汽車尾氣變溫發(fā)電系統(tǒng)設計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設計論文】

《汽車尾氣變溫發(fā)電系統(tǒng)設計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設計論文】》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《汽車尾氣變溫發(fā)電系統(tǒng)設計【含CAD圖紙優(yōu)秀畢業(yè)課程設計論文】（22頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 本科畢業(yè)設計（論文） 汽車尾氣變溫發(fā)電系統(tǒng)設計說明書 學 院 汽車工程學院 專業(yè)班級 學生姓名 學生學號 指導教師 提交日期 2016年 月 日 購買設計文檔后加 費領取圖紙 購買設計文檔后加 費領取圖紙 華南理工大學廣州學院 學位論文原創(chuàng)性聲明 本人鄭重聲明：所呈交的學位論文，是本人在導師的指導下，獨立進行研究工 作所取得的成果。除文中已經注明引用的內容外，本論文不含任何其他個人或集體已經發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律結果由本人承擔。 學位論文作者簽名： 日期： 2016 年 月 日 學位論文版權使用授權書 本人完全了解華南理工大學廣州學院關于收集、保存、使用學位論文的規(guī)定，即：按照有關要求提交學位論文的印刷本和電子版本；華南理工大學廣州學院圖書館有權保存學位論文的印刷本和電子版，并提供目錄檢索與閱覽服 務；可以采用復印、數(shù)字化或其它復制手段保存論文；在不以贏利為目的的前提下，可以公布論文的部分或全部內容。 學位論文作者簽名： 日期： 2016 年 月 日 指導教師簽名： 日期： 2016 年 月 日 作者聯(lián)系電話： 電子郵箱： I 摘 要 汽車尾氣會以熱的形式大量散失 , 散失的熱量在 100瓦的量級。本項目基于微電腦控制技術將汽車發(fā)動機尾氣原本以余熱直接排放到大氣中的能量，運用半導體溫差發(fā)電組 件轉化成電能回收利用。并且將發(fā)電核心裝置和汽車三元催化器結合。使此裝置在現(xiàn)有車輛上應用的可行性大幅度提高，并且彌補了三元催化器在汽車啟動時催化效率低的缺陷。發(fā)電核心模塊為全固態(tài)結構，正常使用時間達 10于開關穩(wěn)壓電路設計的穩(wěn)壓模塊為車載電器提供穩(wěn)定的 12電組件在為車載電器供電還有盈余時對蓄電池充電。并且發(fā)電組件的工作情況，發(fā)電功率等信息通過顯示器顯示。同時發(fā)電組件和發(fā)動機三元催化器結合，在發(fā)動機啟動時蓄電池為發(fā)電件供電，發(fā)電組件具有制熱功能可以為三元催化器加熱，縮短發(fā)動機起動時三元催化器 達到正常催化效率溫度的時間，從而提升三元催化器在發(fā)動機啟動時的催化效率。當發(fā)動機正常工作時發(fā)電組件高溫面的溫度符合三元催化器正常工作溫度范圍。所以兩部分結合既可以提升三元催化器在發(fā)動機起動時的催化性能，又方便此系統(tǒng)在現(xiàn)有車輛上安裝。 關鍵詞 :汽車尾氣發(fā)電；溫差發(fā)電；三元催化器；節(jié)能減排。 of be in of in 00 is on is of of of of in is of of at of is is of of up 02V a by in be to so as to is in of of so it to on 錄 摘 要 ......................................................... I ....................................................... 一章 緒論 ...................................................... 1 題背景和意義 ............................................. 