1、汽車發動機余熱利用技術可行性分析一、背景自20世紀70年代世界性的能源危機發生以來，能源問題受到世界各國普遍重視，各經濟大國都致力搶占能源市場同時，對節能技術的重視程度也大大加強。隨著人們生活水平的提高，汽車保有量越來越大，汽車能源消耗在總能源消耗中所占的比例越來越高，汽車節能問題越來越受到各國關注。節能已經成為當今世界汽車工業發展的主題之一。汽車消耗的能源主要是石油燃料，而我國是一個石油存儲量相對欠缺的國家，目前己成為世界第二大石油進口國。隨著我國汽車工業的迅速發展，提高汽車燃料有效利用率和減少環境污染在我國具有更重要的戰略意義。調查研究表明，汽車燃料燃燒所釋放的能量只有三分之一左右被有效利

2、用，其余能量都被散失或排放到大氣中，造成了能源極大浪費，也帶來了不良環境影響。因此將這些汽車廢熱有效利用是實現汽車節能，降低汽車能源消耗的一個有效途徑。二、汽車余熱利用技術從目前汽車所用發動機的熱平衡來看，用于動力輸出的功率一般只占燃油燃燒總熱量的30%-45%（柴油機）或20%-30%（汽油機）。以余熱形式排出車外的能量占燃燒總能量的55%-70%（柴油機）或80%-70%（汽油機），主要包括循環冷卻水帶走的熱量和尾氣帶走的熱量。表為內燃機的熱平衡表熱平衡各分項汽油機高速柴油機中速柴油機轉變為仃效功的熱她20-3030-4035-45冷加波帶走的熱屋¥30廢氣帶走的可量其它熱損失5

3、-10510IC-I5從表中可以看出汽車發動機冷卻介質帶走的熱量有較大利用空間，如何將其有效利用自然受到人們越來越多的關注，不少人致力于此方面研究。由于車用發動機特殊的使用場合，汽車余熱利用具有鮮明的特點和特殊的要求，可將這些特點簡單歸結如下：一是汽車余熱的品位較低，能量回收較困難；二是余熱利用裝置要結構簡單，體積小，重量輕，效率高；三是廢熱利用裝置要抗震動、抗沖擊，適應汽車運行環境；四是要保證汽車使用中的安全；五是要不影響發動機工作特性，避免降低發動機動力性和經濟性。由于汽車余熱利用具有上述特點，使得研究的成果雖多，但投入商業化生產的不多，有待進一步的研究開發。國內外汽車余熱利用的技術，從熱

4、源來看，有利用發動機冷卻水余熱和利用排氣余熱兩種，從用途上來看，有制冷空調、發電、采暖、改良燃料、渦輪增壓、室內濕度控制和空氣凈化等方式。1、余熱制冷技術目前，在轎車空調中，占統治地位的是蒸汽壓縮式空調系統，轎車空調一般要消耗812%的發動機動力，增加油耗，加大排放；另一方面易引起水箱過熱，影響轎車動力性；同時由于蒸汽壓縮式空調系統采用的制冷工質為氟利昂類化合物，導致溫室效應加劇。為解決舒適性與制冷功耗之間的矛盾，回收和利用發動機排氣余熱來驅動制冷系統，實現轎車空調，是理想的節能方案。目前提出的這方面技術主要有吸收式和吸附式兩種。吸收式制冷空調。其原理是以熱能為動力來完成制冷循環的，在相關文獻

5、中，研究最多的是利用循環冷卻水余熱來實現吸收式制冷，當然也可以利用排氣余熱來實現吸收式循環。吸收式制冷系統有較大的性能系數COP（相對于吸附式而言），但結構復雜、體積大、造價高，而且四器（發生器、冷凝器、吸收器、蒸發器）需要自由水平面，不太適用于經常處于顛簸、運動狀態的汽車。吸附式制冷空調。其原理是利用某些固體物質在一定溫度、壓力下能吸附某種氣體或水蒸汽，在另一種溫度、壓力下又能把它釋放出來的特性來實現制冷。吸附式系統結構簡單、造價低，在提高吸附床傳熱傳質能力的情況下，可大大提高系統的性能，是較為理想的系統。但吸附式制冷的COP不高，需要較長預備時間，單位質量的吸附劑產生的制冷功率較小，系統笨

