汽車廢氣余能回收利用裝置設(shè)計(jì)【含Solid Edge三維及6張CAD圖帶外文翻譯】
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汽車廢氣余能回收利用裝置設(shè)計(jì)摘 要節(jié)能足汽車工業(yè)發(fā)展的三大主題之一。由于能源消耗的加劇，汽車節(jié)能問(wèn)題備受人們的關(guān)注。有關(guān)研究資料表明，汽車燃料燃燒所發(fā)出的能量只有三分之一左右被有效利用，其它的能量被排放到大氣中，不僅造成了能源的浪費(fèi)，還帶來(lái)了不良環(huán)境影響。因此，采用有效手段充分利用汽車排放的廢熱應(yīng)當(dāng)是我們實(shí)現(xiàn)汽車節(jié)能、降低排放的一個(gè)研究方向。本文對(duì)當(dāng)前提出的各種汽車余熱利用手段進(jìn)行了分類，并做了綜合分析比較，提出汽車廢氣渦輪發(fā)電可能是比較理想的汽車余熱利用方 ，并進(jìn)行了 設(shè)計(jì)。本文 對(duì)汽車廢氣能量進(jìn)行了分析，提出應(yīng)當(dāng)用有效能的能量 方 分析汽車廢氣能量，出了影響廢氣能量的因 并提出了提 廢氣中可用能量的 。其 ，本文分析了不 排氣 廢氣能量利用 的 ，提出了能量利用效 較 的排氣 方 并 對(duì)一 發(fā) 進(jìn)行了設(shè)計(jì)。， 對(duì)一 發(fā) 利用 的 ?設(shè)計(jì)￠￡進(jìn)行了渦輪?分設(shè)計(jì)。本文還 對(duì)一 ￥?的發(fā) 排氣 設(shè)計(jì)了渦輪 §，渦輪currency1'，“，“?，對(duì)此?分的設(shè)計(jì)是??渦輪fifl來(lái)設(shè)計(jì)的。其?分fifl由渦輪計(jì) 出。由于能–有?，?·? ， 現(xiàn) 的發(fā)電 設(shè)計(jì)???當(dāng)成?，本文不 ￥? 對(duì)發(fā)電 ?分進(jìn)行設(shè)計(jì)，本裝置只設(shè)計(jì)到“?分，“”可?裝…向‰ ?， 可?`要設(shè)計(jì)的發(fā)電 “，′要注?的是本裝置設(shè)計(jì)的“?一”?ˉ?，˙只有一”“向¨ ，?一”的“向¨ 還′要電 ? 的“?來(lái)實(shí)現(xiàn)。本文?￥??個(gè)ˇ—三 其cad 一一 出，并 本文之中 ?三 ?分 ，一 中對(duì)設(shè)計(jì) 加 ?關(guān) a 汽車 廢氣 余熱 能量利用 渦輪From car exhausts to recycle the device designAbstractEnergy conservation is one of three big subjects in automobile industry development Becauseenergy consumption intensifying，the question of automobile energyconservation prepares people’Sattention The related research material indicated，the energy sending oat from automobile fuel burningonly has about 1 3 effectively been used，other energies discharge into the atmosphere，not only hascreated the energy waste，butalso has brought the poor environmental influence Therefore，adopting theeffectivemethod to fully utilize the waste heat discharging from the automobile has to be a researchdirection This article has classified the method of the current from a variety of the use of a classification yuremeans, and comprehensive analysis and comparison, the turbine generation are more likely to exhaust thecar, and yure of the preliminary design. The first to exhaust the energy was analysed and efficiency of energy shall be in a republican wayanalysis is to exhaust the energy that had to exhaust the energy for the proposed increase in exhaust can useof energy. second, this article analyzes the different systems in the exhaust the energy of differences andenergy efficient use of the higher the exhaust system solutions and an engine of the design.This article has analyzed the difference in the exhaust gas energy utilization of different exhaustsystem ， proposed the exhaust system plan which can bring about higher efficiency of energyutilization，and carried on the design which aims at a diesel