1 內外研究現(xiàn)狀及我國的研究近況 ............................. 2 車尾氣溫差發(fā)電 ........................................... 3 第二章 基本原理 ................................................. 5 貝克效應 ................................................. 6 差發(fā)電器 ................................................. 7 第三章 實驗過程 .................................................. 9 差發(fā)電組件的技術參數(shù) .................................... 10 車尾氣溫差發(fā)電發(fā)光燈珠實驗 .............................. 10 車尾氣溫差發(fā)電系統(tǒng)的分析 ................................ 11 車尾氣的排熱量 ...................................... 11 濟性分析 ............................................ 12 車三元催化器的工況溫度分析 .......................... 13 力發(fā)熱加熱三元 催化器的可行性分析 .................... 15 第四章 汽車尾氣溫差發(fā)電系統(tǒng)的創(chuàng)新 ............................... 16 結 論 ........................................................ 17 致 謝 ........................................................ 18 參考文獻 ........................................................ 19 1 第一章 引 言 題的背景和意義 隨著科技和社會的發(fā)展和進步，各種各樣的車輛將會陸續(xù)出現(xiàn)在公路上面，與此同時，車輛對環(huán)境造成的污染問題也越來越嚴重，嚴重影響了人們的生活環(huán)境，所以機動車輛所帶來的環(huán)境污染問題是人類當前必須解決的一個問題。對這個問題解決的程度如何，反映著一個社會從科技水平到人文關懷等各方面的發(fā)達程度。我國對這種現(xiàn)狀的重視程度還是不夠 ， 即在 交通工具上沒有安裝減除費油廢氣排放的節(jié)能設施，這種現(xiàn)狀存在著許多不和諧因素，更使群體分化加劇，社會人文關懷程度的下降。而如果能夠大量使用無油污，無污染的電動汽車，將會大大減少環(huán)境污染程度，給人類一個無碳、環(huán)保的、綠色的生態(tài)環(huán)境。 在新的市場需求的驅動下，電動汽車的更新和優(yōu)化升級更加迫切。國內電動汽車生產企業(yè)充分挖掘市場潛力，大力發(fā)展經濟節(jié)能型環(huán)保節(jié)能的電動汽車，在機動車輛向綠色環(huán)?；霓D變中揮積極作用。一般生產電動汽車的企業(yè)對設備環(huán)保指數(shù)上都有嚴格的要求。各企業(yè)在生產設備時，都充分考慮到設備在運行中 可能會出現(xiàn)的種種問題，從而減少設備因為排放的廢氣以及運行過程中產生的噪音而引起的噪音大、污染重等現(xiàn)象。國內電動汽車的研發(fā)及制造要與全球號召的低碳經濟、綠色世界主題保持一致。加大電動汽車新型節(jié)能綠色環(huán)保類型的研發(fā)及生產是行業(yè)發(fā)展的大趨勢，同時也迎合了國內基礎建設發(fā)展的需求。 實現(xiàn)綠色駕車無污染化，并實現(xiàn)通過司乘人員，以及經過專門培訓的人員對此類電動汽車的簡單輔助操作，即可完成的電動汽車充電、制動、行駛等等方面的控制，達到環(huán)保節(jié)能無污染的目的。