CN115750049A - 一种通过有机朗肯循环调控汽油机颗粒捕集器再生的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种通过有机朗肯循环调控汽油机颗粒捕集器再生的方法，包括发动机系统、氧化型催化系统、有机朗肯循环、颗粒捕集系统及控制系统，发动机系统包括汽油机和第一排气管路，氧化型催化系统包括GOC、第二排气管路；有机朗肯循环包括工质泵、蒸发器、膨胀机、发电机、冷凝器、冷却水泵、散热器、工质储液罐、冷却介质储液罐、工质管路、第三排气管路、第四排气管路及冷却介质管路，颗粒捕集系统包括GPF和第五排气管路。本发明在GOC和GPF之间加装了有机朗肯循环，一方面通过提高进入有机朗肯循环的排气温度改善了汽油机排气余热回收效果，一方面通过对GPF中再生反应的控制提高了其净化率。
Description
技术领域
本发明涉及内燃机节能技术领域，尤其涉及一种通过有机朗肯循环调控汽油机颗粒捕集器再生的方法。
背景技术
在发动机燃料燃烧产生的热量中，仅有20％-30％的能量转化为有效功对外输出外，其余全部以各种形式被浪费掉，其中，约有40％-45％的能量以排气余热能的形式流失。因此，通过有机朗肯循环系统回收发动机排气余热能量对提高发动机热效率具有重要意义。
作为有机朗肯循环系统的热源，发动机高温排气对有机朗肯循环系统的性能具有重要影响，具体表现为有机朗肯循环系统的净输出功率和热效率会随着发动机排气温度、排气流量的增加而增加，减小而减小。发动机排气温度主要受到发动机运行工况的影响。在发动机低转速、小负荷工况下，发动机的排气温度较低，导致有机朗肯循环系统的净输出功率较小，甚至无法抵消加装系统导致发动机背压升高带来的功率损失而不得不停止运行。因此，排气温度过低的问题严重限制了有机朗肯循环系统在发动机低转速、小负荷工况的应用。为此，本发明通过对进入有机朗肯循环系统前的发动机排气进行加热，来提高发动机排气温度，实现有机朗肯循环系统能够在更多的工况点(低转速、小负荷)下运行，以提升系统的性能。
发动机排气温度在影响有机朗肯循环系统性能的同时，也严重影响着GPF的性能。作为国六排放法规要求的汽油机排气后处理技术之一，GPF因其对颗粒物的高效净化而受到了广泛的推广和应用，但其在使用过程中也暴露出了一系列的问题，主要表现为发动机排气温度过高导致GPF净化率出现下降的现象。这是由于GPF在进行颗粒物捕集过程中，其内壁会由于颗粒物的吸附而形成碳层，且GPF的净化率会随着碳层的增加呈现出先增加后基本维持不变的趋势，而过高的排气温度会导致碳层发生氧化(再生反应)并随排气排出，进而导致了GPF净化率的下降。
发明内容
本发明公开一种通过有机朗肯循环调控汽油机颗粒捕集器再生的方法，旨在解决背景技术中提出来的由于GPF在进行颗粒物捕集过程中，其内壁会由于颗粒物的吸附而形成碳层，且GPF的净化率会随着碳层的增加呈现出先增加后基本维持不变的趋势，而过高的排气温度会导致碳层发生氧化(再生反应)并随排气排出，进而导致了GPF净化率的下降的技术问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种通过有机朗肯循环调控GPF再生的方法所需要的系统包括：发动机系统、汽油机氧化型催化系统、有机朗肯循环系统、汽油机颗粒捕集系统及控制系统，所述发动机系统包括有汽油发动机和第一排气管路，所述汽油机氧化型催化系统包括GOC、第二排气管路；所述有机朗肯循环系统包括有工质泵、蒸发器、膨胀机、发电机、冷凝器、冷却水泵、散热器、有机工质储液罐、冷却介质储液罐、有机工质管路、第三排气管路、第四排气管路及冷却介质管路，所述汽油机颗粒捕集系统包括有GPF和第五排气管路；所述控制系统包括第一温度传感器、第二温度传感器、压力传感器、第一质量流量传感器、第二质量流量传感器、电控节流阀、控制单元、变频器以及相应的连接线路，其中所述发动机第一排气管路和GOC相连，使得发动机原排先进入GOC升温，随后进入有机朗肯循环系统进行余热回收；其中第二排气管路与蒸发器相连，第三排气管路旁通蒸发器，与GPF相连，所述有机工质管路主要连接有机工质储液罐、工质泵、蒸发器、膨胀机和冷凝器，以实现有机工质在有机朗肯循环系统中的循环流动；所述第四排气管路用于连接蒸发器和GPF，以实现汽油发动机排气经蒸发器换热降温后流入GPF；所述冷却介质管路用于连接冷却介质储液罐、冷却水泵、冷凝器和散热器，以实现冷却介质在冷凝有机工质乏汽过程中的循环流动，所述发动机排气管路包括有第一排气管路、第二排气管路、第三排气管路、第四排气管路和第五排气管路。
