德國寶馬公司日前開發出了內置蒸氣機構的汽油發動機“turbo steamer”。在1.8l排量4缸發動機的基礎上,試制了增加了蒸氣機構的發動機,結果表明:燃效、輸出功率及扭矩分別提高了15%、10kw和20n·m。目標是10年內達到實用水平。
基本原理采用依靠汽油發動機排放的熱量來工作的閉路朗肯循環(rankine cycle,蒸氣壓縮式循環)。發動機排放的熱量全部由4個熱交換器回收。(3)使用氣缸水套(water jacket)熱量,(5)(6)使用排氣熱量。(6)又分為上游側和下游側。溫度方面,氣缸水套最低,然后沿(6)的下游側、上游側,以及(5)依次升高,(5)最高。因此能夠回收隨排氣帶走的80%的能量。另外,(5)作為排氣經路,比直下型催化劑還要靠下游,催化劑無需延長加熱時間。
工作流體的流動包括低溫循環和高溫循環兩部分,兩部分完全獨立。根據在各個循環中發揮的作用,以下將熱交換器分別稱為電容、蒸氣發生器及過熱器等。
以普通汽車為例,低溫循環的過程如下:首先,在保持液相不變的情況下直接由泵將流體從位于散熱器的低溫側電容(1)汲上來,分為兩路供給(3)和(4)。接著,經過(3)的工作流體通過利用氣缸水套熱量的蒸氣發生器(3)變為蒸氣;經過(4)的工作流體利用高溫循環的電容器的熱量變為蒸氣。然后,來自(3)和(4)的蒸氣合成一股后利用過熱器(6的下游側)生成過熱蒸氣。接著,將過熱蒸氣輸送至低溫側的膨脹器后產生旋轉力。最后再返回低溫側的電容完成1周,然后再從頭開始循環。
高溫循環的過程如下:首先通過位于后部的泵(2)將利用高溫側的電容(4)液化的工作流體汲上來,在蒸氣發生器(6)的上游側憑借排氣熱量使之氣化。接著,通過使用最高溫熱源的過熱器(5)形成高溫、高干燥的過熱蒸氣、送入高溫側的膨脹器。然后,在膨脹器中膨脹后生產旋轉力。最后,壓力下降的工作流體返回高溫側的電容(4)。
雖然并未公布采用的是何種工作流體,不過從熱交換器(4)既有低溫循環的蒸發器,同時又有高溫循環的電容這點來看,估計兩循環的工作流體是沸點不同的兩種物質。由于來自(3)和自來(4)的流體合成了一股,所以高溫側的工作流體很有可能是水。
2臺膨脹器的輸出軸利用帶齒輪的皮帶將旋轉力合為一股后向曲柄軸傳輸。
以上是網絡信息轉載,信息真實性自行斟酌。