engine，This article for a specific the engine exhaust system design, the turbine, the turbine, bearings, shaft,owing to limited ability, knowledge is limited, and furthermore, the generator design skills are quite ripe,and this is no specific system for electricity generation of design. the specific each component three vitouand cad is a picture of a graph and, in this paper attached to a few parts of the 3d images, and the plane wasto design more clear!Key words automobile exhaust gas waste heat energy utilization turbine2? ??一o ..................................................................................................................51.1 、研究 ? .....................................................................................................51.1.1、汽車廢熱利用的? ...................................................................................51.1.2、汽車廢熱利用 ........................................................................................51.2、研究進(jìn)展綜?...........................................................................................................61.2.1、渦輪 ??.................................................................................................61.2.2、余熱 ???.................................................................................................61.2.3、余熱發(fā)電...........................................................................................................81.2.4、余熱采? ........................................................................................................91.3、?? .........................................................................................................................101.4、本文主要工 ........................................................................................................10? o 對(duì)ZH4100 排氣 的渦輪?分設(shè)計(jì).................112.1、ZH4100 的?關(guān)資料...............................................................................112.2、排氣 currency1 ....................................................................................................112.3、渦輪設(shè)計(jì)..................................................................................................................122 3 1、渦輪 選擇........................................................................................122 3 2、渦輪設(shè)計(jì)前′確 的參數(shù).................................................................132 3 3、￥?計(jì) 驟........................................................................................142 3 4、渦輪損失計(jì) 和渦輪參數(shù)的計(jì) 進(jìn)一 確 ............................17?三o 其他?