汽车发动机余热利用技术可行性分析报告报告材料

1、汽车发动机余热利用技术可行性分析一、背景自 20 世纪 70 年代世界性的能源危机发生以来，能源问题受到世界各国普遍重视，各 经济大国都致力抢占能源市场同时， 对节能技术的重视程度也大大加强。 随着人们生活水平 的提高， 汽车保有量越来越大， 汽车能源消耗在总能源消耗中所占的比例越来越高， 汽车节 能问题越来越受到各国关注。 节能已经成为当今世界汽车工业发展的主题之一。 汽车消耗的 能源主要是石油燃料， 而我国是一个石油存储量相对欠缺的国家， 目前己成为世界第二大石 油进口国。 随着我国汽车工业的迅速发展， 提高汽车燃料有效利用率和减少环境污染在我国 具有更重要的战略意义。 调查研究表明， 汽

2、车燃料燃烧所释放的能量只有三分之一左右被有 效利用， 其余能量都被散失或排放到大气中， 造成了能源极大浪费， 也带来了不良环境影响。 因此将这些汽车废热有效利用是实现汽车节能，降低汽车能源消耗的一个有效途径。二、汽车余热利用技术 从目前汽车所用发动机的热平衡来看， 用于动力输出的功率一般只占燃油燃烧总热量的 30%-45%（ 柴油机 ）或 20%-30%（ 汽油机 ） 。以余热形式排出车外的能量占燃烧总能量的 55%-70%（ 柴油机 ）或 80%-70%（ 汽油机 ） ，主要包括循环冷却水带走的热量和尾气带走的热 量。表为内燃机的热平衡表从表中可以看出汽车发动机冷却介质带走的热量有较大利用空

3、间， 如何将其有效利用自然 受到人们越来越多的关注，不少人致力于此方面研究。由于车用发动机特殊的使用场合， 汽车余热利用具有鲜明的特点和特殊的要求， 可将这 些特点简单归结如下： 一是汽车余热的品位较低， 能量回收较困难； 二是余热利用装置要结 构简单，体积小，重量轻，效率高；三是废热利用装置要抗震动、抗冲击，适应汽车运行环 境；四是要保证汽车使用中的安全； 五是要不影响发动机工作特性， 避免降低发动机动力性 和经济性。 由于汽车余热利用具有上述特点， 使得研究的成果虽多， 但投入商业化生产的不 多，有待进一步的研究开发。国内外汽车余热利用的技术， 从热源来看， 有利用发动机冷却水余热和利用排

4、气余热两 种，从用途上来看，有制冷空调、发电、采暖、改良燃料、涡轮增压、室内湿度控制和空气 净化等方式。1、余热制冷技术 目前，在轿车空调中，占统治地位的是蒸汽压缩式空调系统，轿车空调一般要消耗812% 的发动机动力，增加油耗，加大排放；另一方面易引起水箱过热，影响轿车动力性； 同时由于蒸汽压缩式空调系统采用的制冷工质为氟利昂类化合物， 导致温室效应加剧。 为解 决舒适性与制冷功耗之间的矛盾， 回收和利用发动机排气余热来驱动制冷系统， 实现轿车空 调，是理想的节能方案。 目前提出的这方面技术主要有吸收式和吸附式两种。 吸收式制冷空 调。其原理是以热能为动力来完成制冷循环的， 在相关文献中， 研

5、究最多的是利用循环冷却 水余热来实现吸收式制冷， 当然也可以利用排气余热来实现吸收式循环。 吸收式制冷系统有 较大的性能系数 COP （相对于吸附式而言） ，但结构复杂、体积大、造价高，而且四器（发 生器、冷凝器、吸收器、蒸发器）需要自由水平面，不太适用于经常处于颠簸、运动状态的 汽车。 吸附式制冷空调。 其原理是利用某些固体物质在一定温度、 压力下能吸附某种气体或 水蒸汽， 在另一种温度、 压力下又能把它释放出来的特性来实现制冷。 吸附式系统结构简单、 造价低， 在提高吸附床传热传质能力的情况下， 可大大提高系统的性能， 是较为理想的系统。 但吸附式制冷的 COP 不高，需要较长预备时间，单