首先應該從機理的可行性方案上進行深入討論，通過對動力單元研究著手，然后 經過反復細致的可行性，安全性分析以及對整個系統(tǒng)的運動校核，功能分析，而得到并形成系統(tǒng)的整體的結 2 構，并且針對本系統(tǒng)的特點，來選擇最適合的系統(tǒng)方案。 當前 , 我們社會面臨環(huán)境惡化和能源危機的威脅 , 人類的可持續(xù)發(fā)展需要對綠色能源技術的發(fā)展給予更多地關注 ?這使得溫差發(fā)電技術越來越引人注目 , 該技術是一種固態(tài)能量轉換方式 , 能夠直接將熱能轉化為電能 ?半導體溫差發(fā)電組件無汽車轉動 , 因而無噪聲 ?壽命長 ?工作穩(wěn)定可靠 ?輕便 ,且可利用各種設備的廢熱、余熱等 , 因而適用于軍事、勘探和邊遠地區(qū)等的小功率發(fā)電和深空探測 ?另外 , 半導體發(fā)電模塊可廣泛用于小家電制造、儀器儀表、玩具及旅游業(yè)。由于傳統(tǒng)能源價格日益高漲，廢熱回收利用愈形重要，熱電廢熱回收技術可望繼太陽光電技術之外，成為下一波新興產業(yè)。其技術特點 :利用汽車尾氣發(fā)出的電給汽車電瓶充電，供應用電系統(tǒng)。設計發(fā)明的目的和基本思路： 針對現(xiàn)有汽車燃油中大部分能量以余熱的形式排放到大氣中 ,造成了巨大的經濟損失和嚴重的環(huán)境污染問題。利用半導體溫差發(fā)電芯片為核心元件，以發(fā)動機尾氣為能量來源發(fā)電。從而達到提高發(fā)動機綜合能效實現(xiàn)節(jié)能減排的目的。 本作品的創(chuàng)新點： 將汽車發(fā)動機尾氣原本 以余熱直接排放到大氣中的能量，用運半導體溫差發(fā)電芯片轉化成電能回收利用。并且將發(fā)電核心裝置和汽車，三元催化器結合。使此裝置在現(xiàn)有車輛上應用的可行性大幅度提高，并且彌補了三元催化器在汽車啟動時催化效率低的缺陷。 主要技術指標： 發(fā)動機不同轉速工況下發(fā)電功率曲線。三元催化器在發(fā)動機啟動時性能對比曲線。 內外研究現(xiàn)狀及我國的研究近況 汽車是現(xiàn)代社會的重要交通工具，為人們提供了便捷、舒適的出行服務，然而車輛對環(huán)境造成的污染問題也越來越嚴重，嚴重影響了人們的生活環(huán)境和起居環(huán)境。所以鑒于這些歷史原因， 電動汽車以其環(huán)保節(jié)能，經久耐用，外觀多樣化等等諸多特點文明于世。以鋰電池為主要電動來源的特征使得電動汽車能夠在任何時候，任何地方 3 只要有充電樁的地方都能夠充電。目前，我國正在大力研發(fā)高徐電能的鋰電子充電樁。通過在指定的區(qū)域設置一定數(shù)量的充電樁，使得電動汽車的使用率將會大大提高，并且由于鋰電池蓄電能力強，經久耐用，所以一般人們只要偶爾幾天充一次電就能夠保持一段時間，這對于汽油，柴油等傳動的動力源泉來說，是一場歷時性的變革。 由于機械工程的知識總量已經遠遠超越個人掌握所有，一些專業(yè)知識是必不可少的。但是過度 的專業(yè)知識分割，使視野狹隘，可以多多參加技術交流，和參加科研項目，縮小范圍，提升新技術的進步和整個塊的技術，提高外部條件變化的適應能力。封閉的專業(yè)知識的太狹隘，考慮的問題太特殊，在工作中協(xié)調困難，不利于自我提高。因此，自上世紀第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎理論，拓寬領域，對專業(yè)合并的分化。機械工程可以增加產量，提高勞動生產率，提高生產的經濟效益為目標，并研制和發(fā)展新的機械產品。在未來，新產品的開發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成本的控制，減少或消除環(huán)境污染作為一個超級經濟目標和任務 。機器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務。現(xiàn)代機械工程機械和機械設備創(chuàng)造出更多、更精美的越來越復雜，很多幻想成為過去的現(xiàn)實。