在一个优选的方案中，在汽油发动机开始运行过程中，汽油发动机排气经第一排气管路进入GOC净化，排气在GOC对一氧化碳和碳氢化合物的氧化放热过程中完成升温，随后流出GOC，第一质量流量传感器和第一温度传感器测量流出GOC的排气流量信号、温度信号并传输至控制单元，控制单元根据排气出口温度进行判断并输出相应指令，当所述GOC的排气温度大于GPF的再生温度Trec时，控制单元采集压力传感器的信号，根据以下公式计算压差并进行判断：
ΔP＝P1-P2
式中，ΔP为发动机排气经GPF前后的压差，MPa；P1为发动机排气进入GPF前的压力，MPa；P2为发动机排气排出GPF后的压力，MPa。
当所述控制单元喷油且压差大于P时，电控节流阀打开，所述有机朗肯循环系统不运行，所述汽油发动机大部分排气从第三排气管路旁通蒸发器流入GPF中，少部分排气经第二排气管路进入蒸发器，由于有机朗肯循环系统不启动，因此进入蒸发器的发动机排气不进行换热直接排出，随后经第四排气管路流入GPF，GPF再生反应自发进行。
在一个优选的方案中，当所述控制单元不喷油或排气背压小于P时，电控节流阀关闭，所述有机朗肯循环系统运行，汽油发动机排气经第二排气管路流入蒸发器进行换热降温，最后经第四排气管路进入GPF净化，所述GPF再生反应不发生；当所述汽油发动机排气进入蒸发器换热时，控制单元根据以下公式得到蒸发器的排气出口温度计算值；
Tout(exh)＝Trec-50；
式中，Tout(exh)为发动机排气经蒸发器换热后的温度，即目标温度，K；Trec为GPF的再生温度，K，由以下公式计算得到发动机排气放热量:
式中，cp(exh)发动机排气的比定压热容，数值可查表获得，kJ/(kg·K)；
为发动机排气的质量流量，可由第一质量流量传感器测得，kg/s；Tin(exh)为发动机排气进入蒸发器前的温度，可由传感器测得，K，分别由以下两个公式分别计算得到有机工质与发动机排气之间的对流换热温差和有机工质吸热量；
式中，k为蒸发器的换热系数，可查表获得，kW/(m·K)；A为蒸发器的换热面积，数值由蒸发器数据获得，m；ΔT为有机工质与发动机排气之间的对流换热温差，K；
式中，
为发动机排气放热量，kW；
为有机工质吸热量，kW；ηevap为蒸发器的换热效率，数值由蒸发器数据获得。
在一个优选的方案中，进而由以下公式计算得到有机工质经蒸发器换热后的温度：
式中，ΔT为有机工质与发动机排气之间的对流换热温差，K；
最后由以下公式计算得到有机工质的质量流量目标值，所述控制单元通过变频器输出并调节工质泵转速信号使得有机工质质量流量达到目标值；
式中，cp(ref)为有机工质的比定压热容，可查表获得，kJ/(kg·K)；
为有机工质的质量流量，kg/s；Tin(ref)为有机工质的进入蒸发器前的温度，数值取环境温度，K；Tout(ref)为有机工质经蒸发器换热后的温度。
在一个优选的方案中，随后由所述第二温度传感器测量蒸发器出口的排气温度实际值并传输至控制单元，所述控制单元以蒸发器排气出口温度计算值为目标值，通过PID控制进一步调节排气温度实际值，以实现蒸发器出口温度实际值趋近于目标值，有机工质经所述蒸发器换热后进入膨胀机膨胀做功发电对外输出，做功后的乏汽随后流向冷凝器，当所述第二质量流量传感器检测到有工质通过时，控制单元通过变频器控制冷却水泵启动，驱动冷却介质与做功后的有机工质乏汽进行换热并将其冷凝为液态，吸热后的冷却介质经散热器散热后流回冷却介质储液罐，冷凝后的液态有机工质流回有机工质储液罐，进行下一个循环。