—的匹配設(shè)計(jì) ..........................................................................193.1、“設(shè)計(jì).......................................................................................................................193.1.1 、“的?構(gòu)設(shè)計(jì)..............................................................................................193.1.2 、“的材料選擇..............................................................................................203.1.3 、“的強(qiáng)度校核 ............................................................................................2033.2、渦§設(shè)計(jì) ................................................................................................................223.3、?”渦蓋設(shè)計(jì) ......................................................................................................233.4、大”渦蓋設(shè)計(jì).........................................................................................................233.5、?分 預(yù)覽.........................................................................................................24?四o 感謝.....................................................................................................................24參考文獻(xiàn) .............................................................................................................25?1 符號(hào)表4 ?一o 1.1 、研究 ? 社會(huì) 濟(jì)的發(fā)展使能源消耗量急劇 加，能源供′矛盾日益突出，并造成了嚴(yán)重的環(huán)境問(wèn)題。由于汽車保有量越來(lái)越大，汽車的能源消耗 總能源消耗中所占的比例越來(lái)越 ，汽車節(jié)能問(wèn)題越來(lái)越受到各個(gè)國(guó)家的關(guān)注，成?當(dāng)今世界汽車工業(yè)發(fā)展的主題。我國(guó)是一個(gè)石 存儲(chǔ)量?對(duì)欠缺的國(guó)家，?前 成?世界? 大石 進(jìn)口國(guó)，而汽車消耗的能源主要是石 燃料。隨著我國(guó)汽車工業(yè)的迅速發(fā)展，提 汽車燃料有效利用和減少環(huán)境污染 我國(guó)￥有 ?重要的戰(zhàn)略? 。調(diào)查研究表明，汽車燃料燃燒所發(fā)出的能量只有三分之一左右被有效利用，其它的能量被散發(fā)、排放到大氣中，這造成了能源的浪費(fèi)，并帶來(lái)了不良環(huán)境影響。因此有效利用汽車廢熱是實(shí)現(xiàn)汽車節(jié)能，降低汽車能源消耗的一個(gè)有效途徑。1.1.1、汽車廢熱利用的? 從?前汽車所用發(fā) 的熱 來(lái)看，用于 –輸出的功 一般只占燃 燃燒總熱量的30％一45％( )或20％一30％(汽 )。?廢熱形 排出車外的能量占燃燒總能量的55％一70％( )或80S一70S(汽 )，主要包括循環(huán)?卻水帶走的熱量和尾氣帶走的熱。表1.1?內(nèi)燃 的熱 從表l中可?看出汽車廢熱利用有較大的? ，其有效利用自然受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注，不少人致–于此方 研究。1.1.2、汽車廢熱利用 由于車用發(fā) 殊的使用場(chǎng)合，汽車廢熱利用￥有鮮明的 和 殊的要求，可?這些 簡(jiǎn)單歸?如下 一是汽車廢熱的品位較低，能量回收較困難 是廢熱利用裝置要?構(gòu)簡(jiǎn)單，?積?，重量輕，效 三是廢熱利用裝置要抗震 ，抗沖? ?? ?81量熱 各分項(xiàng)％ 汽 速 中速 轉(zhuǎn)變?有效功的熱量 20～30 30～40 35～45?卻介質(zhì)帶走的熱量 25～30 20～25 10～20廢氣帶走的熱量 40～45 35～40 30～40其它熱量損失 5～10 5 ～10 10～15? ?4表? ?? ?? ?8535擊，適應(yīng)汽車運(yùn)行環(huán)境 四是要保證汽車使用中的安全 是要不影響發(fā) 工 ， 降低發(fā) – 和 濟(jì) 。由于汽車廢熱利用￥有 ? ，使 研究的成多， 業(yè)? 的不多，只 廢氣渦輪 方 實(shí)用 進(jìn)展。1.2、研究進(jìn)展綜??前，國(guó)內(nèi)外汽車余熱利用的??，從熱源來(lái)看，有利用發(fā) ?卻水余熱和利用排氣余熱 種，從用途 來(lái)看，有廢氣渦輪 、 ??調(diào)、發(fā)電、采?、 良燃料 方 。 所有一?方 中，只有廢氣渦輪 實(shí)現(xiàn)了 業(yè)?，其他方 由于??和其他方 因， 于研 或 段， 業(yè)? 。?下從用途 分類介 國(guó)內(nèi)外?關(guān)??的研究 。1.2.1、渦輪 ??廢氣渦輪 ??