人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙，潛入海洋，數(shù)十億光年的密切觀察，細胞和分子。電子計算機硬件和軟件，人類的新興科學已經開始加強，并部分代替人腦科學，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經顯示出巨大的作用，但在未來幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類智慧的增長并沒有減少手的效果，而是要求越來越精致，手工制作，更復雜的工作，從而促進手功能。又一方面實踐促進人腦智力。在人類的 進化過程中，以及在每個人的成長過程中，大腦和手是互相促進和平行進化。 4 隨著國際標準化（ 實施，世界小型拖拉機整體車架以采用新材料、新技術、新工藝、新結構為基礎 ,19世紀 80年代，美國的 過幾年的運行，為該公司創(chuàng)造了不菲的利潤。繼美國 國的 入了相當大的人力和精力來開發(fā)研制小型拖拉機車架，并且與二十世紀中期投入到了北美等市場。 當前，全世界各大機械人廠商為了提高產品的競爭力，都大力進行小型拖拉機整體車架的研發(fā)工作?，F(xiàn)在國外等著名小型拖拉機整體車架的品牌中，都有小型拖拉機整體車架的銷售，全世界小型拖拉機整體車架的應用越來越廣泛。有一點值得注意的是，小型拖拉機整體車架的市場，由最初的日本，歐洲，已經滲透到北美市場，因此小型拖拉機整體車架是當今小型拖拉機車架生產加工企業(yè)比配的設備已經成為主要趨勢。西方資本主義國家有巨大的小型拖拉機整體車架銷售市場，機械人工業(yè)是西方資本主義國家的機械工業(yè)之一。 由于機械工程的知識總量已經遠遠超越個 人掌握所有，一些專業(yè)知識是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識分割，使視野狹隘，可以多多參加技術交流，和參加科研項目，縮小范圍，提升新技術的進步和整個塊的技術，提高外部條件變化的適應能力。封閉的專業(yè)知識的太狹隘，考慮的問題太特殊，在工作中協(xié)調困難，不利于自我提高。因此，自上世紀第二十年代末，出現(xiàn)了一體化的趨勢。人們越來越重視基礎理論，拓寬領域，對專業(yè)合并的分化。機械工程可以增加產量，提高勞動生產率，提高生產的經濟效益為目標，并研制和發(fā)展新的機械產品。在未來，新產品的開發(fā)，降低資源消耗，清潔的可再生能源，成本的控制 ，減少或消除環(huán)境污染作為一個超級經濟目標和任務。機器能完成人的手和腳，耳朵和眼睛等等器官完全不能直接完成的任務?，F(xiàn)代機械工程機械和機械設備創(chuàng)造出更多、更精美的越來越復雜，很多幻想成為 5 過去的現(xiàn)實。人類現(xiàn)在能成為天空的上游和宇宙，潛入海洋，數(shù)十億光年的密切觀察，細胞和分子。電子計算機硬件和軟件，人類的新興科學已經開始加強，并部分代替人腦科學，這是人工智能。這一新的發(fā)展已經顯示出巨大的作用，但在未來幾年還將繼續(xù)創(chuàng)造出不可思議的奇跡。人類智慧的增長并沒有減少手的效果，而是要求越來越精致，手工制作，更復雜的工作，從而 促進手功能。又一方面實踐促進人腦智力。在人類的進化過程中，以及在每個人的成長過程中，大腦和手是互相促進和平行進化。 大腦和手之間的人工智能和機械工程的近似關系，唯一不同的是，智能硬件還需要使用機械制造。在過去，各種機械離不開人類的操作和控制，反應速度和運算精度的進化是非常緩慢的大腦和神經系統(tǒng)，人工智能將消除這種限制。相互促進，計算機科學和機械工程進展之間的平行，將在更高層次的新一輪發(fā)展的開始使機械工程。在第十九世紀，機械工程的知識總量仍然是有限的，大學在歐洲，它與一般的土木工程是一門綜合性的學科，稱 為土木工程，下半場的第十九個世紀成為一門獨立的學科。在第二十世紀，隨著機械工程和知識增長的發(fā)展開始分解，機械工程專業(yè)，有分支機構。在第二十世紀中期趨勢分解，在時間之前和之后的第二次世界大戰(zhàn)結束時達到的峰值。由于機械工程的知識總量已經遠遠從個人掌握所有，一些專業(yè)是必不可少的。