6、重，廢熱利用率不高，而汽車空調要求體積小、制冷量大、性能可靠、操作方便，這限制了它的應用和發展。要達到以上要求，必須提高系統COP值及單位質量吸附劑制冷功率。2、余熱發電技術利用廢氣能量發電常用方法有四種，分別為利用半導體溫差發電、氟龍透平發電、廢氣渦輪發電和斯特林循環原理發電。半導體溫差發電。熱電轉化效率可達3。3%，甚至是7%,吉林大學的董桂田通過試驗證明用汽車發動機排氣廢熱溫差發電能夠取代傳統的汽車發電機，且溫差發電吸熱降溫對汽車整體性能大有稗益。利用發動機廢熱的氟龍透平發電。是利用一種在比較低的溫度下能成為高壓氣體的低沸點物質（通常為氟利昂）作為工質，使其在吸收發動機余熱后由液態變為高

7、壓蒸汽從而推動透平機發電。廢氣渦輪發電。青島大學的張鐵柱提出了利用廢氣能量驅動渦輪帶動發電機發電的設想，并設計了一種新裝置來實現，獲得專利一項。日本的吉田佑也曾作過此方面的實驗，證明了利用廢氣能量驅動渦輪所發出的電能足以提供汽車運行所需電能，但未做進一步研究。此種裝置結構簡單，但有可能對發動機工作性能產生影響。利用斯特林循環原理發電。工質從高溫熱源（汽車廢氣）吸收熱量，膨脹做功，向低溫熱源放熱并收縮，再次從熱源吸收熱量，循環上述過程。在每次循環過程中，工質吸收的熱能轉化為機械能，而工質做功過程中通過活塞的往復運動帶動直線發電機進一步將機械能轉化為電能。3、余熱采暖余熱式暖氣裝置利用汽車發動機工

8、作剩余熱量供暖，利用發動機冷卻水的熱量，稱為水暖式，利用發動機排氣系統的熱量，稱為氣暖式。水暖式暖風裝置廣泛應用于汽車采暖系統中，但其發熱量較小，主要用于非嚴寒地區取暖容量較小的貨車和轎車。在環境溫度較低時，會使發動機處于過冷狀態，增加了發動機不必要的機械磨損，降低了發動機的功率。氣暖式暖風裝置的發熱量大，采暖效果較好，受環境溫度影響小，對發動機工作影響小，但要注意不要增加排氣背壓，否則將影響到發動機的工作性能。4、改良燃料利用發動機排氣余熱加熱燃料，使其在催化劑作用下能分解出氫、一氧化碳等可燃氣體，可提高燃料的燃燒熱值，減輕排放污染和積炭。比如甲醇，改性后的含量可增大20%,可有效減輕污染和

9、積炭。這種方法的缺陷在于只利用了發動機余熱的一部分，其目的重在改良燃料而非充分利用廢氣能量。以上所述汽車余熱利用熱源來自發動機和尾氣排放兩個方面，但形式上都是現采現用，容易出現熱能供給與需求失配的矛盾，因此人們考慮如何將汽車剩余熱量暫時貯存起來，供需時使用，從而引出蓄能問題。對發動機余熱利用而言，從熱源來看，余熱量與發動機運轉工況有關，是一種具有分散性和間歇性特點的能源，而且氣候因素、汽車啟停間隔等因素對汽車余熱量影響也很明顯。要解決供需矛盾，把這種不穩定能源為人們所用，就要把發動機運轉時冷卻液攜帶的熱能暫時貯存起來，以供再次啟動時加熱室內空間或儀表盤，寒冷冬天車窗玻璃的除霧除霜、控制室內濕度