6、位质量的吸附剂产生的制冷功率较小， 系统笨重，废热利用率不高，而汽车空调要求体积小、制冷量大、性能可靠、操作方便，这 限制了它的应用和发展。要达到以上要求，必须提高系统 COP 值及单位质量吸附剂制冷功 率。2、余热发电技术利用废气能量发电常用方法有四种， 分别为利用半导体温差发电、 氟龙透平发电、 废气 涡轮发电和斯特林循环原理发电。 半导体温差发电。 热电转化效率可达 3。3% ，甚至是 7% ， 吉林大学的董桂田通过试验证明用汽车发动机排气废热温差发电能够取代传统的汽车发电 机，且温差发电吸热降温对汽车整体性能大有稗益。 利用发动机废热的氟龙透平发电。 是利 用一种在比较低的温度下能成为

7、高压气体的低沸点物质（通常为氟利昂 ）作为工质， 使其在吸收发动机余热后由液态变为高压蒸汽从而推动透平机发电。 废气涡轮发电。 青岛大学的张铁 柱提出了利用废气能量驱动涡轮带动发电机发电的设想， 并设计了一种新装置来实现， 获得 专利一项。 日本的吉田佑也曾作过此方面的实验， 证明了利用废气能量驱动涡轮所发出的电 能足以提供汽车运行所需电能， 但未做进一步研究。 此种装置结构简单， 但有可能对发动机 工作性能产生影响。利用斯特林循环原理发电。工质从高温热源（汽车废气 ）吸收热量，膨胀做功，向低温热源放热并收缩，再次从热源吸收热量，循环上述过程。在每次循环过程中， 工质吸收的热能转化为机械能，

8、而工质做功过程中通过活塞的往复运动带动直线发电机进一 步将机械能转化为电能。3、余热采暖余热式暖气装置利用汽车发动机工作剩余热量供暖， 利用发动机冷却水的热量， 称为水 暖式， 利用发动机排气系统的热量， 称为气暖式。 水暖式暖风装置广泛应用于汽车采暖系 统中， 但其发热量较小， 主要用于非严寒地区取暖容量较小的货车和轿车。 在环境温度较低 时，会使发动机处于过冷状态， 增加了发动机不必要的机械磨损， 降低了发动机的功率。 气暖式暖风装置的发热量大，采暖效果较好， 受环境温度影响小， 对发动机工作影响小，但 要注意不要增加排气背压，否则将影响到发动机的工作性能。4、改良燃料利用发动机排气余热加

9、热燃料， 使其在催化剂作用下能分解出氢、 一氧化碳等可燃气体， 可提高燃料的燃烧热值，减轻排放污染和积炭。比如甲醇，改性后的含量可增大 20% ，可 有效减轻污染和积炭。 这种方法的缺陷在于只利用了发动机余热的一部分， 其目的重在改良 燃料而非充分利用废气能量。以上所述汽车余热利用热源来自发动机和尾气排放两个方面， 但形式上都是现采现用， 容易出现热能供给与需求失配的矛盾， 因此人们考虑如何将汽车剩 余热量暂时贮存起来，供需时使用， 从而引出蓄能问题。 对发动机余热利用而言， 从热源来 看，余热量与发动机运转工况有关， 是一种具有分散性和间歇性特点的能源， 而且气候因素、 汽车启停间隔等因素对