是利用廢氣中的?分能量來(lái)提 內(nèi)燃 的進(jìn)氣 –進(jìn)而 加充氣量、? – 和 濟(jì) 的內(nèi)燃 能提 ??。廢氣渦輪 裝置主要由 “裝配的渦輪和 氣 成，發(fā) 排出的廢氣 排氣currency1進(jìn) 渦輪 渦輪運(yùn)轉(zhuǎn)，從而帶氣 鮮?氣并 ?進(jìn)氣currency1￠ 發(fā) 汽￡內(nèi)。廢氣渦輪 了內(nèi)燃 的– 和 濟(jì) ， 這種 理方 的主要?的是?￥廢氣中的?分能量來(lái)提 內(nèi)燃 的進(jìn)氣 – 加充氣量，而不是回收 利用廢氣中的能量 ?外，由于內(nèi)燃 `渦輪裝置?合工 §能量currency1'的 ，使 內(nèi)燃 的加速 能和“? 受到影響，? 內(nèi)燃 的使用 加了一些強(qiáng) 加?—，造成使用 的不fifl 此外，這種??和裝置 汽 `? 使用§效 不明–，?前多 大 使用，使用 向`??受到一 ? 。隨著汽 電· ???的??運(yùn)用，汽 廢氣渦輪? 到發(fā)展。 是汽 廢氣渦輪 還′?”發(fā) ?震、熱…‰ 加 問(wèn)題?能大 量 使用。1.2.2、余熱 ????前， `車?調(diào)中，占 ′?位的是?汽 ?調(diào) ，采?ˉ利用發(fā) ?卻水余熱。`車?調(diào)一般要消耗8～12％的發(fā) –，這一方 加了 耗，加大了廢氣排放量，加劇了?氣的污染 ?一方 ? ˙水¨?熱，影響`車 – §由于?汽 ?調(diào) 采用的 ?工質(zhì)? 利?類?合?， 致??效應(yīng)加劇。因此?”ˇ適 ` ?功耗之 的矛盾 成?現(xiàn)—`車?調(diào)研 中的難題?；厥蘸屠冒l(fā)排氣余熱來(lái) ? ，實(shí)現(xiàn)`車?調(diào)，是理想的節(jié)能方 ， 是?前世界各國(guó) 研究的 題。?前提出的這方 ??主要有 收 和 種。? ?8? ?56 收 ?收 ? 理是?熱能? –來(lái) 成 ?循環(huán)的，有利用汽車循環(huán)?卻水余熱和利用排氣余熱 種途徑。 ?關(guān)文獻(xiàn)中，研究 多的是利用循環(huán)?卻水余熱來(lái)實(shí)現(xiàn) 收 ?，由于排氣?度 于?卻水?度， 可利用熱量大于?卻水，當(dāng)然 可?利用排氣余熱來(lái)實(shí)現(xiàn) 收 循環(huán)。 收 ?循環(huán) 中，所采用的工質(zhì)有水一 ? 、一水、R22-ETEG、R22、R22-DMF 。 收 ? 有較大的COP(?對(duì)于 而， ?構(gòu) 、?積大、造 ，而 四?(發(fā) ?、? ?、 收?、?發(fā)?)′要自由水 ，不 適用于 ? 于 a、運(yùn) 的汽車。??是利用 些¨??質(zhì) 一 ?度、 –下能 種氣?或水?汽， ?一種?度、 –下 能 它?放出來(lái)的 。來(lái)實(shí)現(xiàn) ?。這種 `? ?￠ 致 –變?，從而˙到了 的 用。? ? 由發(fā) ?、? ?、?發(fā)?和節(jié)?裝置 成。 余熱回收中可?考o(jì) 種方 ，利用?卻水中的熱量和利用發(fā) 排氣中的熱量。如 使用從發(fā) ?卻水中回收的熱量，由于水` ?的 熱效 于氣?` ?的 熱效 ，對(duì)熱量回收較?有利 是熱源?度?對(duì)較低(低于100 ，`用于?卻的?氣?度? 不大，這 循環(huán)的? 比較?，使循環(huán)的 ? 量較低，對(duì)工 是不利的。如 使用從發(fā) 排氣中回收的熱量，氣?` ?的 熱效 低，造成回收熱量困難， 由于發(fā) 排氣的?度較 (汽 500～600 ， 于?卻水的?度)，對(duì)熱量回收 是有利的，而 此?度`?卻?氣的?度? 較大，可?使 循環(huán)? 較大，從而 較大的 ? 量。 ?構(gòu)簡(jiǎn)單、造 低， 提 的currency1熱currency1質(zhì)能–的? 下，可大大提 的 能，是較?理想的 。 ?的COP不 ，′要較 預(yù)備§ ，單位質(zhì)量的 的 ?功 較?， 重，廢熱利用 不 ，而汽車?調(diào)要求?積?、 ?量大、 能可?、 方fi。這? 了它的應(yīng)用和發(fā)展。要 到? 要求，??提 COP? 單位質(zhì)量 ?功 。?前， ? 中，?用的 質(zhì)( ? )有?氣、水、 、 氣、RJ34a、R22 。? ?、趙亂成、鐘瓊香 提出了利用?HCFC--123?工質(zhì)的汽車余熱 的 ?? 。 ? ?循環(huán)的主要 是? ??—替 ，?消耗熱能 ?補(bǔ)償來(lái)實(shí)現(xiàn) ?的。其工 循環(huán)如下 ? ?? ?86? ?8? ?? ?? ?5437 被加熱?加熱的 ? 工 ?汽， ? currency1進(jìn)行絕熱膨脹，形成一股低 、 速氣?，??發(fā)?內(nèi)的低 氣 ? 抽 到 ??內(nèi)，并`之混合， 擴(kuò) ?內(nèi) 進(jìn) ? ?，被?卻介質(zhì)? 成液?。然 ，一?分 ?液 ? ? ?節(jié)?閥降降?， ?發(fā)?中 熱氣?變成低?低 ?汽 ?一?分ˉ ?循環(huán)如下 被加熱?加熱的 ? 工 ?汽， ? currency1進(jìn)行絕熱膨脹，形成一股低 、 速氣?，??發(fā)?內(nèi)的低 氣 ? 抽 到 ??內(nèi)，并`之混合， 擴(kuò) ?內(nèi) 進(jìn) ? ?，被?卻介質(zhì)? 成液?。然 ，一?分 ?液 ? ? ?節(jié)?閥降降?， ?發(fā)?中 熱氣?變成低?低 ?汽 ?一?分ˉ ?循環(huán)泵被提 –￠回加熱?，用 工 ?汽。 ? ? 除循環(huán)泵外沒(méi)有其它運(yùn) ?—，而 中的工 ?汽` ? 是 ～種?質(zhì)，不′要類似 收 ? 中的 ? 分離設(shè)備，因而?構(gòu)簡(jiǎn)單，耗功量少。 加 可?利用低品位熱能，所?適用于有余熱可?利用的汽車?調(diào)?。 1.2.3、余熱發(fā)電利用廢氣能量發(fā)電的方 基本有三種，分別?