10、；從節能和經濟角度來看，熱存貯在汽車余熱利用系統中所起的作用比一般的熱利用系統都大得多。所以，汽車余熱蓄熱再利用關鍵在于解決能量存貯問題，蓄能問題也是汽車余熱應用研究中的薄弱環節。三、余熱利用各技術可行性分析1、余熱制冷技術分析吸附式制冷系統使用的工質有沸石-水、活性炭-甲醇，活性炭-氨等，對環境無污染、可直接利用一次能源以及無運動部件等優點，越來越受到人們的重視。吸附式系統運動部件少，可靠性高；其COP與吸收式系統相近。由于使用固體吸附材料，因此可用于振動場合。氨工質的制冷量大，在常規溫度范圍內，蒸發和冷凝壓力都是正壓，而且在較高溫度的條件下不會發生化學反應，特別是對臭氧層保護和減少溫室效應

11、又意義很大，因此在制冰及空調應用中日益受到重視。目前國內外對其在吸附式制冷循環中的性能研究較少，Warwick大學的R。E。Critoph的研究組美國JPL/NASA的JackA。Jones對活性炭-氨的吸附性能進圖中過程a-b-c-d-a為基本循環中吸附器的基本熱力過程，左側a-b-m-n-a為制冷劑熱力過程。吸附器分別在a-b-c過程被加熱解吸和在c-d-a過程降溫吸附，中間需要切換加熱和冷卻，是一個間歇過程，適合于太陽能等不連續熱源場合。它的循環周期長，性能系統較低。在此基礎上人們設計了雙吸附器的連續循環，可以進行連續制冷，但性能與基本循環沒有區別，只相當于兩個并聯工作的基本循環。如圖所

12、示，如果有兩個吸附器反相工作，兩個吸附器準備切換時，一個處于高溫高壓狀態c,另一個處于低溫低壓狀態a,回熱就是利用此時兩吸附器的溫差來對低溫吸附器進行初步加熱并對高溫吸附器初步冷卻，在理想狀態下可以回熱到兩吸附器溫度相等的狀態，即e和e'。由圖中可以發現外部輸入的加熱過程的熱量可以節約非常多，因此可以使COP得到較大的改善。COP可以提高30%以上。當兩個吸附器反相工作，兩個吸附器準備切換時，一個處于高溫高壓狀態c,另一個處于低溫低壓狀態a,回質就是利用此時兩吸附器的壓力差來對低壓吸附器進行升壓，并使高壓吸附器降壓，從而縮短a-b和c-d過程所需要的時間，并增加工質的流量，可以使制冷量

13、和COP得到較大的改善。COP可以提高達到50%以上。我們知道，發動機工作時，用于動力輸出的功一般只占燃油燃燒總熱量的30%40%,以廢熱形式排除車外的能量占燃燒總能量的58%70%,主要包括循環冷卻水帶走的熱量和尾氣帶走的熱量；排氣余熱的特點是溫度高，排氣閥門處的溫度大約為400500C；尾氣帶走的熱量占燃燒總熱量的25%45%。對于發動機輸出功率為170kW（228馬力）的大型客車來說，其能量分布為：全部燃燒熱600kW;軸功輸出170kW;輻射、冷卻換熱230kW;廢氣余熱200kW。在余熱回收中可以考慮兩種方式。一種是使用散熱器冷卻水中回收的熱量，另一種是使用發動機排氣回收的熱量。如果

14、使用從發動機冷卻水中回收的熱量，則因為水與吸附器的換熱情況要好于氣體與吸附器的換熱情況，所以回收熱量過程中的傳熱情況相對較好，有利于熱量回收。但是熱源溫度相對較低（低于100C）,而且一般在冷卻時用于冷卻吸附器和冷凝器的空氣溫度較高，這樣循環的溫差比較小；小的溫差對吸附式系統來說會使循環的吸附解吸量較低，對工作是不利的。如果使用從發動機排氣中回收的熱量，則氣體的傳熱情況較差造成回收熱量困難；但從另外的角度來看，發動機排氣的溫度較高（汽油機500-600C遠高于冷卻水的溫度），有可能改善熱回收情況；而且此溫度與冷卻空氣的溫度相差較大，可以使系統循環溫差較大，從而造成較大的吸附解吸量。2、余熱發電

