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1、学兔兔www.xuetutu.com第7卷第4期中 国 工 程 机 械 学 报Vol.7No.42009年12月CHINESEJOURNALOFCONSTRUCTIONMACHINERYDec.2009氢能源汽车车载气动减压阀出口温度特性研究1123訚耀保,沈 力,傅俊勇,戴 瑛(1.同济大学机械工程学院,上海 201804;2.上海航天控制技术研究所,上海 200233;3.同济大学航空航天与力学学院,上海 200092)摘要:研究了氢能源汽车输氢系统二级高压气动减压阀出口的气体温度特性.建立了减压阀开口系统的热力学模型,利用MATLAB软件分析了氢气绝热节流过程中的制冷和制热转换曲线和等焓
2、曲线.分析结果表明,工作介质不同,减压阀出口温度相差很大;氢能源汽车以氢气作为工作介质的减压阀出口温度随着入口压力升高而升高.关键词:气动;减压阀;热力学;绝热节流;氢能源汽车中图分类号:TH138.52 文献标识码:A 文章编号:1672-5581(2009)04-0383-05Outlettemperaturecharacteristicsofpneumaticpressure2reducingvalveforhydrogenvehicles1123YINYao2bao,SHENLi,FUJun2yong,DAIYing(1.CollegeofMechanicalEnginee
3、ring,TongjiUniversity,Shanghai201804,China;2.ShanghaiAerospaceControlTechnologyInstitute,Shanghai200233,China;3.CollegeofAerospaceEngineeringandMechanics,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)Abstract:Theoutlettemperaturecharacteristicsofthesecondaryhighpressure2reducingvalveareana2lyzedonthehydroge
4、ntransmissionsystemofhydrogenvehicles.Inparticular,thethermodynamicmodelisTMestablishedfortheopensystemofpressure2reducingvalves.BasedontheMATLAB,thecooling2heatingconversionandiso2enthalpycurvesareobtainedduringthehydrogenadiabaticthrottlingprocess.Accord2ingly,itisfoundthattheoutlettemperatures,wh
5、ichvaryproportionallywithinlettemperatures,differenti2atefromdiversemedia.Keywords:pneumatics;pressure2reducingvalve;thermodynamics;adiabaticthrottling;hydrogenvehicle 目前氢能源汽车大多采用高压气态贮氢方式,通过气瓶内贮存的氢气和空气中的氧气发生反应产生的电能推动汽车行驶,同时生成物为水,实现了无污染的零排放[1～6].为保证一次加氢后汽车的连续行驶距离达到300km以上,氢能源汽车车载输氢系统储氢气瓶的压力要求达到35MPa
6、以上[2].氢能源汽车中质子交换膜燃料电池要求所提供的氢气的正常工作压力为0.16MPa,为此采用了气动减压系统控制气体压力.在输氢系统的减压过程中,由于节流效应,减压阀出口温度将产生显著的变化.一般工业用气动系统的工作压力常常在10MPa以内,对于10MPa以上的高压气体的控制特性,特别是高压气[7～9]体减压阀的研究和产品尚不多见.如何实现高压气体的减压过程将是氢能源汽车输氢系统研制的关键之一.本文利用热力学原理,对高压气动减压过程中减压阀出口温度的变化情况以及高压氢气的控制特性进行了分析.基金项目国家“八六三”高技术发展计划资助项目:(2007AA05Z119);国家自然科学基金资助项目
7、(50771156);上海市白玉兰科技人才基金资助项目(2008110B);航空科学基金资助项目(20090780033)作者简介訚耀保:(1965-),男,教授,博士生导师,工学博士.Email:2y2yin@tongi.edu.cnj学兔兔www.xuetutu.com483中 国 工 程 机 械 学 报第7卷 1 氢能源汽车输氢系统图1所示为某氢能源汽车上使用的车载输氢系统原理图.该氢能源汽