利用半 ?? 發(fā)電、 龍透 發(fā)電和廢氣渦輪發(fā)電。半 ?? 發(fā)電o隨著半 ?材料 其加工??的發(fā)展，金屬 ?熱電轉(zhuǎn)?效 逐漸提 ，利用半?? 發(fā)電 –?疇有了應(yīng)用的可能。資料表明 半 ?? 發(fā)電材料的熱電轉(zhuǎn)?效 可 3 3％，甚至是7％。吉林大學(xué)的董桂田 ? 證明用汽車發(fā) 排氣廢熱? 發(fā)電能夠 —currency1 的汽車發(fā)電 ， ? 發(fā)電 熱降?對(duì)汽車整? 能大有稗益。因?? 發(fā)電截?了?分currency1 熱楓?源的熱量使其熱效 有所提 ， ?度降低 致排氣 –減少 有￥于汽車I噪聲水 下降，這可使汽車消音?的?構(gòu)簡(jiǎn)?緊湊。 §? 發(fā)電本身是靜 下能量轉(zhuǎn) ，沒(méi)有旋轉(zhuǎn)?—，勿′currency1 。 由于熱電轉(zhuǎn) 效 低，此種方 只利用了發(fā) 廢熱的一??分，有待于進(jìn)一 提 熱電轉(zhuǎn) 效 和尋找￥有 熱電轉(zhuǎn) 效 的材料。龍透 發(fā)電日本的一色 提出了利用發(fā) 廢熱的 龍透 發(fā)電裝置，浚裝置利用一種 比較低的?度下能成? 氣?的低沸 ?質(zhì)( ?? 利?) ?工質(zhì)，使其 收發(fā) 廢熱 由液 變? ?汽從而 透 發(fā)電。此種裝置 利用低品位熱能方有 勢(shì)，其缺陷是 較? 重。廢氣渦輪發(fā)電青島大學(xué)的張鐵柱提出了利用廢氣能量 渦輪帶 發(fā)電 發(fā)電的設(shè)想，并設(shè)計(jì)? ?8? ?8? ?98了一種 裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)，獲 專利一項(xiàng)。日本的吉圉佑 曾 ?此方 的實(shí) ，證明了利用廢氣能量 渦輪所發(fā)出的電能足?提供汽車運(yùn)行所′電能， 做進(jìn)一 研究。此種裝置?構(gòu)簡(jiǎn)單， 有可能對(duì)發(fā) 工 能 影響。1的發(fā) 模 中加 渦輪發(fā)電 模塊，對(duì) 方 進(jìn)行分析，發(fā)電渦輪模 采用 ?模 建立。各種渦輪 方 如 1所示。方 A 采用朗肯循環(huán)，發(fā) 排氣currency1 的 熱? ?朗肯循環(huán)的?發(fā)?和?熱?。方 B 采用布雷登循環(huán)，發(fā)電 `微 燃?xì)廨?類似。方 C 采用電輔￥渦輪 ?， ?“ 安裝電 /發(fā)電 ， 排氣能量超? 所′能量§利用發(fā)電 回收能量。方 D 排氣 中加 渦輪發(fā)電，` 渦輪 ?并?工 。方 E 是 排氣 中加 渦輪發(fā)電 ， ` 渦輪 ?串?工 。一 渦輪發(fā)電 方 1.2.4、余熱采?余熱 ?氣裝置利用汽車發(fā) 工 剩余熱量供?，有 種 利用發(fā) ?卻水的熱量，稱?水? 利用發(fā) 排氣 的熱量，稱?氣? 。余熱 ?氣裝置的是既不′要 汽車 加熱源， 不 加發(fā) 本身的熱量消耗，成本較低、 濟(jì)9 好、使用方fi。其缺 是發(fā)熱量的大?受發(fā) 工 的 約，而 僅 冬季發(fā)揮 用，廢氣能量利用不充分。水? ?風(fēng)裝置??應(yīng)用于汽車采? 中， 其發(fā)熱量較?，主要用于非嚴(yán)寒?區(qū) ?容量較?的貨車和`車。 環(huán)境?度較低§，會(huì)使發(fā) 于?? ， 加了發(fā) 不?要的 械磨損，降低了發(fā) 的功 。氣? ?風(fēng)裝置的發(fā)熱量大，采?效 較好，受環(huán)境?度影響?，對(duì)發(fā) [ 影響?， 要注?不要 加排氣 ，否ˉ?影響到發(fā) 的工 能。1.3、??從 ?介 中我們可? 出如下?論 1.3.1、對(duì)廢氣渦輪 來(lái)說(shuō)，?前存 的 大問(wèn)題是影響了發(fā) 的工 能，別是 低工 下的 能。??”此問(wèn)題，不 不使用混合形 的 ，˙ 低工下利用蓄電池電能 渦輪 ?，其他? 下使用廢氣渦輪 ，并 贏工 §采用廢氣旁 來(lái)?”渦輪轉(zhuǎn)速? 的問(wèn)題。如 ?廢氣能量轉(zhuǎn) ?電能進(jìn)而 氣 ，這 一方 可簡(jiǎn)? ，?一方 工 §不?采用旁 方 而充分利用廢氣能量，多余的電能可供?蓄電池和其他用電設(shè)備使用。1.3.2、對(duì)利用廢氣能量實(shí)現(xiàn) ??調(diào)來(lái)說(shuō)，無(wú)論是 收 還是 ，由于存 coP?較?(對(duì) )，?積?大，不適應(yīng)汽車運(yùn)行 致命缺陷，用此科·方 替—現(xiàn)有汽車?調(diào)是不可能的。如 ?廢氣能量轉(zhuǎn) ?電能從而 現(xiàn)有的汽車?調(diào) ，一‘方 可不? 裝現(xiàn)有的汽車?調(diào)，?一方 可充分利用廢氣能量，實(shí)現(xiàn)?較?的— 較大的效益。1.3.3、對(duì)利用汽車廢熱供?來(lái)說(shuō)， 非嚴(yán)寒?區(qū)，冬季車內(nèi)供曖利用發(fā) ?卻水的余熱就可滿足而不? 裝現(xiàn)有的供? 嚴(yán)寒?區(qū)利用廢氣余熱供?存 著明–的季節(jié) ，廢氣能量的利廂不充分，如廢氣能量轉(zhuǎn) ?電能的效 足夠 ，可考o(jì)利用轉(zhuǎn) 來(lái)的電能供熱，一方 可充分利用能量而不僅?于冬季，?一方 可減少供? 布置的困難。1.3.4、對(duì)半 ?? 發(fā)電來(lái)說(shuō)，由于 效 的熱電轉(zhuǎn) 材料 發(fā)現(xiàn)， ?的熱電轉(zhuǎn) 材料效 低，至少 ?前此種方 還不 分可行。1.3.5、對(duì)利用廢熱 良燃料來(lái)說(shuō)，這種方 只利用了余熱的 ??分， 濟(jì) 較，不能 ?廢氣能量利用主要方向。因此， ?利用廢氣能量轉(zhuǎn) ? 械能進(jìn)而轉(zhuǎn) ?電能應(yīng) ?