10、汽车余热量影响也很明显。 要解决供需矛盾， 把这种不稳定能源为人 们所用， 就要把发动机运转时冷却液携带的热能暂时贮存起来， 以供再次启动时加热室内空 间或仪表盘，寒冷冬天车窗玻璃的除雾除霜、 控制室内湿度； 从节能和经济角度来看， 热存 贮在汽车余热利用系统中所起的作用比一般的热利用系统都大得多。所以， 汽车余热蓄热再利用关键在于解决能量存贮问题，蓄能问题也是汽车余热应用研究中的薄弱环节。三、余热利用各技术可行性分析1、余热制冷技术分析吸附式制冷系统使用的工质有沸石 -水、活性炭 - 甲醇，活性炭 -氨等，对环境无污染、 可直接利用一次能源以及无运动部件等优点， 越来越受到人们的重视。 吸附

11、式系统运动部件 少，可靠性高； 其 COP 与吸收式系统相近。 由于使用固体吸附材料， 因此可用于振动场合。 氨工质的制冷量大， 在常规温度范围内， 蒸发和冷凝压力都是正压， 而且在较高温度的条件 下不会发生化学反应， 特别是对臭氧层保护和减少温室效应又意义很大， 因此在制冰及空调 应用中日益受到重视。目前国内外对其在吸附式制冷循环中的性能研究较少， Warwick 大 学的 R。E。Critoph 的研究组美国 JPL/NASA 的 JackA 。Jones 对活性炭 - 氨的吸附性能进图中过程 a-b-c-d-a 为基本循环中吸附器的基本热力过程，左侧 a-b-m-n-a 为制冷剂 热力过

12、程。吸附器分别在 a-b-c 过程被加热解吸和在 c-d-a 过程降温吸附，中间需要切换 加热和冷却，是一个间歇过程， 适合于太阳能等不连续热源场合。 它的循环周期长，性能系 统较低。 在此基础上人们设计了双吸附器的连续循环， 可以进行连续制冷， 但性能与基本循 环没有区别，只相当于两个并联工作的基本循环。如图所示， 如果有两个吸附器反相工作， 两个吸附器准备切换时， 一个处于高温高压状 态 c，另一个处于低温低压状态 a ，回热就是利用此时两吸附器的温差来对低温吸附器进行 初步加热并对高温吸附器初步冷却， 在理想状态下可以回热到两吸附器温度相等的状态， 即 e和e。由图中可以发现外部输入的加

13、热过程的热量可以节约非常多，因此可以使 COP 得 到较大的改善。 COP 可以提高 30% 以上。当两个吸附器反相工作，两个吸附器准备切换时，一个处于高温高压状态c ，另一个处于低温低压状态 a，回质就是利用此时两吸附器的压力差来对低压吸附器进行升压，并使高 压吸附器降压，从而缩短 a-b 和 c-d 过程所需要的时间，并增加工质的流量，可以使制冷 量和 COP 得到较大的改善。 COP 可以提高达到 50% 以上。我们知道，发动机工作时，用于动力输出的功一般只占燃油燃烧总热量的 30%40% ， 以废热形式排除车外的能量占燃烧总能量的 58%70% ，主要包括循环冷却水带走的热量 和尾气带

14、走的热量；排气余热的特点是温度高，排气阀门处的温度大约为 400500 ；尾 气带走的热量占燃烧总热量的 25%45% 。对于发动机输出功率为 170kW（228 马力 ）的大 型客车来说， 其能量分布为 :全部燃烧热 600kW ；轴功输出 170kW ；辐射、冷却换热 230kW ； 废气余热 200kW 。在余热回收中可以考虑两种方式。 一种是使用散热器冷却水中回收的热量， 另一种是使 用发动机排气回收的热量。 如果使用从发动机冷却水中回收的热量， 则因为水与吸附器的换 热情况要好于气体与吸附器的换热情况， 所以回收热量过程中的传热情况相对较好， 有利于 热量回收。但是热源温度相对较低