15、技術分析由于汽車的結構緊湊、發動機排氣量小，車用發動機余熱的利用相對于大型工業設備余熱回收來說難度更大。20世紀70年代以來，一些工業發達國家的學者提出了采用溫差發電器（ThermoelectricGenerator,TEG）來解決上述問題。TEG依據熱電直接轉換原理，具有結構簡單、無運動部件、無噪聲等特點，在低品位熱能利用方面具有獨特的效果；把它安裝在內燃機的排氣管上，能夠將內燃機運行余熱直接轉換為電能。溫差發電的研究包括了熱電器件和發電器兩個方面，是熱電學的一個重要領域熱電轉換器件是溫差發電器的基本元件，它的功能是將熱能直接轉換為電能，效率取決于熱電極材料的性能和器件的設計制造水平。自從2

16、0世紀50年代前蘇聯科學院的Ioffe院士提出了半導體熱電理論以來，用于溫差發電的熱電材料都是半導體材料，如用于低溫（300C以下）熱電材料Bi2Te3及其固溶體合金、中溫（300C600C）熱電材料PbTe-SnTe、高溫（600C1000C）熱電材料SiGe、MnTe、SiRe2、CeS等。衡量熱電材料優劣的指標為“優值”Z=a2o/入（式中a為塞貝克系數,e為電導率，入為熱導率，Z的量綱為K-1）。研究中也常使用ZT值（稱為無量綱優值，T為絕對溫度）。能夠用于溫差發電的材料既要有較高的a、b值又要有較低的入值，這是一個十分苛刻且矛盾的條件，以至于室溫下熱電材料ZT的最高值約為1的狀況至今

17、未能突破。因而，尋找高優值的熱電材料，一直是熱電學研究的重要內容，這些研究主要包括:（1）熱電新材料的研究，如稀土硫化物、硒化物、富硼固體、方鉆礦型化合物的研究。這些研究表明，通過控制最佳載流子濃度或通過固溶摻雜來解決良電導和熱絕緣的矛盾是有效的。（2）熱電材料新結構的研究，包括梯度材料、復合材料和量子阱結構的熱電材料等。熱電材料的梯度結構包括材料載流子濃度的梯度化和層疊熱電材料結合面的梯度化。合理的梯度化結構可以使材料適應內部溫度梯度的變化，使得最佳的材料能運用在最合理的溫度區域，提高總的轉換效率。（3）熱電材料制備新工藝的研究，常用的方法有熔體生長法和粉末冶金法，以及微型半導體熱電器件采用

18、的氣相生長法。制備方法與工藝的完善與否，對材料的性能影響很大。粉末冶金法適用于大規模生產，而且原材料浪費少，獲得的材料機械性能好，是一種有前途的適合實用普及的工藝方法。單個熱電轉換器件的轉換功率很小，需要經串/并聯組合制成轉換模塊，并實現產品的標準化、系列化。美國Hi-Z公司為車輛余熱轉換研制的一種熱電模塊，由71對確化州熱電偶聯接起來，固定在一個被稱為“蛋架”的框架上；模塊在溫差200C時輸出2°38V/19W電流。該公司已研制了4種不同規格的產品，形成了一個系列，輸出電功率從2。5W至19W。車用溫差發電器的熱源是發動機排氣和冷卻水帶走的余熱，前者的溫度可達800C左右，后者一般

19、在100C以下。溫差發電器冷源的形式有空氣自然對流散熱、強迫通風散熱、水冷散熱和環流散熱4種。現在設計的熱電偶臂長僅為310mm,冷熱端間距很小，所以，適當的冷源形式是獲得較大溫差的關鍵因素之一。近年來，車用發動機余熱溫差發電技術發展快，國內外許多高校、科研機構、軍隊、有關企業、車公司都有研究成果的報道。一些試驗裝置經進行了實驗室臺架試驗、道路試驗以及耐久性驗，轉換規模在數百瓦至1500W之間。日本Nissan汽車公司研究中心研制溫差發電器，它的外形尺寸為440mmx180mm170mm，接在3000cc汽油機的排氣管中部；所用熱電偶直徑20mm、高度9。2mm，每8對組成一個塊，每個模塊輸出

