论文题目是汽车发动机废热回收系统的研究。

能源问题很重要。世界各国都在关注能源。汽车消耗很多能源。石油资源不断减少。我们需要节约能源。降低汽车油耗是一个方向。发动机工作时产生大量废热。这些热量被排放到空气中。这是一种浪费。回收这些废热很有意义。废热回收可以提高能源利用率。这项研究符合节能环保的要求。

发动机的燃料能量只有一部分用于驱动汽车。大部分能量以废热形式散失。冷却系统和排气系统带走大量热量。排气温度可以达到数百摄氏度。这部分热量品质较高。回收利用的价值较大。现有的汽车能量利用方式存在改进空间。废热回收技术能够将废热转化为有用功。这样可以减少燃料消耗。也可以降低排放。

本研究主要针对发动机排气废热。目标设计一个废热回收系统。这个系统基于朗肯循环原理。朗肯循环是一种常见的热力循环。它利用热量产生动力。系统包括蒸发器、膨胀机、冷凝器和工质泵。工质选择是关键问题。不同的工质有不同的特性。我们需要选择合适的工质。工质应该在较低温度下蒸发。工质需要具备安全环保的特性。本研究将对比几种常见工质。例如水、乙醇和有机工质R245fa。

研究内容分为几个部分。第一部分是理论分析。分析发动机排气热源特性。分析不同行驶工况下的排气参数。计算可回收的热量。建立朗肯循环的理论模型。计算系统的理论效率。第二部分是工质选择。比较不同工质的物理化学性质。评估它们的热力学性能。考虑环境友好性和安全性。初步选定适合的工质。第三部分是系统设计。设计蒸发器以回收排气热量。设计膨胀机将热能转化为机械能。设计冷凝器使工质重新液化。设计工质泵完成循环。考虑系统的空间布置。考虑与发动机的协同工作。第四部分是性能仿真。使用计算机软件建立系统模型。模拟系统在不同工况下的工作状态。评估系统的回收功率。评估对发动机背压的影响。评估整车的燃油经济性改善程度。

研究方法以仿真模拟为主。使用GT-POWER软件建立发动机模型。获取准确的排气数据。使用MATLAB软件进行循环计算。分析系统的热力学参数。使用AMEsim或类似软件进行系统建模仿真。观察动态工作特性。必要时进行简单的台架试验验证。采用对比分析法。比较不同工质的结果。比较不同系统参数的结果。

研究重点在于系统的小型化和实用性。汽车空间非常紧张。废热回收系统必须结构紧凑。系统不能过于复杂。系统重量需要控制。系统成本不能太高。这是实际应用的难点。另一个重点是系统与发动机的匹配。回收系统会增加排气阻力。背压升高可能影响发动机性能。需要优化设计减少负面影响。系统在不同车速、不同负载下需要稳定工作。控制策略也是一个重点。

研究预期可以得到一个可行的设计方案。方案会包括系统的主要参数。包括蒸发器换热面积、工质流量、膨胀机选型等。预期该系统能回收一定比例的废热。预计能提高发动机整体效率。预计能降低车辆油耗。具体数值需要通过仿真得出。研究结果将为汽车节能提供一种参考。

研究计划安排如下。第一至二周查阅文献。了解国内外研究现状。第三至四周完成理论分析。第五至六周完成工质选择。第七至十周完成系统设计与建模。第十一至十三周完成仿真分析。第十四周整理数据。第十五周撰写论文。第十六周修改完善。

需要参考许多资料。需要看汽车发动机原理的书。需要看工程热力学的书。需要看传热学的书。需要查阅废热回收技术的论文。需要参考关于朗肯循环的期刊文章。需要了解最新的工质研究进展。

研究这个题目有一定基础。我们已经学过相关课程。我们具备热力学和流体力学知识。我们有使用仿真软件的经验。实验室具备一定的条件。研究难点在于系统集成与工程化。我们会努力解决这些问题。

本研究的意义是明确的。理论上探索汽车废热回收的方法。实践上为节能减排提供一种技术路径。研究结果有一定的应用前景。对环境保护有积极作用。对节约石油资源有贡献。