15、（低于 100 ），而且一般在冷却时用于冷却吸附器和冷凝 器的空气温度较高， 这样循环的温差比较小； 小的温差对吸附式系统来说会使循环的吸附解 吸量较低， 对工作是不利的。 如果使用从发动机排气中回收的热量， 则气体的传热情况较差 造成回收热量困难；但从另外的角度来看，发动机排气的温度较高（汽油机 500-600 远高于冷却水的温度 ） ，有可能改善热回收情况；而且此温度与冷却空气的温度相差较大，可以 使系统循环温差较大，从而造成较大的吸附解吸量。2、余热发电技术分析由于汽车的结构紧凑、 发动机排气量小， 车用发动机余热的利用相对于大型工业设备余 热回收来说难度更大。 20 世纪 70 年代以

16、来，一些工业发达国家的学者提出了采用温差发 电器 （ThermoelectricGenerator，TEG） 来解决上述问题。 TEG 依据热电直接转换原理，具有结构简单、无运动部件、无噪声等特点，在低品位热能利用方面具有独特的效果；把它安 装在内燃机的排气管上， 能够将内燃机运行余热直接转换为电能。 温差发电的研究包括了热 电器件和发电器两个方面，是热电学的一个重要领域热电转换器件是温差发电器的基本元件， 它的功能是将热能直接转换为电能， 效率取决 于热电极材料的性能和器件的设计制造水平。自从 20 世纪 50 年代前苏联科学院的 Ioffe 院士提出了半导体热电理论以来，用于温差发电的热电

17、材料都是半导体材料，如用于低温 (300 以下 )热电材料 Bi2Te3 及其固溶体合金、中温 (300 600 )热电材料 PbTe-SnTe 、 高温 (600 1000 )热电材料 SiGe 、 MnT e 、 SiRe2 、 CeS 等。衡量热电材料优劣的指标 为“优值” Z= 2 / (式中为塞贝克系数，为电导率，为热导率， Z 的量纲为 K-1) 。研 究中也常使用 ZT 值 (称为无量纲优值， T 为绝对温度 )。能够用于温差发电的材料既要有较 高的、值又要有较低的值，这是一个十分苛刻且矛盾的条件，以至于室温下热电材料 ZT 的最高值约为 1 的状况至今未能突破。因而，寻找高优值

18、的热电材料，一直是热电学研 究的重要内容，这些研究主要包括 :(1) 热电新材料的研究，如稀土硫化物、硒化物、富硼固 体、方钴矿型化合物的研究。 这些研究表明， 通过控制最佳载流子浓度或通过固溶掺杂来解 决良电导和热绝缘的矛盾是有效的。 (2) 热电材料新结构的研究，包括梯度材料、复合材料 和量子阱结构的热电材料等。 热电材料的梯度结构包括材料载流子浓度的梯度化和层叠热电 材料结合面的梯度化。 合理的梯度化结构可以使材料适应内部温度梯度的变化， 使得最佳的 材料能运用在最合理的温度区域，提高总的转换效率。(3) 热电材料制备新工艺的研究，常用的方法有熔体生长法和粉末冶金法， 以及微型半导体热电

19、器件采用的气相生长法。 制备方 法与工艺的完善与否， 对材料的性能影响很大。 粉末冶金法适用于大规模生产， 而且原材料 浪费少，获得的材料机械性能好，是一种有前途的适合实用普及的工艺方法。单个热电转换器件的转换功率很小，需要经串 / 并联组合制成转换模块，并实现产品的 标准化、系列化。美国 Hi-Z 公司为车辆余热转换研制的一种热电模块，由 71 对碲化铋热电偶联接起来， 固定在一个被称为 “蛋架”的框架上；模块在温差 200 时输出 2。38V/19W 电流。该公司已研制了 4 种不同规格的产品，形成了一个系列，输出电功率从2。 5W 至19W 。车用温差发电器的热源是发动机排气和冷却水带走