当所述GOC的排气温度小于GPF的再生温度时，电控节流阀打开，有机朗肯循环系统不运行，发动机大部分排气从第三排气管路旁通蒸发器流入GPF净化，少部分排气经第二排气管路进入蒸发器，由于有机朗肯循环系统不运行，因此进入蒸发器的发动机排气不进行换热直接排出，随后经第四排气管路流入GPF净化。
由上可知，一种通过有机朗肯循环调控汽油机颗粒捕集器再生的方法，包括：发动机系统、汽油机氧化型催化系统、有机朗肯循环系统、汽油机颗粒捕集系统及控制系统，所述发动机系统包括有汽油发动机和第一排气管路，所述汽油机氧化型催化系统包括GOC、第二排气管路；所述有机朗肯循环系统包括有工质泵、蒸发器、膨胀机、发电机、冷凝器、冷却水泵、散热器、有机工质储液罐、冷却介质储液罐、有机工质管路、第三排气管路、第四排气管路及冷却介质管路，所述汽油机颗粒捕集系统包括有GPF和第五排气管路；所述控制系统包括第一温度传感器、第二温度传感器、压力传感器、第一质量流量传感器、第二质量流量传感器、电控节流阀、控制单元、变频器以及相应的连接线路。本发明提供的通过有机朗肯循环调控汽油机颗粒捕集器再生的方法具有提高以下优点：
(1)一定程度上回收了汽油发动机排气余热能，有助于提高发动机热效率。
(2)提高了进入有机朗肯循环系统的发动机排气温度，进而提高有机朗肯循环系统余热回收过程中的功率输出。
(3)能够根据汽油发动机的运行工况控制GPF的再生反应，从而提高了GPF的净化率。
附图说明
图1为本发明提出的一种通过有机朗肯循环调控汽油机颗粒捕集器再生的方法的整体结构示意图。
图中：1、汽油发动机；2、GOC；3、蒸发器；4、膨胀机；5、发电机；6、冷凝器；7、有机工质储液罐；8、工质泵；9、冷却介质储液罐；10、冷却水泵；11、散热器；12、GPF；13、控制单元；14-1、第一排气管路；14-2、第二排气管路；14-3、第三排气管路；14-4、第四排气管路；14-5、第五排气管路；15、有机工质管路；16、冷却介质管路；17、第一质量流量传感；18、第一温度传感器；19、第二温度传感器；20、电控节流阀；21、第二质量流量传感器；22、变频器；23、第一压力传感器；24、第二压力传感器；
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
本发明提出一种耦合有机朗肯循环余热回收系统和汽油机后处理系统的装置结构以及在此基础上的有机朗肯循环系统性能改善和GPF再生控制方法，该方法通过在GOC和GPF之间加装有机朗肯循环系统来实现，一方面通过GOC提高有机朗肯循环系统的高温热源温度，来实现其性能的提升，另一方面通过有机朗肯循环系统对GPF的进口温度进行控制，实现对GPF内部再生反应的控制，保证其净化率。
参照图1一种通过有机朗肯循环调控汽油机颗粒捕集器再生的方法，包括发动机系统、汽油机氧化型催化系统、有机朗肯循环系统、汽油机颗粒捕集系统及控制系统，发动机系统包括有汽油发动机1和第一排气管路14-1，汽油机氧化型催化系统包括GOC 2、第二排气管路14-2；有机朗肯循环系统包括有工质泵8、蒸发器3、膨胀机4、发电机5、冷凝器6、冷却水泵10、散热器11、有机工质储液罐7、冷却介质储液罐9、有机工质管路15、第三排气管路14-3、第四排气管路14-4及冷却介质管路16，汽油机颗粒捕集系统包括有GPF 12和第五排气管路14-5；控制系统包括第一温度传感器18、第二温度传感器19、压力传感器24、第一质量流量传感器17、第二质量流量传感器21、电控节流阀20、控制单元13、变频器22以及相应的连接线路，其中发动机排气管路14-1和GOC 2相连，使得发动机原排先进入GOC 2升温，随后进入有机朗肯循环系统进行余热回收；第二排气管路14-2与蒸发器3相连，第三排气管路14-3旁通蒸发器3，与GPF 12相连，有机工质管路15主要连接有机工质储液罐7、工质泵8、蒸发器3、膨胀机4和冷凝器6，以实现有机工质在有机朗肯循环系统中的循环流动；第四排气管路14-4用于连接蒸发器3和GPF12，以实现汽油发动机1排气经蒸发器3换热降温后流入GPF 12；冷却介质管路16用于连接冷却介质储液罐9、冷却水泵10、冷凝器6和散热器11，以实现冷却介质在冷凝有机工质乏汽过程中的循环流动，发动机排气管路14包括有第一排气管路14-1、第二排气管路14-2、第三排气管路14-3、第四排气管路14-4和第五排气管路14-5。
