发动机热能回收系统
一、摘要：
随着时代的发展，汽车已经在生活中普及，随之，我们在更快地消耗原以不多的石油资源。本装置的设计希望能将汽车发动机浪费的热能进行回收再利用，使其效率得到进一步的提高，通过这小小的改变，使耗油量减少，排放更加绿环保，使有限的自然资源可以得到最大限度的使用。
二、研究意义：
通过“塞贝克原理”回收利用汽车发动机所浪费的能量，提升能源利用率。节约能源，减少人类对宝贵的石油资源的浪费，让人类最大限度地使用有限的资源。同时也对环境给予了保护。
三、研究目的;
1.分析研究汽车发动机所浪费的能量比例，现有发动机的效率，以及如何更加
充分地利用了有限能源所带来的能量。
2.通过“塞贝克效应”将汽车发动机所浪费的热能转化为电能，并储存在锂电
池中
①通过给后轮安装辅助电动机，将电能转化为动能，直接给后轮输送动力，提
高汽车的加速，低扭等、获得更高的整体效率。
更加充分，间接提高发动机的效率。
③【针对装有涡轮的汽车】通过将电动涡轮与原有涡轮进行连接，直接提高涡
轮的反应时间，增加发动机的进气量，使燃烧更加充分，间接提高发动机的效率。
3.将此技术应用在民用车上，减少对有限资源的浪费，也降低了成本，同时对
环境保护也做出了巨大的贡献。
四、思路来源:
随着时代的发展，汽车在我们的生活中已经变得非常普及。尤其是生活在大上海的我们，每天都在车流汹涌中，有条不紊的进行着自己的生活。
我想很多人可能有跟我一样的感受，当我们经过未完全熄火的汽车旁边时，是否感到一股炙热的热气扑面而来？尤其是今年的夏天，上海的气温高达40度，这种感受变得尤为明显。这股热从哪里来？我的脑海里冒出了这样一个疑问。经过观察和查资料，我发现这股热来自汽车的排气管。可是，汽车的排气管排出的都是废气啊，这其中，一定还浪费了很多能量。我又去图书馆查阅资料，果不其然，发动机的效率不像我以前想象的那么高，只有32%到38%而已。剩下的近70%的能量去了哪里？我的脑海中又蹦出了一个问号，又经过了一段时间的查。我与我的搭档发现，发动机浪费的能量主要分为四个板块：30%的热能、25%的动能、4%的化学能和6%的声能。
从这些数据我们可以直观的看到热能占比最大。同时，化学能主要由三元催化器催化，声能也由消音器消除，而动能呢，如今市面上很多汽车都安装了涡轮，也将这部分能量很好的利用了。只有热能，目前市面上还没有成熟的技术将其运用。我一下子到了自己的研究方向，就是发动机热能回收。我与学校的科技老师交流了这个课题，对我们这样一个新奇想法，他也很感兴趣，同时他也表示在接下来的路程中会大力支持我们的研究。就这样，我们出发了。
五、思路结构:
一开始，我们只是单纯的想到，可以把电能直接变成动力施加给后轮，使发动机的效率提高。可是上网搜索后，却发现这种方法的成本特别高，都快跟一辆车的价钱一样了，能在生活中实际应用的可能性很小。就没有其他的方法了吗？
发动机调速器经过了两三天的苦思冥想，我们却依旧没有想到这方法成本相对较低。回到家又翻阅了好几天的书籍，查了好几天的资料，我们终于摸到了一点头绪。提高发动机效率的方法有两种：增加空气或者增加燃料。用电来增加燃料，这显然不可能。只能增加空气了，我突然想到了我们生活中的电风扇，叶片呼呼的转动，不正能增加它的进气量吗？上网去查，发现这原来也是涡轮。这个方法的成本就低了很多，可以使燃烧更加充分，提高了发动机的效率。为了理清思路，我们将所有的想法都画在一张Mind—map上，从小小的手绘图上一目了然的看到有两个涡轮。两个涡轮的存在，肯定各有它的用途。指导老师让我们思考，两个涡轮中有一个不就多余了吗？又经过了一周的查资料，积极思考。在一个下午，我们相对坐在车模实验室中，望着Mind—map，继续思索。我们俩好像突然开了窍，
把电动涡轮去掉，把电机和涡轮连起来，会发生什么？可以减少涡轮的反应时间。就好像一脚油门下去，汽车立马能开动一样。
六、制作过程:
涡轮
开始，我们用3D建模软件设计了涡轮的结构。
*设计图：
这个电动涡轮我们使用的电机是无刷电机，因为我们的学校的特是车模，我们就想到了使用无刷电机的技术。叶片是由精加工而成的，它的轴承材质是陶瓷（碳化硅），由于涡轮以极高的转速工作，陶瓷轴承的表面光滑，大大减少了磨损程度，使涡轮的寿命延长了许多。我们购置了一个涡轮机壳。涡轮的转速能达到8W转（每分钟），电机始终处在极高的转速之下，我们就考虑到了动平衡，对其部件进行了精加工。在组装时，我们一样注意到这个问题，使用了配重块，使其两边质量平衡，并且对其中的虚位用胶水填掉，但是并不粘死。另外，在高转速的情况下，涡轮表壳的温度会非常高，于是我们就在转子这一部分使用了铝合金散热片，以降低涡轮在运作时表壳的温度。整个涡轮用一个脉冲发生器来控制，使涡轮对能量的利用率达到98%.此外，涡轮还接有一个电子调速器，用来驱动电机。
发布评论