20、1。2W電能，總共72塊模塊敷在內通道的矩形外壁上。溫差發電器的外部采用冷卻，最大溫差為563K。在道路實驗中，當汽車60km/h的速度爬坡時，發電器可轉換排氣中11%的熱量。美國Hi-Z技術公司Bass等人1984年發表了關于1。5kW溫差發電器設計的論文，1990年以后，在美國能源部的連續資助下進行了載重車柴油機排氣余熱溫差發電的研究，2001年在康明斯250kW(335Hp)柴油機上進行了臺架和道路實驗。試驗在排氣管上用72塊HZ-14模塊按圓周排列布置，冷端用水冷卻，形成了250C270C溫差。輸出功率主要依賴于發動機負載的變化，而受轉速變化的影響較小。試驗裝置共產生30V/1kW的直

21、流電，成本約為1000美元，回收需要一年半左右的時間。這一裝置的性能處于領先，但是獲得的總功率不算高，到現在還沒有進一步實用的報告國產解放141汽車排氣余熱的溫差發電做了研究：原車發電機輸出功率為350W,額定電壓14V，額定電流25A。計算表明，當使用960個確化鉛熱電偶，高溫熱源為500C,低溫熱源為100C時，只要有16610J/S的排氣余熱就能轉換得到與發電機的輸出相等的電量。而臺架實驗測得該車發動機在最低轉速時排氣的溫度和流量已經能滿足這些要求，說明了排氣余熱的溫差發電具有實用性。俄羅斯聯邦科學中心物理與能源工程研究所(SSCRF-IPPE),進行了高寒區載重車發動機的直接發電和取暖

22、的研究。實驗對象為154kW(210hp)的俄制發動機，輔助的溫差發電器有平板式和圓柱式熱電模塊兩種形式，產生600W電能，可以滿足全車用電，尚有余熱供給駕駛室取暖。研究表明，溫差發電系統的溫差越大、熱源溫度越高、材料優值越高，發電器的效率就越高。因此，提高溫差發電器性能的方向是開發高優值的熱電材料和高效的轉換器結構。由于近50年來，熱電材料的研究沒有取得期望的進展，因此，在現有材料的條件下開發高效溫差發電器就成為了主攻的方向。在這方面融合了先進設計方法和多學科的基礎理論，如:(1)優化設計研究。熱電偶的優值除與電極材料有關，也與電極的截面和長度有關，不同電阻率和導熱率的電極應有不同的幾何尺寸

23、，只有符合最優尺寸才能獲得最佳的器件優值。同時，設計中還要對溫差發電器的負載等性能以及結構進行綜合考慮，采用優化、仿真和CAD等現代設計方法進行優化設計，是今后研究的重要課題之一。(2)可靠性研究。可靠性較高一直是半導體熱電器件的最主要的優點之一，但受設計、制造和使用環境等因素的影響，器件的穩定性和使用壽命有明顯的差別。有關失效機理的分析和實驗表明，半導體熱電器件失效的主要原因是熱電偶接頭處發生的物質遷移，接頭處焊料或導流片的原子通過固體擴散的形式進入到電極材料中，成為額外的摻雜原子，以及材料中摻入的雜質原子析出等改變了材料特性等。這些問題尚有待解決。(3)傳熱學的研究。溫差發電器在設計中，需