20、的余热，前者的温度可达 800 左 右，后者一般在 100 以下。温差发电器冷源的形式有空气自然对流散热、强迫通风散热、 水冷散热和环流散热 4 种。现在设计的热电偶臂长仅为 310mm ，冷热端间距很小， 所以， 适当的冷源形式是获得较大温差的关键因素之一。近年来，车用发动机余热温差发电技术发展快，国内外许多高校、科研机构、军队、有关企业、 车公司都有研究成果的报道。 一些试验装置经进行了实验室台架试验、 道路试验以 及耐久性验，转换规模在数百瓦至 1500W 之间。日本 Nissan 汽车公司研究中心研制温差 发电器，它的外形尺寸为 440mm 180mm170mm ，接在 3000cc

21、汽油机的排气管中部； 所用热电偶直径 20mm 、高度 9。 2mm ，每 8 对组成一个块，每个模块输出 1。2W 电能， 总共 72 块模块敷在内通道的矩形外壁上。 温差发电器的外部采用冷却， 最大温差为 563K 。 在道路实验中，当汽车 60km/h 的速度爬坡时，发电器可转换排气中 11% 的热量。美国 Hi-Z 技术公司 Bass 等人 1984 年发表了关于 1。 5kW 温差发电器设计的论文，1990 年以后，在美国能源部的连续资助下进行了载重车柴油机排气余热温差发电的研究，2001 年在康明斯 250kW(335Hp) 柴油机上进行了台架和道路实验。试验在排气管上用 72 块

22、 HZ-14 模块按圆周排列布置， 冷端用水冷却， 形成了 250 270 温差。 输出功率主要 依赖于发动机负载的变化， 而受转速变化的影响较小。 试验装置共产生 30V/1kW 的直流电， 成本约为 1000 美元，回收需要一年半左右的时间。这一装置的性能处于领先，但是获得的 总功率不算高，到现在还没有进一步实用的报告国产解放 141 汽车排气余热的温差发电做了研究 :原车发电机输出功率为 350W ，额定 电压 14V ，额定电流 25A 。计算表明，当使用 960 个碲化铅热电偶，高温热源为 500 ， 低温热源为 100 时， 只要有 16610J/s 的排气余热就能转换得到与发电机

23、的输出相等的电 量。而台架实验测得该车发动机在最低转速时排气的温度和流量已经能满足这些要求， 说明 了排气余热的温差发电具有实用性。俄罗斯联邦科学中心物理与能源工程研究所 (SSCRF-IPPE) ，进行了高寒区载重车发动 机的直接发电和取暖的研究。实验对象为 154kW(210hp) 的俄制发动机，辅助的温差发电 器有平板式和圆柱式热电模块两种形式，产生 600W 电能，可以满足全车用电，尚有余热 供给驾驶室取暖。研究表明， 温差发电系统的温差越大、热源温度越高、材料优值越高， 发电器的效率就 越高。 因此，提高温差发电器性能的方向是开发高优值的热电材料和高效的转换器结构。 由 于近 50

24、年来，热电材料的研究没有取得期望的进展，因此，在现有材料的条件下开发高效 温差发电器就成为了主攻的方向。 在这方面融合了先进设计方法和多学科的基础理论，如:(1)优化设计研究。 热电偶的优值除与电极材料有关， 也与电极的截面和长度有关， 不同电阻率 和导热率的电极应有不同的几何尺寸，只有符合最优尺寸才能获得最佳的器件优值。同时， 设计中还要对温差发电器的负载等性能以及结构进行综合考虑，采用优化、仿真和 CAD 等 现代设计方法进行优化设计，是今后研究的重要课题之一。 (2) 可靠性研究。可靠性较高一 直是半导体热电器件的最主要的优点之一， 但受设计、 制造和使用环境等因素的影响， 器件 的稳定

25、性和使用寿命有明显的差别。 有关失效机理的分析和实验表明， 半导体热电器件失效 的主要原因是热电偶接头处发生的物质迁移， 接头处焊料或导流片的原子通过固体扩散的形 式进入到电极材料中， 成为额外的掺杂原子， 以及材料中掺入的杂质原子析出等改变了材料 特性等。这些问题尚有待解决。 (3) 传热学的研究。温差发电器在设计中，需要根据热、冷 源的形式，研究它的传热方式、接触热阻、散热形式，几何形状及强化方法等问题。这方面的研究已经成为温差发电器设计的基础之一。(4) 多场协同转换器的研究。华南理工大学课题组根据排气管内热流的换热形式和热电偶回路的基本定律， 提出了一种全新的温差发电器 结构。 研究采

