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(1 上海交通大学制冷与低温工程研究所 上海 200240； 2 上海高效冷却系统工程技术研究中心 上海 200240)

近十年，化石燃料快速消耗造成能源供应不足，汽车尾气排放恶化了生态环境。低品位能源的废热利用重新受到关注[1-2]。汽车发动机中约60%～70%的燃油能量以废热的形式散失。此外，越来越严格的排放要求和燃油利用效率指标也迫使人们在能源回收再利用领域做出质的改变。为进一步减少污染及改善欧洲市场汽车燃油经济性，欧洲环境署在2014年4月24号宣布了针对欧洲汽车工业最新的二氧化碳排放法规。2015及2021年的目标相对于2007年分别减少18%和40%。美国新能源法要求其汽车行业在2020年前，把汽车燃油效率提高40%。为进一步减少污染以及改善汽车燃油经济性，按照中国的法规CAFC，2015年燃油排放限值应达到0.069 L/km，2020年应达到0.005 L/km。提高发动机的燃油效率成为汽车行业首要解决的难题。

车用有机朗肯循环回收重卡EGR (exhaust gas recirculation)、CAC (charge air cooler)的余热在国外已展开研究，但国内在商用车小型有机朗肯循环系统领域的研究仍较少。膨胀机作为有机朗肯循环的核心部件一直是研究的热点[3-4]。目前国内余热回收技术主要集中在采用螺杆式膨胀机的大型热电厂的废热回收，且已经达到了成熟的商用技术；国外对膨胀机的研究主要基于仿真进行分析。梁任等[5]针对螺杆膨胀机的工作特点建立了热力学模型，分析得知冷却水进口温度对系统影响最大，冷凝器的工况调节是优化系统的有效措施；S. Declaye等[6]对开式膨胀机在ORC系统中的性能进行了实验研究，当蒸发温度和冷凝温度分别达到97.5 ℃和26.6 ℃时系统循环效率具有最大值8.5%，此时等熵效率75%；……