24、要根據熱、冷源的形式，研究它的傳熱方式、接觸熱阻、散熱形式，幾何形狀及強化方法等問題。這方面的研究已經成為溫差發電器設計的基礎之一。（4）多場協同轉換器的研究。華南理工大學課題組根據排氣管內熱流的換熱形式和熱電偶回路的基本定律，提出了一種全新的溫差發電器結構。研究采用內置的軸向網狀熱電轉換模塊和多級轉換結構，冷源為分離式循環水冷，直接接入發動機的水冷系統。這樣做可以獲得較大的溫差、較高的熱電偶集成度，并降低對熱電材料入值的要求，強化了速度場、流場、溫度場、電場的耦合，充分利用了余熱流的能量。該研究已經完成理論研究和驗證性的實驗。溫差發電器用于車用發動機的余熱利用具有廣泛的應用前景。從研究結果來

25、看，目前設計結構的溫差不高，熱電偶總數在1000個以下，存在著效率低、成本高、結構不夠緊湊等問題。在熱電材料研究取得突破之前，采用強化熱電直接轉換技術，開發出大功率/高性能/高經濟性的轉換器件和轉換系統，將是發展趨勢。3、余熱采暖技術分析1）我們可以把汽車發動機排氣管改造成熱水交換器，利用熱水交換器將廢氣余熱傳遞給水，水溫升高，沸騰，產生大量蒸氣，再利用蒸氣加熱開水、蒸飯、取暖。汽車發動機尾氣中蘊藏著大量的熱能，根據熱傳遞及熱交換原理，利用方式如圖所示。左上是一個水箱，右下是一個熱交換器，兩者用管路連接。排放熱氣從上向下流動，熱量通過管壁傳遞給水，水溫逐漸升高，水熱交換器中上端溫度高，下端溫度

26、低，產生從下向上逆熱氣流動方向的循環流動。多次往復循環，就會將水“燒”開，產生蒸氣。因此，汽車廢氣余熱再利用的基本思路是：在排氣管外圍沿著排氣管方向焊裝一個水套，水套與一個水箱相連。面一n一芥一L!;水箱熱交換器裝置注意事項：及時補水。蒸氣箱內之水，隨著蒸氣的蒸發會逐漸減少，應定時打開備用補水箱閥門，向蒸氣箱內補水；及時放水。廢氣余熱利用系統不使用時，應將尾氣加熱器內的水全部放凈。特別是冬季，發動機不起動時，若不將水放凈，會把加熱器凍裂；閥門開關問題。尾氣加熱器進水、出水管上都有閥門開關。在使用加熱器時，應在發動機起動前，將進、出水閥門打開，水加熱后，使水能夠自由循環。否則，氣壓升高，無法循環

27、，將會產生高壓爆炸危險。我國北方地區，冬季天氣寒冷，尤其是野外作業人員如鉆探、施工、部隊野營拉練等，飲水、吃飯、取暖極不方便。因此，若將汽車、工程車等發動機的尾氣排放系統加以改造，利用廢氣余熱“燒”開水、煮飯、取暖等，將給工作人員的生活、生產帶來極大的便利，并給國家節約大量的能源。2）車內采暖主要應用于大客車上客車的采暖系統按驅動方式分為獨立燃燒式和余熱式兩種。余熱式采暖系統是利用發動機的余熱（冷卻水或尾氣）采暖，運行成本低、經濟性好、加工簡單、使用方便。但停車時不能供暖，用于大型車輛和寒冷地區時，對余熱回收元件的性能要求很高。因此，雖然余熱式采暖系統的出現早于獨立式，但是目前在國內尚無成功而

28、廣泛的應用。獨立式采暖系統由燃燒器和加熱器兩部分組成，燃料（一般為輕柴油）在專門設計的燃燒器中燃燒，水或空氣被加熱后送到需采暖的空間。獨立式系統可在車輛的各種運行狀態下工作，提高了舒適性。此外，利用微機控制還可按照設定的時間開始工作；對發動機進行預熱、解決冷起動問題；還可對車廂進行預熱；同時解決發動機機油和蓄電池的保溫問題。在我國客車行業中，因為沒有高性能的非獨立式采暖設備而大多選用獨立式采暖裝置。但在實際使用（特別是城市公交）中，由于運行費用太高而常采用系統間歇工作的方式，以降低運行成本，從而造成新風供應不足，乘客感覺胸悶、缺氧。在車廂內布置采暖加熱盤管和新風加熱盤管。前者利用所回收的熱量加