但是過度的專業(yè)知識使分割，視野狹隘，可以查看和統(tǒng)籌大局和全球工程和技術交流，縮小范圍，新技術的進步和整個塊的技術，外部條件變化的適應能力差。封閉的專業(yè)知識的專家太狹，考慮的問題太特殊，在工作協(xié)調困難，不利于自我提高。 在未來的幾年里，電動汽 車的使用將會越來越普遍，越來越多的人們將會選擇電動汽車，與此同時，充電樁的使用數(shù)量將會普及到我國的各個角落，由于電能便宜，綠色無污染，所以人們將會越來越喜歡這種方式，長此以往，我國的環(huán)境，氣候將會得到更一 6 步的改變。 汽車工業(yè)是國民的裝備部，是為國民經濟提供裝備和為人民生活提供耐用消費品的產業(yè)。不論是傳統(tǒng)產業(yè)，還是新興產業(yè)，都離不開各種各樣的汽車裝備，汽車工業(yè)所提供裝備的性能、質量和成本，對國民經濟各部門技術進步和經濟效益有很大的和直接的影響。汽車工業(yè)的規(guī)模和技術水平是衡量國家經濟實力和科學技術水平的 重要標志。在人類社會發(fā)展的今天，電動汽車也同樣在不斷地發(fā)展著，隨著新能源的開發(fā)，電動汽車工業(yè)的發(fā)展將會越來越快捷和實用。隨著電動汽車的出現(xiàn)，人們就可以很方便地出行，而再沒有像機動車輛那樣排氣嚴重，在某種程度上污染了人類的生活環(huán)境。 人們對能源的不斷的需求，以及環(huán)境保護意識的日益增強，使得各國科學家不斷探索新的能源，例如：風能、太陽能、潮汐和地熱發(fā)電等?？茖W家開始嘗試利用汽車尾氣的余熱發(fā)電，而汽車的余熱發(fā)出的電相當于有“ 1000節(jié) 美國加州的熱力生命能量公司主要生產工業(yè)用溫差發(fā)電系統(tǒng)。該公司目前也在 研制能夠在只有幾攝氏度溫差環(huán)境下工作的發(fā)電機，這與汽車尾氣發(fā)電的原理大致相當。將 1000臺這樣的發(fā)電機組合在一起，就能夠提高能量輸出。該公司已經研制成功的原型系統(tǒng)可以在 50度溫差條件下發(fā)電 100W，足以驅動一個心臟起搏器或者生物傳感器。而美國北卡三角州國際研究院采用納米材料制成 1 以在 出 144慮到能量損失，最終輸出電量也達到了 67W，足以維持心臟起搏器正常工作，這塊貼片輸出的 10~20 可以為充電電池補足 3次電力。 車尾氣溫差 發(fā)電 早在 1821年，德國物理學家塞貝克發(fā)現(xiàn)了溫差電勢，溫差電勢的大小，同被加熱的接點（熱端）和沒有加熱的冷端的溫度差成正比，而且與兩種導體本身的材料有關?；诖嗽淼臒犭娕甲鳛楣I(yè)測溫的主要探測頭。利用“塞貝克效應”原理來開 7 發(fā)發(fā)電電池有著廣闊的前景。作品利用基于塞貝克效應制成的半導體溫差發(fā)電芯片對汽車發(fā)動機尾氣熱能回收利用，遵循基本的科學原理。 第二章 基本原理 貝克效應 如圖 1A、 果兩個結點所處的溫度不同 (，回路中就會有電 動勢存在。這一現(xiàn)象是德國物理學家塞貝克發(fā)現(xiàn)的，被稱為塞貝克效應，它是溫差發(fā)電技術的理論基礎。 （ a）半導體效應產生 如 于其熱端空穴的濃度較高，則空穴便從高溫端向低溫端擴散；在開路情況下，就在 端有負電荷，冷端有正電荷），同時在半導體內部出現(xiàn)電場；當擴散作用與電場的漂移作用相互抵消時，即達到穩(wěn)定狀態(tài)，在半導體的兩端就出現(xiàn)了由于溫度梯度所引起的電動勢 —— 溫差電動勢。自然， 向高溫端（ 相反， 因此利用溫差電動勢的方向即可判斷半導體的導電類型?？梢姡谟袦囟炔畹陌雽w中，即存在電場，因此這時半導體的能帶是傾斜的，并且其中的 端 導體的 般，半導體 8 的 ，這要比金屬的高得多。 （ b）金屬效應因為金屬的載流子濃度和 以金屬的 般 ～ 10。 雖然金屬的 是在一定條件下還是可觀的；實際上，利用金屬 （ c）塞貝克效應電勢差的計算公式： 果 上式即可表示成如下形式：圖 1稱溫差電池）， 和 在一端用金屬片 3連接起來，另一端接負載電阻 R。當一端加熱至溫度 另一端保持在溫 度 路中產生溫差電動勢，使負載電阻上有電流差發(fā)電效率的定義是 :外電路中得到的有用電能 源消耗的能量包括以下幾項： ①在熱端吸收的珀爾帖熱 21(R+r) ②由熱端傳導到冷端的熱量 K(式中 =(λ 1 2l，式中λ 1、λ 2分別為兩臂的熱導率。 ③溫差電池內部，電流 一半將轉移到熱端，因而把功率還給熱源。溫差發(fā)電機的效率主要取決于熱端和冷端的溫度和溫差發(fā)電材料的品 質因數(shù) Z， 而對于不同的工作溫度需要選取不同的材料。 熱電轉換器件是溫差發(fā)電器的基本組件，能將熱能直接轉換為電能，其效率取決于熱電材料的性能和器件的設計制造水平。把一只 型半導體組件通過連接片連接起來，當接頭處存在溫差和熱量的轉移時，按照塞貝克效應就會有電動勢產生 (圖 1b)，把若干對半導體組件在電路上串聯(lián)起來，而在傳熱方面是并聯(lián) 9 的，這就構成了一個通用的熱電轉換器件，其結構如圖 1有溫差存在的條件下它就能將熱能直接轉化為電能，且不需任何運動部件，也無 氣體或液體介質存在，安全可靠，對環(huán)境無任何污染，是十分理想的電源。 差發(fā)電器 單個熱電轉換器件的轉換功率很小，需要經過串 /并聯(lián)組合制成溫差發(fā)電器，實現(xiàn)標準化、系列化。溫差發(fā)電器的結構趨向通用化和組件化，并取決于熱源特征、散熱方式和溫度分布，以及所用熱電轉換器件的性能和排列情況。 1、一種利用汽車尾氣高效率發(fā)電裝置，包括排氣管、進氣管、發(fā)動機、運動缸、單向輔助閥、火花塞、吸氣管、滑動體、彈簧、曲軸、曲柄連桿機構、發(fā)電機、蓄電池、調壓器、穩(wěn)壓器、溫差發(fā)電片、 態(tài) 時 繼電器、尾氣聚集腔及冷卻腔，其特征在于：排氣管出氣口設計為喇叭口，在排氣管上設有兩個對稱分布的吸氣管，在吸氣管上與排氣管前端喇叭口處分別設有單向輔助閥；排氣管與運動缸相連，在運動缸頂部設有一個火花塞，彈簧與活塞、運動缸相連，曲柄連桿結構與滑動體相連，曲軸與發(fā)電機用聯(lián)軸器連接起來，調壓器、穩(wěn)壓器與車用蓄電池用導線連接起來，運動缸與尾氣聚集腔通過小孔管道連接起來，在尾氣聚集腔與冷卻腔之間設有若干溫差發(fā)電片， 態(tài) 目前，溫差發(fā)電器主要有平板 式 (如圖 2所示 )。平板式溫差發(fā)電器的熱電轉換模塊適合平鋪在矩形通道上，運行時熱流從通道內流過，經壁面向轉換模塊傳遞熱量。 10 第三章 實驗過程 差發(fā)電組件的技術參數(shù) 最早用的溫差發(fā)電材料為 (，用康銅片 ( 連接，其熱端溫度可達 400和 ～ 300較好的低溫溫差發(fā)電材料。在 300~600 常采用 600項目選用 驗采用的熱電發(fā)電組件主要的技術參數(shù)如下： 外型尺寸： 40× 40× 4 大耐溫： 600250 高溫軟線；最大發(fā)電電壓： （溫差為 200最大短路電流： 800 溫差為 200片內阻： ；最佳匹配電阻： 組件的構成如圖 4：主件采用汽車模型的排氣管，兩片溫差發(fā)電組件包圍構成。由于排氣管是圓形的，溫差發(fā)電組件是平面的，為了增加接觸面積，所以，增加 了多邊形鋁制散熱器，內涂導熱硅脂，以增強導熱可靠性。使用鋁制散熱器可有效增強冷熱兩端的溫差，溫差越大，發(fā)電效率越高。為了固定散熱片，兩端打孔用 4根螺絲固定，增強發(fā)電的穩(wěn)定性。 實驗技術參數(shù)如下： 排氣管外型尺寸：直徑： 40面積： 差發(fā)電片：邊長： 40 402片，加熱到 150熱器組件：規(guī)格： 572個； 11 發(fā)電功率： 1W。考慮到今后的實際使用情景，我們設計了：排氣管外型尺寸：直徑：60面積： 2826差發(fā)電片：邊長 ： 40 405片，加熱到 500熱器組件：規(guī)格： 575個；發(fā)電功率： 50W 實驗表明，溫差發(fā)電系統(tǒng)的溫差越大、熱源溫度越高、材料優(yōu)值越高，發(fā)電的效率就越高。 車尾氣溫差發(fā)電發(fā)光燈珠實驗 電電壓在 2～ 4 據(jù)產品不同而異，所以它是一個比使用高壓電源更安全的電源，特別適用于公共場所；工作電流在 0～ 15 度隨電流的增大而變量。組件兩面上的溫差在 0～ 60產生電壓 0～ ，電流 0～ 3 A。