.
Топливная эффективность, сокращение выбросов CO2, надежность и затраты - необходимые составляющие стратегии производителей Формулы 1. Автомобильный спорт также является хорошим местом для испытания и оценки технологий, которые, будучи однажды сделанными надежными, и с затратами, сокращенными опытом производства, могут быть адаптированы для частных автомобилей. Конструкторы Формулы 1 создали одну из первых систем рекуперации тепла выхлопных газов, и в настоящее время эти устройства являются неотъемлемой частью встроенных технологий на F1. Рекуперация тепла должна была стать обязательной на чемпионате F1 2014 года.