26、用内置的轴向网状热电转换模块和多级转换结构， 冷源为分离式循环水冷， 直 接接入发动机的水冷系统。 这样做可以获得较大的温差、 较高的热电偶集成度， 并降低对热 电材料值的要求，强化了速度场、流场、温度场、电场的耦合，充分利用了余热流的能量。 该研究已经完成理论研究和验证性的实验。温差发电器用于车用发动机的余热利用具有广泛的应用前景。 从研究结果来看， 目前设 计结构的温差不高，热电偶总数在 1000 个以下，存在着效率低、成本高、结构不够紧凑等 问题。在热电材料研究取得突破之前，采用强化热电直接转换技术，开发出大功率 /高性能 / 高经济性的转换器件和转换系统，将是发展趋势。3、余热采暖技术

27、分析1)我们可以把汽车发动机排气管改造成热水交换器，利用热水交换器将废气余热传递 给水，水温升高，沸腾，产生大量蒸气，再利用蒸气加热开水、蒸饭、取暖。汽车发动机尾 气中蕴藏着大量的热能，根据热传递及热交换原理，利用方式如图所示。左上是一个水箱， 右下是一个热交换器，两者用管路连接。排放热气从上向下流动，热量通过管壁传递给水， 水温逐渐升高， 水热交换器中上端温度高， 下端温度低， 产生从下向上逆热气流动方向的循 环流动。多次往复循环，就会将水“烧”开，产生蒸气。因此，汽车废气余热再利用的基本 思路是 :在排气管外围沿着排气管方向焊装一个水套，水套与一个水箱相连。装置注意事项： 及时补水。蒸气箱

28、内之水，随着蒸气的蒸发会逐渐减少，应定时打开备 用补水箱阀门， 向蒸气箱内补水；及时放水。 废气余热利用系统不使用时， 应将尾气加热器 内的水全部放净。特别是冬季，发动机不起动时，若不将水放净，会把加热器冻裂；阀门开 关问题。尾气加热器进水、出水管上都有阀门开关。在使用加热器时，应在发动机起动前， 将进、出水阀门打开，水加热后，使水能够自由循环。否则，气压升高，无法循环，将会产 生高压爆炸危险。我国北方地区，冬季天气寒冷，尤其是野外作业人员如钻探、施工、部队 野营拉练等，饮水、吃饭、取暖极不方便。因此，若将汽车、工程车等发动机的尾气排放系 统加以改造，利用废气余热“烧”开水、煮饭、取暖等，将给

29、工作人员的生活、生产带来极 大的便利，并给国家节约大量的能源。2）车内采暖主要应用于大客车上 客车的采暖系统按驱动方式分为独立燃烧式和余热式两种。 余热式采暖系统是利用发动 机的余热（冷却水或尾气）采暖，运行成本低、经济性好、加工简单、使用方便。但停车时 不能供暖， 用于大型车辆和寒冷地区时， 对余热回收元件的性能要求很高。 因此， 虽然余热 式采暖系统的出现早于独立式，但是目前在国内尚无成功而广泛的应用。独立式采暖系统由燃烧器和加热器两部分组成， 燃料（一般为轻柴油） 在专门设计的燃 烧器中燃烧， 水或空气被加热后送到需采暖的空间。 独立式系统可在车辆的各种运行状态下 工作， 提高了舒适性。