29、熱車廂內的循環空氣；后者將外部的新鮮空氣加熱、補充通風換氣，改善車廂內的空氣品質。復合式熱交換器與尾氣消聲器并聯，回收尾氣的熱量；為有效回收冷卻液熱量，布置一個冷卻液-采暖水熱交換器。復合式熱交換器中使用了套管和熱管兩種換熱技術，在保證換熱效率的同時充分降低尾氣的阻力。眾所周知，城市公交車輛的行駛速度變化范圍很大，最高可達80km/h,最低則接近于怠速。單純使用熱管雖可保證發動機低工況下的換熱性能，但在高工況下可能會超過熱管的最高允許溫度，使之報廢。兩種換熱方式的結合，既保證高/低工況下的換熱效能、也可減小體積、降低尾氣側的阻力，從而保證發動機的正常出力。在車輛起動時，發動機整體溫度較低，電磁

30、閥V3開啟，此時車廂內沒有采暖。采暖系統中的水將尾氣的熱量回收后、加熱冷卻液；這樣可以縮短發動機預熱時間、提高其使用壽命。在車輛正常行駛過程中，電磁閥V1關閉、V2開啟、V3關閉。在車廂內散熱、溫度降低后的水首先與冷卻液換熱，溫度升高后再在復合式熱交換器中進一步吸熱。4、余熱制氫技術至今氫燃料在汽車發動機上的應用還沒有得到廣泛推廣，這主要是因為大多數汽車所采用的氫燃料的添加及儲存方法不完善。近年國內一些高校和科研單位針對氫燃料難以直接隨車儲存的特點，以甲醇代替氫氣隨車攜帶，并利用發動機排氣余熱將甲醇裂解為氫。將裂解的氫與汽油混合作為發動機燃料，較好地解決了氫燃料在汽車發動機上的儲存、攜帶，使氫

31、燃料在汽車發動機上的推廣應用成為可能。汽油箱中的汽油通過化油器向發動機提供，在不使用氫燃料時與傳統燃料系相同。附加的氫燃料供給系由甲醇容器、氫發生器、儲氫箱、閥、泵等組成，氫發生器串接在排氣管上。甲醇容器中的甲醇泵入氫發生器之后,在廢氣余熱和催化劑作用下裂解生成氫并被儲存在儲氫箱里。在發動機氣缸真空度作用下,儲氫箱里的氫被吸入化油器與霧化的汽油混合,混合燃料的濃度可通過化油器各個閥控制。余熱制氫發動機不用隨車攜帶氫氣，以隨車攜帶甲醇箱中的少量甲醇就可按需產生氫氣燃料,解決了難于將氫燃料直接在汽車上儲存和安全性問題；甲醇的添加和儲存與傳統燃料近似,便于在用車的改裝和供給站的設立；在合適的催化劑條

32、件下，氫發生器的產氫率高，使燃料成本低廉。國內氫發生器所用的催化劑一般含有鐐、鉗、車巴、鉀、鋁和銅等元素，發動機排氣管中的廢氣余熱為300C780C。催化利CHQH+H.O碰p45。C3H、+C0_NOH點端茂25。上述反應中產生的氫氣除代燃之外，還能幫助混合燃料中的汽油燃燒得更徹底，節省燃料并改善了發動機廢氣排放。反應中產生的一氧化碳在汽缸中燃燒，生成二氧化碳。因此氫氣燃燒后最終廢氣成分主要為二氧化碳和水。余熱制氫發動機利用發動機排氣余熱將甲醇裂解為氫燃料使用，使燃料成本降低，解決了使用氫燃料發動機的汽車隨車儲氫、添加等方面的問題。余熱制氫發動機使用氫（或氫與汽油混合）為燃料，使發動機排氣中有害成分大幅減少，并能減少發動機排氣對環境的放熱。