為了驅動 以是發(fā)電組件的溫差增大到 60可以使 4～ 5個溫差發(fā)電組件的串聯(lián)起來。本實驗的裝置如圖 5所示，我們將 6 x 4=24個 路為 24個燈珠并聯(lián)，供電為二個發(fā)電組件串聯(lián)。為了便于實驗和減少組件，我們只用兩個發(fā)電組件。我們知道， 以上，才有電流流過。同樣，在合理設計的情況下，溫差發(fā)電還可以給電池進行充電啦！ （ a）實驗過程采用 2片溫差發(fā)電組片考慮到今后的實際使用情景，我們設計了如圖6， 00 2片溫差發(fā)電片，加熱到 120可產生 200可點亮 80盞燈；如果加熱溫度越高，散熱片面積增大，溫差越大，發(fā)電量就越大。 車尾氣溫差發(fā)電系統(tǒng)的分析 車尾氣的排熱量 汽車排放的尾氣溫度最高可以達到 600℃～ 700℃ , 發(fā)動機怠速運轉時 400℃。對解放 究結果表明，將 60塊熱電轉換器串 12 聯(lián)或串然后并聯(lián)，能夠滿足額定電壓為 14V，額定電流為 25州電子科技大學應用數(shù)學與工程計算研 究所的劉斌和徐江榮對熱電轉換模塊在利用發(fā)電機廢熱時的擺放位置進行了研究，分析結果表明，排氣直管出口處壓力較大，有利于對流傳熱，將溫差發(fā)電器安裝在此處可以有效利用廢氣余熱。在近似長方形的尾氣管上的散 /集熱效率在同樣截面積的情況下，近似長方形尾氣管的周長更長，有利于集熱器的與尾氣管的接觸和熱量的收集。 濟性分析 據(jù)調查，以上海大約 24000輛出租車，如果所有的這些車輛都是用我們的裝置的話，那這些車輛的電瓶就不用汽油充電啦。假如我們保守估計，一輛車輛充滿自己的電瓶需要兩個小時。這段時間內燃油 大約 6L,我們將這個數(shù)字保守的估計，假如這其中只用 2如說這其中現(xiàn)在汽油的價格為 也就是每天每輛車車輛能節(jié)省 15元，一個月能節(jié)省 450元。上海大約有 24000輛這樣一月就會節(jié)省 1080萬，這可不是一個小數(shù)目啊。一年就會節(jié)省 10000萬元。 車三元催化器的工況溫度分析 三元催化器是安裝在汽車排氣系統(tǒng)中最重要的機外凈化裝置，它可將汽車尾氣排出的 和氮氣。由于這種催化器可同時將廢氣中的工種主要有害物質轉 化為無害物質，故稱三元。 三元催化器對發(fā)動機排出來的廢氣進行催化轉化 ,當發(fā)動機的空燃比控制在理論空燃比附近時 ,其可以凈化 90%的 0%的 化效率是相當高的 ,但是其高低受到溫度的影響 ,只有當三元催化器達到起燃溫度即 250～ 300℃時才能有較高的轉化效率 ,而汽油機冷啟動后 2分鐘后才能達到此溫度范圍。試驗表明在汽油車上一個排 13 放測試循環(huán)中 ,絕大部分污染物 (約占總量的 70%～ 80%)是在冷啟動最初的 2～ 3分鐘內排出的。在實車實驗中， 在 345其 所以 ,必須采取措施提高三元催化器的起燃溫度。 力發(fā)熱加熱三元催化器的可行性分析 電加熱催化反應器主要用于控制冷啟動的廢氣排放 , 是滿足美國加州標準中 加熱催化反應器是利用電阻金屬葉片置于催化器前端的進氣流路上 , 使電阻在電流通過時達到使排氣升溫的作用。在汽車啟動之前 , 金屬基體電加熱催化轉化器通常和二次空氣泵聯(lián)合使用 , 以保障有充足的氧氣來氧化排氣中的 熱電流可以由汽車尾氣集熱發(fā)電系統(tǒng)存儲 的電能轉換供給 , 通過電極加熱葉片、金屬壓膜或金屬基體。金屬基體需要在發(fā)動機啟動之前加熱 10～ 20s, 發(fā)動機啟動之后再加熱 20～ 30 14 第四章 汽車尾氣溫差發(fā)電系統(tǒng) 的創(chuàng)新 作品利用基于塞貝克效應制成的半導體溫差發(fā)電芯片對汽車發(fā)動機尾氣熱能回收利用 ,遵循基本的科學原理?，F(xiàn)有關于汽車尾氣溫差發(fā)電的研究大多都停留在理論研究層面，本課題在充分理論研究的基礎上制作了性能可靠的樣機，并且提出將尾氣發(fā)電和三元催化器結合，在實現(xiàn)發(fā)電的同時又能提升三元催化器在發(fā)動機啟動時的催化效率。 15 結 論 本文所設計的是汽車尾氣變溫發(fā)電系統(tǒng)設計，原理比較簡單，結構比較復雜，在論文完成之際，我首先向我的導師致以衷心的感謝和崇高的敬意！