徐维铮 张水林 郑卫刚

(武汉理工大学交通学院， 湖北 武汉 430063)

汽车尾气热能回收系统建模仿真分析

徐维铮 张水林 郑卫刚

(武汉理工大学交通学院， 湖北 武汉 430063)

介绍了一种汽车尾气热能回收系统，利用Solidworks进行了建模仿真分析，并利用 Fluent软件对汽车尾气管出口处的速度场、压力场和温度场进行了定性的仿真分析。

汽车尾气； 余热； 斜盘式斯特林发动机； Solidworks仿真； Fluent仿真

0 前言

汽车工业是我国工业的支柱产业之一。中国汽车保有量不断增长，从2009年的6 280万辆增至2011年的10 578万辆，消耗的燃油约占国内汽油总消耗量的80%以上，占柴油总消耗量的40%以上。到 2020 年中国汽车保有量预计超过2亿辆，总燃油消耗量更将上升至3.2～4亿t。随着汽车工业的迅速发展，高功率、大排量的发动机层出不穷，车辆油耗不断上升，节能减排在发动机设计中日益受到重视。目前发动机热回收技术主要有废气涡轮增压、后接动力循环做功、余热温差发电、余热制冷或取暖等。本文介绍的一种汽车尾气热能回收系统对于节能和环境保护具有一定的实际意义。

1 汽车燃油能量消耗分布

现有的汽车多采用内燃机作动力，其工作时排出的气体携带大量热能。根据日产公司技术人员的研究，汽油燃烧产生的能量中最多仅有30%的能量转化为机械能，其中还有约5%的能量在摩擦和传动中被消耗，最后只有约25%的能量转化为驱动汽车行驶的动力。剩下70%的能量通过尾气排放等形式(30%的能量以散热方式被消耗，剩下40%的能量随尾气排出)散失到大气之中，详见图1。……