廢氣能量利用的主要研究方向。此種方 對(duì)廢氣能量的利用 較 ，10 ?轉(zhuǎn) 來(lái)的電能可 方fi?使用， 重要的是這種方 不′對(duì) 有汽車設(shè)備做較大 ，?于實(shí)現(xiàn) 業(yè)?。 此種方 ′?”的主要問(wèn)題有 一是加裝能量回收裝置 會(huì)對(duì)發(fā) 工 能 影響，如 量減少甚至消除這種影響是非?重要的 是能量轉(zhuǎn) 裝置的轉(zhuǎn) 效 能夠 到多少′要 ? 來(lái)明確，轉(zhuǎn) 效 ” 其實(shí)用 。1.4、本文主要工 1.4.1、工 ? ? 現(xiàn)有汽車廢氣能量回收利用裝置 存 的能量轉(zhuǎn) 效 不 ，實(shí) ?￠困難，用途單一， ?構(gòu) ，?積大 缺陷，設(shè)計(jì)一種?汽車廢氣能量轉(zhuǎn) 成 械能的 裝置，并?其應(yīng)用到所有內(nèi)燃 ，所提供的 –可? 全或?分? 內(nèi)燃 沒(méi)有 §要求的 —，如電 、蓄電池、水泵、 –轉(zhuǎn)向 泵、 ?泵甚至?調(diào) 。?了實(shí)現(xiàn) ??的，本裝置 ? –渦輪實(shí)現(xiàn)廢氣能量的回收和向 械能的轉(zhuǎn) 。?此本文對(duì)當(dāng)前的廢氣利用做了全 的調(diào)查， 出當(dāng)前廢氣的利用發(fā)展形勢(shì)，利用方 ， § 對(duì)一 ￥? 1 排氣currency1廢氣能轉(zhuǎn)?的 械?分做 設(shè)計(jì)，包括渦輪設(shè)計(jì)計(jì) ，渦§的匹配設(shè)計(jì)，“的設(shè)計(jì) 。11? o 對(duì) 1 排氣 的渦輪?分設(shè)計(jì)2.1、 1 的?關(guān)資料表 1 ?關(guān)參數(shù)2.2、排氣 currency1 ￡數(shù) ￡徑 行￠排量發(fā) ￡ 進(jìn)氣 大轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)?? ￠ 排? ￡?度 1 1￥ 3 ?1 1 3 自然 氣 1￥ ￥ ?12 排氣 currency1 2.3、渦輪設(shè)計(jì)3 1、渦輪 選擇當(dāng)前實(shí)§應(yīng)用中的渦輪主要有三種 “? 、徑? 和混? ?！? 渦輪應(yīng)用較currency1，設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單， 由于其效 低于其他形 渦輪，因而實(shí)§中'少采用。徑? 渦輪效、?積?、?構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)方 比較成?，有較多的 數(shù)“??， 能預(yù)?方fi，實(shí)§使用較多。 當(dāng)比轉(zhuǎn)速? §，會(huì)造成fi輪出口排氣損失?大，fi輪內(nèi)?? 不fl，使 渦輪 能 ??；? 渦輪?構(gòu)比較 ， 造困難， 比轉(zhuǎn)速§效 較，低比轉(zhuǎn)速§ 能`徑? 渦輪?–。 由于其 數(shù)“欠缺，?設(shè)計(jì)和 能預(yù)?造成不fi。 ?綜合考o(jì)，” 本文研究中采用徑? 渦輪。3 、渦輪設(shè)計(jì)前′確 的參數(shù)1、渦輪 口廢??量?(· 大轉(zhuǎn)速1￥ ? ￠ 計(jì) 查 文獻(xiàn)[3?表3 ，設(shè)研究??? ，大氣 ? ?”?…‰，大氣?度?1￥￡?度， 此種? 下大氣 度?1 ￥? ，ˉ計(jì) ` ? ?′進(jìn)氣?量?燃料量“查 1 資料，其燃?xì)狻? ?燃料?1 所? ′′ 11? 1 、 口 –由于排氣currency1內(nèi)表 無(wú)明–?ˉ裝置，查文獻(xiàn) ?`大氣 基本? ， –?大氣 1 33 …‰3、 口絕對(duì)?度 位? ?? ?815103m16015004225.16015001061.3 3 ??????? ?Gkg310556.210 ??0P? ?80P4500 ?T 0C13 、 口絕對(duì)速度′”? ￥、渦輪轉(zhuǎn)速參考現(xiàn)有的渦輪 ?的轉(zhuǎn)速 ? ? ￠ 并考o(jì)渦輪?徑總?大? ′” ? ￠ ?、出口 – 靜 這??外界環(huán)境簡(jiǎn)??`大氣 ? ， ? ˙大氣 ，′′1 33…‰7、廢?絕熱 數(shù)¨“?氣?工業(yè)手? ?關(guān)資料， ???氣?絕熱 數(shù)?1 ，ˇ氣?合?絕熱數(shù)?1 ，一???絕熱 數(shù)1 ￥。綜合廢?中個(gè)氣成分—量 計(jì) ， 位¨′1 3?！薄??數(shù)查 ?氣?工業(yè)手? ? ′ ? 3? o ? 3 1、￥?計(jì) 驟如下 1、 參數(shù)? 徑向度靜fi氣??出絕對(duì) ′fi氣?出口?對(duì) ′靜fi速度損失 數(shù)′ ?￥smSGC05.004.01225.1211.010 ????? ?sm2P2P08.0??1?0152?020?14 fi速度損失 數(shù)、計(jì) 使渦輪 到 大效 的 參數(shù)′ 31 3 ′ 37 ′ ” ￥ 3、計(jì) 進(jìn)口速度 其 度1 、理想絕熱速度 ′”? ? 90.0??? ?? ?? ???????????????????22212422221coscos111???????optm? ?? ?222221222222211coscos?????????????? ????optoptoptoptmmmU????? ?? ?2224111cos1??????????????????optoptoptopt mmU ??okkOOod CppTRkkC 21021112 ????????????????????????15 、渦輪外徑 的 速度7 ” 注 ? ? 整，保 至整數(shù)。3 、靜fi出口理論速度和實(shí)§速度? 1 、工 輪 口?對(duì)速度和?對(duì)速度 ′? 7?