在一个优选的实施方式中，在汽油发动机1开始运行过程中，汽油发动机排气经第一排气管路14-1进入GOC 2净化，排气在GOC 2中对一氧化碳和碳氢化合物的氧化放热过程中完成升温，随后流出GOC2，第一质量流量传感器17和第一温度传感器18测量流出GOC2的排气流量信号、温度信号并传输至控制单元13，控制单元13根据排气出口温度进行判断并输出相应指令。
在一个优选的实施方式中，当GOC 2的排气温度大于GPF 12的再生温度Trec时，控制单元采集压力传感器23和24的信号，根据以下公式计算压差并进行判断：
ΔP＝P1-P2
式中，ΔP为发动机排气经GPF12前后的压差，MPa；P1为发动机排气进入GPF12前的压力，MPa；P2为发动机排气排出GPF12后的压力，MPa。
在一个优选的实施方式中，当控制单元13喷油且压差大于P0时，电控节流阀20打开，有机朗肯循环系统不运行，汽油发动机1大部分排气从第三排气管路14-3旁通蒸发器3流入GPF12中，少部分排气经第二排气管路14-2进入蒸发器3，由于有机朗肯循环系统不启动，因此进入蒸发器3的发动机排气不进行换热直接排出，随后经第四排气管路14-4流入GPF 12，GPF 12再生反应自发进行。
在一个优选的实施方式中，当控制单元13不喷油或排气背压小于P0时，电控节流阀20关闭，有机朗肯循环系统运行，汽油发动机1排气经第二排气管路14-2流入蒸发器3进行换热降温，最后经第四排气管路14-4进入GPF 12净化，GPF 12再生反应不发生；当汽油发动机1排气进入蒸发器3换热时，控制单元13根据以下公式得到蒸发器3的排气出口温度计算值；
Tout(exh)＝Trec-50；
式中，Tout(exh)为发动机排气经蒸发器换热后的温度，即目标温度，K；Trec为GPF 12的再生温度，K。
在一个优选的实施方式中，由以下公式计算得到发动机排气放热量:
式中，cp(exh)发动机排气的比定压热容，数值可查表获得，kJ/(kg·K)；
为发动机排气的质量流量，可由第一质量流量传感器17测得，kg/s；Tin(exh)为发动机排气进入蒸发器前的温度，可由传感器18测得，K。
在一个优选的实施方式中，分别由以下两个公式分别计算得到有机工质与发动机排气之间的对流换热温差和有机工质吸热量；
式中，k为蒸发器的换热系数，可查表获得，kW/(m2·K)；A为蒸发器的换热面积，数值由蒸发器数据获得，m2；ΔT为有机工质与发动机排气之间的对流换热温差，K；
式中，
为发动机排气放热量，kW；
为有机工质吸热量，kW；ηevap为蒸发器的换热效率，数值由蒸发器数据获得。
在一个优选的实施方式中，进而由以下公式计算得到有机工质经蒸发器换热后的温度：
式中，ΔT为有机工质与发动机排气之间的对流换热温差，K；
最后由以下公式计算得到有机工质的质量流量目标值，控制单元13通过变频器22输出并调节工质泵8转速信号使得有机工质质量流量达到目标值；
式中，cp(ref)为有机工质的比定压热容，可查表获得，kJ/(kg·K)；
为有机工质的质量流量，kg/s；Tin(ref)为有机工质的进入蒸发器前的温度，数值取环境温度，K；Tout(ref)为有机工质经蒸发器换热后的温度。
在一个优选的实施方式中，随后由第二温度传感器19测量蒸发器3出口的排气温度实际值并传输至控制单元13，控制单元13以蒸发器3排气出口温度计算值为目标值，通过PID控制进一步调节排气温度实际值，以实现蒸发器3出口温度实际值趋近于目标值，有机工质经蒸发器3换热后进入膨胀机4膨胀做功发电对外输出，做功后的乏汽随后流向冷凝器6，当第二质量流量传感器21检测到有工质通过时，控制单元13通过变频器22控制冷却水泵10启动，驱动冷却介质与做功后的有机工质乏汽进行换热并将其冷凝为液态，吸热后的冷却介质经散热器11散热后流回冷却介质储液罐9，冷凝后的液态有机工质流回有机工质储液罐7，进行下一个循环。
