《Automotive Innovation》:基於進氣溫度變化的微型燃氣輪機增程器性能分析

2021-02-25 汽車學會

英國考文垂大學Raja Mazuir Bin Raja Ahsan Shah副教授及其團隊開展了題為「基於進氣溫度變化的微型燃氣輪機增程器性能分析」的研究,其論文摘要如下所示(中文摘要為編輯部譯,僅供參考),全文及具體內容詳見網址:

https://link.springer.com/article/10.1007/s42154-020-00121-1

引用詞條為:Shah, R.M.R.A., Qubeissi, M.A., McGordon, A. et al.: Micro gas turbine range extender performance analysis using varying intake temperature. Automot. Innov.3(4),356–365(2020). 

通信作者:Raja Mazuir Raja Ahsan Shah, Coventry University, ac9217@coventry.ac.uk

Micro Gas Turbine Range Extender Performance Analysis Using Varying Intake Temperature

Raja Mazuir Raja Ahsan Shah · Mansour Al Qubeissi · Andrew McGordon · Mark Amor‑Segan · Paul Jennings

Abstract

A micro gas turbine (MGT) can potentially be an alternative power source to the conventional internal combustion engine as a range extender in hybrid electric vehicles. The integration of the MGT into a hybrid vehicle needs a new approach for technical validation requirements compared to the testing of an internal combustion engine. Several attributes of the MGT are predicted to cause concerns for vehicle sub-system requirements such as high ambient temperature and start-stop behaviour. This paper describes the results from specially developed experimental techniques for testing the MGT in a typical automotive environment. A black box MGT was used in this study for performance investigation during hot and cold starts. The MGT was instrumented and fitted with automotive standard components to replicate typical vehicle operational conditions. The intake air temperature was varied between 10 and 24 °C. A significant reduction in the power output of the MGT was observed as the intake temperature was increased. The proposed case scenario caused a reduction in nitrogen oxide emissions in the range of 0.02−0.04 g/km because of the lower combustion temperature at high intake temperature. However, hydrocarbon and carbon monoxide emissions have not shown a noticeable reduction during the power output degradation. The experimental results have highlighted the potential issues of using the MGT at higher intake temperatures and suggest design change to take the effect of higher engine bay temperature into account.

Keywords Micro gas turbine · Hybrid vehicle · Range extender · Test characterization

基於進氣溫度變化的微型燃氣輪機增程器性能分析

Raja Mazuir Raja Ahsan Shah · Mansour Al Qubeissi · Andrew McGordon · Mark Amor‑Segan · Paul Jennings

摘要

混合動力汽車中的微型燃氣輪機(MGT)可作為增程器,替代傳統內燃機提供能源。應用於混合動力汽車的MGT與傳統內燃機不同,高環境溫度和啟停等工況可能對其性能產生影響,因此須設計新方法對特殊工況下MGT的性能進行測試。本文中設計了MGT專用測試方法,採用MGT黑匣子(按照汽車標準部件設計)在典型汽車行駛條件下進行試驗,研究了其冷、熱啟動的性能。試驗過程中,進氣溫度在10~24℃之間變化。試驗結果表明,隨著進氣溫度的升高,MGT的功率輸出明顯下降;由於高進氣溫度下燃燒溫度較低,氮氧化物排放量降低了約0.02−0.04 g/km,但碳氫化合物和一氧化碳的排放量沒有明顯降低。因此,設計MGT時,應考慮發動機艙溫度的影響。

關鍵詞 微型燃氣輪機·混合動力汽車·增程器·試驗特性

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Thermal Management專刊亮點

本期專刊由英國諾丁漢大學閻玉英教授和吉林大學郭亮教授擔任客座主編,精選來自全球研究團隊的優秀論文。熱管理技術對於提升汽車熱效率、零部件壽命、駕駛穩定性和乘坐舒適性至關重要。隨著新能源汽車的不斷發展,對高效的新能源汽車熱管理系統需求日益迫切。新型材料、智能控制技術和新的製造工藝不斷發展,汽車熱管理系統將更加多樣化、高效化、低成本化和智能化。本期專刊旨在促進汽車熱管理技術的進步。本期論文涵蓋了驅動系統、動力電池和空調系統的創新性熱管理解決方案,還有兩篇文章討論了提升燃氣汽車熱效率的相關方法與策略。

Automotive Innovation介紹

《Automotive Innovation》作為由國家新聞出版署批准的中國汽車行業首個英文科技期刊,也是中國汽車工程學會(China SAE)為行業打造的重要國際交流平臺和窗口,旨在進一步推動國際合作與交流,加速中國汽車創新成果走向國際,提升中國在國際汽車界的話語權。自創刊以來,期刊就以建設世界一流期刊為目標,邀請全球15個國家和地區極具影響力的汽車領域專家擔任編委,並與著名出版集團施普林格(Springer Nature)合作,以國際高標準確保論文水平和出版質量。期刊每季度出版1期,讀者已涉及72個國家和地區,目前最高單篇下載次數超過14000次。期刊已得到業內眾多知名專家學者認可。期刊主要刊登汽車及出行領域範圍內具有創新性的理論、方法研究,產品開發和工程技術應用等相關創新成果,涵蓋智能網聯汽車技術、新能源汽車技術、未來出行技術、節能與環保技術和系統工程等領域。《Automotive Innovation》主編為清華大學李駿院士、趙福全教授,執行主編為吉林大學馬芳武教授。

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