‰ ′1 ?‰ 11 1 、靜fi進(jìn)口 參數(shù)計(jì) 1)、進(jìn)口氣?音速 13 ( )、當(dāng)? 數(shù) 1 smCUU odopt 3211 ??smUU 268.03212 ???? ?smCC optodt 388.018611 ?????? ?smCC t 363895.011 ?????11121211 cos2 ?CUUCW ???0221 106321023632100cos ?????? r??1314503.293.1 000 ????? KRT?66.013186000 ??? ??CM16 (3)、進(jìn)口 – 1￥ 、進(jìn)口 ?度 1? ￥、靜fi出口參數(shù)確 1 、 多變 數(shù) 17 、出口 – 1” 3 、出口?度 1? ?、 fi進(jìn)口 參數(shù)1 、當(dāng)?音速 、 數(shù) 1 ? ? paMKPP KK512000 1036.1211 ???????? ??? ?? ?02000 480)(211 ??????? ???? ?MKTT208.03.1 13.195.011 2221 ??????kknn ?papppkkpkoptkk kk51110121 1001.112 ???????????????????????????010101 4401????????????? nnPPTT011 129?? KRT?08.012910111 ??? ??WMW17 3 ?對(duì) – ?對(duì)?度 3 7、 fi出口參數(shù)計(jì) 1 、多變 數(shù) 、出口絕對(duì)?度 ￥ ”、渦輪基本fifl1 、工 輪進(jìn)口?徑 ? 、工 輪出口?徑 7 3 、 靜fi出口 fi 度 ” 、工 輪出口 fi 度 ? ? paMkpp KKWw512111 1002.1211 ???????? ??? ?? ?02111 441)(211 ??????? ????Ww MKTT ?104.011 211 ????kknn ?011212 42022????????????? nnWW PPTTmmnUD 1086011 ?? ?848.010812 ???? ?DDmmPCD GRTL 15sin111111 ??? ??18 ? 3 1、渦輪損失計(jì) 和渦輪參數(shù)的計(jì) 進(jìn)一 確 1、 向?中的損失計(jì) 向?出口fi 半徑 3 “ 和渦輪外形fifl? 向?進(jìn)口fi 半徑′? 求 向?fi 數(shù) 31 中 ???fi a度，? 整 ′1”回求 ′? mmPWD GRTL 28sin222222 ?? ??mmDr 5.565.2545.2211 ?????2r?????????122ln12rrtbz ?tZ2r19 3 渦輪的三 立? ?3o 其他?—的匹配設(shè)計(jì)3 1、“設(shè)計(jì)20 “ 3 1 1 、“的?構(gòu)設(shè)計(jì)“ ˇ—的裝配方 由? 設(shè)計(jì)可?，“ ′裝配的ˇ—從右到左有 ， ，渦輪，“??！?從左”裝 ，渦輪從右”裝 ?！タ?渦輪`“?之 設(shè)計(jì)一“??！暗母鞫?徑和 度確 確 右” ? 度， ? 1 ，?考o(jì)渦輪裝 方fi? ?段fifl ?13 。 ?? ， ? 度? ，?外?向左o 至3 度的無(wú)?區(qū)， ?減 。渦輪輪 度? ” ，ˉ可確 “此段 度? ” ，此段“?徑 ?13 。?考o(jì)渦輪的“向 位，渦輪左”設(shè)計(jì)一“?，? ?3 ，ˉ此段的?徑?1? ，由于 “? 渦§ 度?3 ，?保證渦輪`渦§ 有足夠的 ?，不致影響 ?工 ，?渦輪 下” `渦§ ?設(shè)計(jì)?3 ，由此可?“此段 度 ?” “?的左”裝“?， “選 的“?的 ˙數(shù)“，?此段“?徑設(shè)計(jì)?1￥ ，此段 度 ?￥? ?！?的ˇ— 位由? 渦輪左”“向 位，采用 ? 緊¨ 位。渦輪的左”采用“? 位，渦輪的 向 ?采用 位， 設(shè)計(jì)? ，如 所示， ? 。3 1 、 “的材料選擇“的材料要求?? ?，“?要求不是' ，而 用于 ?—， 查 文獻(xiàn)，表1￥ 1，?“的材料 ?3??13。采用調(diào) 熱 理。? ?1021 “的補(bǔ)充說(shuō)明 如 所示，?“左”設(shè)計(jì) 成，有待于進(jìn)一 ，?“的左”設(shè)計(jì)有待于設(shè)計(jì)，??′要轉(zhuǎn)?的“?? currency1'?發(fā)電 的??，? 械能轉(zhuǎn)??電能，ˉ可??此“`電 “，這?由于電 設(shè)計(jì)??當(dāng)今較?成?，加之本人能–有?，電 的“?設(shè)計(jì)??“電 本身的fifl來(lái)配置，這?就不 設(shè)計(jì)。3 1 、 “的強(qiáng)度校核·“轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì) 注 由前 設(shè)計(jì)可?，此“?currency1 “，僅僅?受“?，因此·“轉(zhuǎn)強(qiáng)度計(jì) 。3 1 中各參數(shù)的確 “的轉(zhuǎn)速，由前 設(shè)計(jì)確 ′” ? ￠ 計(jì) 截 “的?徑，由 可?，校核此“的“?強(qiáng)度的截 ?受 ˙截 半徑 ?的 ? ?10? ?tTt dnPWT ?? ???32.0955000022 ￥ “的?構(gòu)簡(jiǎn) ? “的 ‰分布簡(jiǎn) 由? 分析確 截 計(jì) ?徑? ′1￥ P “的currency1'功 ?下?能量轉(zhuǎn)? ? 廢氣 能 渦輪 能 外? 械能 電能 氣 能此 “校核·能量currency1'無(wú)損失計(jì) ，˙·“所能?受的 ?“?計(jì) ，廢氣 currency1'的 能 ?渦輪裝置 減少量 于渦輪的 能 加量，本文 設(shè)外?… 無(wú) 大，既有1 內(nèi)廢氣的所有 能減少量˙?