在一个优选的实施方式中，当GOC2的排气温度小于GPF 12的再生温度时，电控节流阀20打开，有机朗肯循环系统不运行，发动机大部分排气从第三排气管路14-3旁通蒸发器3流入GPF 12净化，少部分排气经第二排气管路14-2进入蒸发器3，由于有机朗肯循环系统不运行，因此进入蒸发器3的发动机排气不进行换热直接排出，随后经第四排气管路14-4流入GPF 12净化。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种通过有机朗肯循环调控汽油机颗粒捕集器再生的方法，包括发动机系统、汽油机氧化型催化系统、有机朗肯循环系统、汽油机颗粒捕集系统及控制系统，其特征在于，所述发动机系统包括有汽油发动机(1)和第一排气管路(14-1)，所述汽油机氧化型催化系统包括GOC、第二排气管路(14-2)；所述有机朗肯循环系统包括有工质泵(8)、蒸发器(3)、膨胀机(4)、发电机(5)、冷凝器(6)、冷却水泵(10)、散热器(11)、有机工质储液罐(7)、冷却介质储液罐(9)、有机工质管路(15)、第三排气管路(14-3)、第四排气管路(14-4)及冷却介质管路(16)，所述汽油机颗粒捕集系统包括有GPF(12)和第五排气管路(14-5)；所述控制系统包括第一温度传感器(18)、第二温度传感器(19)、压力传感器(24)、第一质量流量传感器(17)、第二质量流量传感器(21)、电控节流阀(20)、控制单元(13)、变频器(22)以及相应的连接线路，其中所述的发动机第一排气管路(14-1)和GOC(2)相连，使得发动机原排先进入GOC(2)升温，随后进入有机朗肯循环系统进行余热回收；其中第二排气管路(14-2)与蒸发器(3)相连，第三排气管路(14-3)旁通蒸发器(3)，与GPF(12)相连，所述有机工质管路(15)主要连接有机工质储液罐(7)、工质泵(8)、蒸发器(3)、膨胀机(4)和冷凝器(6)，以实现有机工质在有机朗肯循环系统中的流动；所述发动机第四排气管路(14-4)用于连接蒸发器(3)和GPF(12)，以实现汽油发动机(1)排气经蒸发器(3)换热降温后流入GPF(12)；所述冷却介质管路(16)用于连接冷却介质储液罐(9)、冷却水泵(10)、冷凝器(6)和散热器(11)，以实现冷却介质在冷凝有机工质乏汽过程中的循环流动，所述发动机排气管路(14)包括有第一排气管路(14-1)、第二排气管路(14-2)、第三排气管路(14-3)、第四排气管路(14-4)和第五排气管路(14-5)。
2.根据权利要求1所述的一种通过有机朗肯循环调控汽油机颗粒捕集器再生的方法，其特征在于，在汽油发动机(1)开始运行过程中，汽油发动机排气经第一排气管路(14-1)进入GOC(2)净化，排气在GOC(2)对一氧化碳和碳氢化合物的氧化放热过程中完成升温，随后流出GOC(2)，第一质量流量传感器(17)和第一温度传感器(18)测量流出GOC(2)的排气流量信号、温度信号并传输至控制单元(13)，控制单元(13)根据排气出口温度进行判断并输出相应指令。
3.根据权利要求2所述的一种通过有机朗肯循环调控汽油机颗粒捕集器再生的方法，其特征在于，当所述GOC(2)的排气温度大于GPF(12)的再生温度Trec时，控制单元采集压力传感器(23)和(24)的信号，根据以下公式计算压差并进行判断：
AP＝P1-P2
式中，ΔP为发动机排气经GPF(12)前后的压差，MPa；P1为发动机排气进入GPF(12)前的压力，MPa；P2为发动机排气排出GPF(12)后的压力，MPa。
4.根据权利要求3所述的一种通过有机朗肯循环调控汽油机颗粒捕集器再生的方法，其特征在于，当所述控制单元(13)喷油且压差大于P0时，电控节流阀(20)打开，所述有机朗肯循环系统不运行，所述汽油发动机(1)大部分排气从第三排气管路(14-3)旁通蒸发器(3)流入GPF(12)中，少部分排气经第二排气管路(14-2)进入蒸发器(3)，由于有机朗肯循环系统不启动，因此进入蒸发器(3)的发动机排气不进行换热直接排出，随后经第四排气管路(14-4)流入GPF(12)，GPF(12)再生反应自发进行。
