张传明，魏名山，史 磊

(北京理工大学 机械与车辆学院，北京 100081)

0 引言

随着我国汽车产业的飞速发展，汽车消耗的燃油量越来越大，而对于车用柴油机，仅有大约40%的燃油能量转化为机械能[1]，其他热量则通过尾气和冷却水释放到大气环境中[2]。近些年对发动机油气混合和燃烧过程这两方面的研究已经不能满足发动机未来燃油经济性的目标要求[3]，如果能将发动机废热有效利用，将会提高发动机的燃油经济性，降低发动机油耗。

近几年，随着国际油价的飞速上涨，采用朗肯循环回收发动机余热是国际汽车行业比较热门的一个研究方向，如德国宝马公司[3]将水和乙醇作为循环工质，采用双循环系统分别对汽油机尾气和冷却水热量进行回收利用;美国康明斯公司[4]、奥地利 AVL 公司[5]对回收柴油机余热进行了相关研究。国内对发动机余热利用也进行了一些研究，如西安交通大学[6]对汽油发动机尾气和冷却水的余热回收利用并对朗肯循环的工质进行了筛选，北京理工大学对采用R123作为循环工质回收柴油机排气余热进行了理论研究[7]和试验研究。

本文的余热回收系统采用R245fa作为朗肯循环的工质，对某车用柴油机尾气热量进行回收。

1 柴油机尾气余热回收系统

柴油机尾气余热回收系统如图1所示，其工作过程为:工质由状态1经过液压泵压缩变为状态2高压液体，高压液体进入蒸发器吸收发动机尾气的热量变为状态3高压蒸汽，高压蒸汽3进入膨胀机膨胀变为状态4，并推动膨胀机对外输出功，而后低压蒸汽4进入冷凝器冷凝为低压液体1完成一循环，蒸发器中的发动机尾气则由状态5变为状态6。……