“currency1'功 ˉ有 P′ 3 2222112121 vmvmW ???23 中 個(gè)質(zhì)量可看做? ，因? ?渦輪裝置前 currency1內(nèi) –變?不大，其 度 變，所?質(zhì)量 不變。3 3 其中 — 3 3 計(jì) P′? ?3￥W′ ? 3¨W查文獻(xiàn)表1￥ 3可?， [ 由 3 1 3 而實(shí)§“的?徑?1￥ ，所?“的強(qiáng)度 全滿足“轉(zhuǎn)強(qiáng)度′求。校核 畢?3 、渦§設(shè)計(jì)由? 渦輪設(shè)計(jì)數(shù)“可 渦輪?徑 大?1 ” ，而渦輪要裝 渦§，并 內(nèi)工 ，?保證裝 方fi 確 渦§?徑?11 。渦§厚度ˉ “渦輪厚度來(lái) ， 保證裝 的前提?—下，渦輪厚度? ” ，確 渦輪 下” 離渦§ ?離?3 ，ˉ可確 渦§?徑?11 ? ”??′1 ” 。并 ?節(jié)約材料?渦§表 設(shè)計(jì)? 弧。其三 設(shè)計(jì)如下 kgvshsvmm 2107.08605.004.0225.1221 ?????????????? ???smv 861 ? 362? ?10? ? MPaT 35?? 1120 ?AmmHPAd 880000643.0112330 ???24 7 渦§3 3、?”渦蓋設(shè)計(jì)?”渦蓋˙`渦§?‰， §?廢氣出口的 封”蓋?由? 渦§設(shè)計(jì)，采用釘‰ ，渦§?”?徑? 1 ， ˉ`之匹配的?”渦蓋一側(cè)?徑 ?1 ，并設(shè)計(jì)?四個(gè) 孔， 孔?徑?1 ，? 量減少?氣?–，從1 的”口?徑?度到的排氣currency1之 采用 弧?度， 渦蓋 厚設(shè)計(jì)?￥ ，” ?”渦蓋3 、大”渦蓋設(shè)計(jì)25 ? 大”渦蓋設(shè)計(jì)3 ￥、?分 預(yù)覽1 裝配 26 11 三 實(shí)?裝配 ?四o 致謝衷 感謝學(xué)校這 畢業(yè)設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)鍛煉 會(huì)， ?這 畢業(yè)設(shè)計(jì)，我收獲頗多，?· 有了'大的提 ，綜合運(yùn)用能– 到加強(qiáng)，可?說(shuō) ?這 一 設(shè)計(jì)，我們?到了畢業(yè)的要求。，我感覺(jué)這 設(shè)計(jì)提 了我們?”實(shí)§問(wèn)題的能–。 一個(gè)實(shí)§題?當(dāng)前，怎?能?”問(wèn)題呢？這不是哪本書 能說(shuō) 楚的。這就要求我們 “實(shí)§? ，分析實(shí)§問(wèn)題，想出?”方 ，這就是一個(gè)能–的問(wèn)題了。 §我們'少有這 的 會(huì)，能 所學(xué)的?·運(yùn)用于?”實(shí)§問(wèn)題當(dāng)中， 這 設(shè)計(jì)就?予了我們一個(gè)'好的 會(huì)。其 ，這 設(shè)計(jì)考 了我的自學(xué)能–。 整個(gè)設(shè)計(jì)?￠中，許多?· 不是我?前所學(xué)?的， 別是軟—的應(yīng)用方 。因此這讓我?·到學(xué)習(xí)能–的重要 ， 學(xué) 用，?能立于不敗之?。，這 設(shè)計(jì)鍛煉了我的綜合運(yùn)用?·能–。 設(shè)計(jì)§，我不 要用到 械方 的?·，還要用到許多計(jì) 方 的?·。如 握許多方 的?·，綜合運(yùn)用這些?·，這就要求我們掌握重 ， 運(yùn)用，不然是難??”設(shè)計(jì)中的問(wèn)題的。27 整個(gè)設(shè)計(jì)?￠中， 別感謝我的 老師朱石砂教授，是他悉 ，?教育，我? ??”許多百思不 其?的問(wèn)題，尤其是許多論文的 節(jié)。所有這些，讓我內(nèi) 深 感激不 ?28參考文獻(xiàn) 【1】、張鐵柱，張洪信 汽車安全、節(jié)能`環(huán)保[ ? 北京 國(guó)防工業(yè)出版社， ￥【 】、鐘瓊香 內(nèi)燃 廢熱 ?`發(fā)電之探討[J? 肉類工業(yè)，1??7(3) ￥3、【3】、袁玉和， 光有，車輛用渦輪 ? 構(gòu)造、 理、使用` 修[ ?。國(guó)防工業(yè)出版社，1?? 年，1 ”【 】、楊培毅，￠林，汽車余熱?凋的研究現(xiàn) ，??工￠，1??3 ? ￥ —￥?【￥】、汽車用 ?理 收 ?裝置[P? 實(shí)用 專利， L??11??”? 【?】、北汽車 輯? 利用汽車排氣`?卻水的余熱采?和 ?的 項(xiàng)專利??[J?。 湖托汽車，1(1、 ) ”?—? 【7】、 良德，朱泗芳 著，現(xiàn)—工￠ 學(xué)[ ?。湖南科學(xué)??出版社 ? ￥ 【”】、 朱智富，張鐵柱。汽車廢氣能量回收裝置的研究[J? 青島大學(xué)碩士論文， ￥ ￥ 1 ￥3 【?】、黃衛(wèi)東，廢氣渦輪?構(gòu)設(shè)計(jì)PPT，http://www.docin.com/p-44695529.htm.2010.3【1 】、濮良貴，紀(jì)名剛， 械設(shè)計(jì)?八版[ ?， 教育出版社， ?，￥ ? 3”3 【11】、董桂田 汽車發(fā) 排氣廢熱的? 發(fā)電[J? 北京節(jié)能，1??7( ) 7—?29 ?1 符號(hào)表A 英文字 : 效 A: ? 積 : 反 度A: 喉口 度 : 徑向度B: fi “向弦 : 運(yùn) 粘度 ?: 絕對(duì)速度 : 度: ?徑 : 靜fi損失 數(shù)?: ?量 : fi損失 u: 輪 功I: 沖 ¨: 絕熱 數(shù)L: ?' 度I: fi 度: 數(shù)N: 功 N: 轉(zhuǎn)速: 口 –: 口 –: 出口 –(靜 ): 氣??數(shù)e: 雷諾數(shù): 半徑: 口絕對(duì)?度T: 口 絕對(duì)?度T: ?U: 向速度W: ?對(duì)速度: fi 數(shù)???????0P?0P2P?0T30希臘字 : 氣? 口或出口絕對(duì) : 氣? 口或出口?對(duì) : 厚度: 損失 數(shù)????31