汪律辰, 李潇宇, 郑泽兴, 汪陈芳

(合肥工业大学 汽车与交通工程学院,安徽 合肥 230009)

随着近年来能源供需矛盾日益加剧、排放法规日益严格,天然气发动机以其燃料资源丰富、排放污染低、价格实惠的优点而受到国内外学者的广泛关注与研究[1-3]。传统天然气发动机大都采用稀薄燃烧+氧化催化的形式,排气始终处于富氧状态，不利于NOx的催化还原;随着排放标准的提高,国Ⅵ天然气发动机开始采用当量燃烧+废气再循环系统(exhaust gas recirculation,EGR)+三元催化的方式,降低了NOx的排放,但是发动机排气温度与热负荷也随之增加,不仅对燃料能量造成极大浪费，也大幅降低了发动机的热效率。如果在天然气发动机车上加装一套朗肯循环余热回收系统,那么循环工质可吸收一部分尾气与EGR废气的余热,然后通过朗肯循环膨胀做功,对外输出高品质的电能或机械能[4],既有效利用了高温废气余热,也降低了国Ⅵ天然气发动机热负荷与爆震的倾向[5]，且提高了内燃机的热效率,改善了汽车的燃油经济性[6]。

早期的简单朗肯循环余热回收系统只回收了单一的发动机排气废热,整体热效率不高。近年来,有关发动机废气朗肯循环余热回收的研究越来越多,但大多数只侧重于工质选型与设计循环系统来改善热效率。文献[7]针对一台六缸重型柴油机设计了一套高温级排气蓄热+低温级双级有机朗肯循环的联合系统来回收柴油机尾气余热、EGR废气余热、冷却水与中冷器的余……