5.根据权利要求4所述的一种通过有机朗肯循环调控汽油机颗粒捕集器再生的方法，其特征在于，当所述控制单元(13)不喷油或排气背压小于P0时，电控节流阀(20)关闭，所述有机朗肯循环系统运行，汽油发动机(1)排气经第二排气管路(14-2)流入蒸发器(3)进行换热降温，最后经第四排气管路(14-4)进入GPF(12)净化，所述GPF(12)再生反应不发生；当所述汽油发动机(1)排气进入蒸发器(3)换热时，控制单元(13)根据以下公式得到蒸发器(3)的排气出口温度计算值；
Tout(exh)＝Trec-50；
式中，Tout(exh)为发动机排气经蒸发器换热后的温度，即目标温度，K；Trec为GPF(12)的再生温度，K。
6.根据权利要求5所述的一种通过有机朗肯循环调控汽油机颗粒捕集器再生的方法，其特征在于，由以下公式计算得到发动机排气放热量:
式中，cp(exh)发动机排气的比定压热容，数值可查表获得，kJ/(kg·K)；
为发动机排气的质量流量，可由第一质量流量传感器(17)测得，kg/s；Tin(exh)为发动机排气进入蒸发器前的温度，可由传感器(18)测得，K。
7.根据权利要求1所述的一种通过有机朗肯循环调控汽油机颗粒捕集器再生的方法，其特征在于，分别由以下两个公式分别计算得到有机工质与发动机排气之间的对流换热温差和有机工质吸热量；
式中，k为蒸发器的换热系数，可查表获得，kW/(m2·K)；A为蒸发器的换热面积，数值由蒸发器数据获得，m2；ΔT为有机工质与发动机排气之间的对流换热温差，K；
式中，
为发动机排气放热量，kW；
为有机工质吸热量，kW；ηevap为蒸发器的换热效率，数值由蒸发器数据获得。
8.根据权利要求7所述的一种通过有机朗肯循环调控汽油机颗粒捕集器再生的方法，其特征在于，由以下公式计算得到有机工质经蒸发器换热后的温度：
式中，ΔT为有机工质与发动机排气之间的对流换热温差，K；
最后由以下公式计算得到有机工质的质量流量目标值，所述控制单元(13)通过变频器(22)输出并调节工质泵(8)转速信号使得有机工质质量流量达到目标值；
式中，cp(ref)为有机工质的比定压热容，可查表获得，kJ/(kg·K)；
为有机工质的质量流量，kg/s；Tin(ref)为有机工质的进入蒸发器前的温度，数值取环境温度，K；Tout(ref)为有机工质经蒸发器换热后的温度。
9.根据权利要求8所述的一种通过有机朗肯循环调控汽油机颗粒捕集器再生的方法，其特征在于，由所述第二温度传感器(19)测量蒸发器(3)出口的排气温度实际值并传输至控制单元(13)，所述控制单元(13)以蒸发器(3)排气出口温度计算值为目标值，通过PID控制进一步调节排气温度实际值，以实现蒸发器(3)出口温度实际值趋近于目标值，有机工质经所述蒸发器(3)换热后进入膨胀机(4)膨胀做功发电对外输出，做功后的乏汽随后流向冷凝器(6)，当所述第二质量流量传感器(21)检测到有工质通过时，控制单元(13)通过变频器(22)控制冷却水泵(10)启动，驱动冷却介质与做功后的有机工质乏汽进行换热并将其冷凝为液态，吸热后的冷却介质经散热器(11)散热后流回冷却介质储液罐(9)，冷凝后的液态有机工质流回有机工质储液罐(7)，进行下一个循环。
10.根据权利要求9所述的一种通过有机朗肯循环调控汽油机颗粒捕集器再生的方法，其特征在于，当所述GOC(2)的排气温度小于GPF(12)的再生温度时，电控节流阀(20)打开，有机朗肯循环系统不运行，发动机大部分排气从第三排气管路(14-3)旁通蒸发器(3)流入GPF(12)净化，少部分排气经第二排气管路(14-2)进入蒸发器(3)，由于有机朗肯循环系统不运行，因此进入蒸发器(3)的发动机排气不进行换热直接排出，随后经第四排气管路(14-4)流入GPF(12)净化。
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