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基于廢熱回收技術(shù)的商用柴油機燃油經(jīng)濟性研究

溫室氣體排放（GHG）法規(guī)將限制所有車輛的CO2排放量，為此需要開發(fā)新的概念車型。而余熱回收（WHR）成為很有前途的研究領(lǐng)域。2014年，對商業(yè)車輛CO2排放量立法的第1階段在美國推出，到2030年將會進一步加強。除了美國，歐洲也將引入商業(yè)車輛的CO2排放法規(guī)。為了滿足未來法規(guī)要求，可從發(fā)動機內(nèi)不同熱源回收熱量的WHR系統(tǒng)將是一個有益的解決方案。廢氣中含有大量能量（如高溫和質(zhì)量流量）具有很大的利用潛力。利用WHR系統(tǒng)可將這些能量轉(zhuǎn)換成一種有效的能量形式，然后作為整個發(fā)動機的輸出功率。未來面臨的主要挑戰(zhàn)是最大限度地提高系統(tǒng)效率。

分析了用于WHR系統(tǒng)的不同技術(shù)，介紹了作為商用車WHR系統(tǒng)的有機朗肯循環(huán)（ORC）應(yīng)用程序。采用ORC技術(shù)進行WHR是改善低排放重型汽車燃油經(jīng)濟性的最有效方法。相比其它WHR技術(shù)，ORC技術(shù)具有更高的效率，其對減少CO2排放很有效，但還需要有一段時間才能實現(xiàn)ORC系統(tǒng)的批量生產(chǎn)。ORC系統(tǒng)具有很多優(yōu)勢，但是其對包裝要求很高，這會增加車輛的額外質(zhì)量；車載ORC系統(tǒng)需要的額外流體，對其進行處理、儲存和運輸對運輸應(yīng)用來說至關(guān)重要；裝載ORC這種額外系統(tǒng)的維護和售后服務(wù)會產(chǎn)生較高的擁有成本。

研究表明，設(shè)計和優(yōu)化具有最大輸出功率的ORC系統(tǒng)是必不可少的。未來CO2排放立法的要求需要額外的節(jié)油技術(shù)，而ORC系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成為未來商用車概念的一個不可忽略的部分。

Katharina Eichler et al. SAE 2015-01-2807.

編譯：朱會