30、此外，利用微机控制还可按照设定的时间开始工作； 对发动机进行预 热、解决冷起动问题；还可对车厢进行预热；同时解决发动机机油和蓄电池的保温问题。在我国客车行业中，因为没有高性能的非独立式采暖设备而大多选用独立式采暖装置。 但在实际使用（特别是城市公交）中，由于运行费用太高而常采用系统间歇工作的方式，以 降低运行成本，从而造成新风供应不足，乘客感觉胸闷、缺氧。在车厢内布置采暖加热盘管和新风加热盘管。 前者利用所回收的热量加热车厢内的循环 空气； 后者将外部的新鲜空气加热、 补充通风换气，改善车厢内的空气品质。复合式热交换 器与尾气消声器并联，回收尾气的热量；为有效回收冷却液热量，布置一个冷却液-

31、采暖水热交换器。 复合式热交换器中使用了套管和热管两种换热技术， 在保证换热效率的同时充分 降低尾气的阻力。众所周知，城市公交车辆的行驶速度变化范围很大，最高可达 80km/h ， 最低则接近于怠速。 单纯使用热管虽可保证发动机低工况下的换热性能， 但在高工况下可能 会超过热管的最高允许温度，使之报废。两种换热方式的结合，既保证高 / 低工况下的换热 效能、也可减小体积、降低尾气侧的阻力，从而保证发动机的正常出力。在车辆起动时，发 动机整体温度较低，电磁阀 V3 开启，此时车厢内没有采暖。采暖系统中的水将尾气的热量 回收后、加热冷却液；这样可以缩短发动机预热时间、提高其使用寿命。在车辆正常行驶

32、过 程中，电磁阀 V1 关闭、 V2 开启、 V3 关闭。在车厢内散热、温度降低后的水首先与冷却液 换热，温度升高后再在复合式热交换器中进一步吸热。4、余热制氢技术至今氢燃料在汽车发动机上的应用还没有得到广泛推广， 这主要是因为大多数汽车所采 用的氢燃料的添加及储存方法不完善。 近年国内一些高校和科研单位针对氢燃料难以直接随 车储存的特点， 以甲醇代替氢气随车携带， 并利用发动机排气余热将甲醇裂解为氢。 将裂解的氢与汽油混合作为发动机燃料， 较好地解决了氢燃料在汽车发动机上的储存、携带， 使氢燃料在汽车发动机上的推广应用成为可能。汽油箱中的汽油通过化油器向发动机提供， 在不使用氢燃料时与传统燃

33、料系相同。 附加的氢燃料供给系由甲醇容器、 氢发生器、 储氢箱、 阀、泵等组成， 氢发生器串接在排气管上。甲醇容器中的甲醇泵入氢发生器之后，在废气余热和催化剂作用下裂解生成氢并被储存在储氢箱里。 在发动机气缸真空度作用下，储氢箱里的氢被吸入化油器与雾化的汽油混合，混合燃料的浓度可通过化油器各个阀控制。余热制氢发动机不用随车携带氢气， 以随车携带甲醇箱中的少量甲醇就可按需产生氢气燃料，解决了难于将氢燃料直接在汽车上储存和安全性问题；甲醇的添加和储存与传统燃料近似，便于在用车的改装和供给站的设立； 在合适的催化剂条件下，氢发生器的产氢率高，使燃料成本低廉。国内氢发生器所用的催化剂一般含有镍、铂、钯、钾、铝和铜等元素，发动机排气管中 的废气余热为 300 780 。上述反应中产生的氢气除代燃之外， 还能帮助混合燃料中的汽油燃烧得更彻底， 节省燃 料并改善了发动机废气排放。 反应中产生的一氧化碳在汽缸中燃烧， 生成二氧化碳。 因此氢 气燃烧后最终废气成分主要为二氧化碳和水。 余热制氢发动机利用发动机排气余热将甲醇裂 解为氢燃料使用， 使燃料成本降低， 解决了使用氢燃料发动机的汽车随车储氢、 添加等方面 的问题。余热制氢发动机使用氢 （或氢与汽油混合 ）为燃料，使发动机排气中有害成分大幅减 少，并能减少发动机排气对环境的放热。 甲醇