通過廢熱回收改善機油溫度

運輸業對發動機的油熱管理在減少二氧化碳和污染物排放的途徑中尚未得到應有的重視。在認證駕駛循環期間，只有在行程的最后部分，油溫才達到其熱穩定值并確保了粘度方面的最佳性能，但此時有大量有害物已經排放。因此，加快預熱無疑是一種讓人受益的舉措。本文提出使用含有熱量的廢氣對潤滑油進行預熱，可在駕駛循環的早期階段，發動機點火之后迅速達到其熱穩定值。本文在渦輪增壓發動機（F1C 3L IVECO）中做了一次嘗試，修改了油路，以便在廢氣認證循環周期的冷態階段加熱機油(見圖1)。實驗結果證明，燃料消耗和污染物排放明顯減少。此外，本文還對改進的油回路、發動機、冷卻劑回路和排氣管線之間的相互作用進行了深入研究，以系統視角獲得機油加熱技術。

圖1 配備廢熱回收裝置的的發動機機油路平面總布置

在這項工作中發現，在NEDC早期階段的廢氣中可獲得的平均熱功率約為5 kW。在NEDC階段的前900秒中，機油溫度上升了2-5℃。此外，在NEDC的城市部分，加快油熱可以使發動機的摩擦損失明顯降低，從而使得燃油消耗和二氧化碳排放量減少了3.6%。冷卻液的預熱時間減少了約60秒，未燃燒的碳氫化合物和顆粒物分別減少了約3%和2%，而CO減少了7%，NOx減少了3%。廢熱回收的不利影響表現為由于熱交換器交叉而在排氣歧管中產生發動機背壓。未來可以通過采用更大的熱交換器（集成在發動機排氣中）或更高通量的技術（翅片板式熱交換器）將發動機背壓減至90 mbar，并節省2.6%的凈燃料消耗。