在這期間，導師在學業(yè)上嚴格要求，精心指導，在生活上給了我無微不至的關懷，給了我人生的啟迪，使我在順利的完成學業(yè)階段的學業(yè)的同時，也學到了很多做人的道理，明確了人生目標。導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，淵博的學識，實事求是的作風，平易近人、寬以待人和豁達的胸懷，深深感染著我，使我深受啟發(fā)，必將終生受益。 經過近半年努力的設計與 計算，論文終于可以完成了，我的心里無比的激動。雖然它不是最完美的，也不是最好的，但是在我心里，它是我最珍惜的，因為它是我用心、用汗水成就的，也是我在大學四年來對所學知識的應用和體現(xiàn)。四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的能力，更重要的是從周圍的老師和同學們身上潛移默化的學到了許多。在此，向他們表示深深的謝意與美好的祝愿。 通過本次設計，我還提高了利用制圖軟件的水平，并吸收了大量的經驗，總結出以下幾點。關于圖紙的繪制方面，當零件的尺寸已經給出，不考慮圖紙尺寸不合適的，基于實物，裝配時必須 考慮的大小是合適的，因為 圖效果不好，也會引起的尺寸誤差，和甚至出現(xiàn)欠定義大小，因此，必須通過在這個時候對零件進行測量，進行修改，直到符合要求。 16 參考文獻 [1] 徐灝等 第 2、 3 冊 )[M](第二版） 車工業(yè)出版社，2003 [2] 程悅蓀 M]國農業(yè)出版社， 1981 [3] 周紀良 M]車工業(yè)出版社， 1991 [4] 吉林工業(yè)大學教研室編 [M]國農業(yè)出版社， 1982 {5} 成大先主編 — 減（變）速器·電機與電器 [M]學工業(yè)出版社， 1999 [6] 朱冬梅 M]等教育出版社， 2000 [7] 陳立德 M]等教育出版社， 2002 [8] 陳立德 M]等教育出版社， 2002 [9] 劉勁 M]車工業(yè)出版社， 2000 [10] 陳立周 M]金工業(yè)出 版社， 1985 [11] 《拖拉機》編輯部主編 M]?？茖W技術出版社， 1980 [12] 周紀良 J]1979(2)：47[13] 周紀良，孔維恭，于瑞璽 J]汽車學報， 1988（ 2）： 32 [14] 高象平，李齊隆等 M]東科技出版社， 1987 [15] 周紀良，孔維恭 計 [J]1983（ 3）： 12[16] . 998. 17 致 謝 直到今天，論文總算完成了，我的心里感到特別高興和激動。在具體的研究設計過程中，我的老師和同學學習與生活中提供了無私與周到的幫助，充分用他們的工作熱情感染著我，鼓勵著我，讓我少走了很多彎路，再次一并致謝！因為有了老師的諄諄教導，才讓我學到了很多知識和做人 的道理，由衷地感謝我親愛的老師，您不僅在學術上對我精心指導，在生活上面也給予我無微不至的關懷支持和理解，在我的生命中給予的靈感，所以我才能順利地完成大學階段的學業(yè)，也學到了很多有用的知識，同時我的生活中的也有了一個明確的目標。知道想要什么，不再是過去的那個愛玩的我了。導師嚴謹?shù)闹螌W態(tài)度，創(chuàng)新的學術風格，認真負責，無私奉獻，寬容豁達的教學態(tài)度都是我們應該學習和提倡的。通過近半年的設計計算，查找各類汽車尾氣變溫發(fā)電系統(tǒng)的相關資料 ,論文終于完成了，我感到非常興奮和高興。雖然它是不完美的，是不是最好的，但在我心中， 它是我最珍惜的，因為我是怎么想的，這是我付出的汗水獲得的成果，是我在大學四年的知識和反映。四年的學習和生活，不僅豐富了我的知識，而且鍛煉了我的個人能力，更重要的是來自老師和同學的潛移默化讓我學到很多有用的知識。另外也感謝我的父母，在做設計感覺受挫，枯燥與迷茫時，是他們在悉心的為我釋放壓力，鼓勵我不要氣餒，勇敢面對。每周一次和父母的通話，與朋友和同學的長談后都使我精神放松，斗志倍增，以飽滿的熱情重新投入到工作中去，感謝他們，正是他們的不懈支持和充分理解才能使我順利完成畢業(yè)設計。 謝謝老師以及所有關心我 和幫助我的人，謝謝大家。在以后的工作中，我們將繼續(xù)努力，爭取把自己的本職工作做好 ,直到符合要求。