电控EGR台架试验设计与应用

为了降低柴油机氮氧化物(NOx)的排放,在YC6A260电控组合单体泵增压柴油机上,设计并加装了包括文丘里管、废气再循环(EGR)冷却器、EGR阀的电控EGR系统,并对所设计系统进行台架试验.结果表明,电控EGR系统可以很好地实现废气再循环,且能很好地降低NOx的排放,验证了此EGR系统的有效性,对EGR系统在重载柴油机上的应用有一定的参考价值.     

涡轮增压器与车用汽油机的特性配合及其计算

本文在解放牌CA—10B汽车发动机与3GJ型涡轮增压器配合试验的基础上,对车用汽油机增压配套技术作了研究;论述和改进了车用汽油机和涡轮增压器配合特性的计算方法,并进行了实例计算,计算结果与试验结果相吻合。在完成该计算方法的过程中,着重讨论了增压后空气流量的计算,非设计工况下径流式涡轮效率的计算,废气阀打开后增压参数的计算等问题。     

不同大气压下VNT与EGR对柴油机性能及排放的影响

为了研究不同大气压力下可变喷嘴涡轮增压技术(Variable Nozzle Turbine, VNT)和排气再循环技术(Exhaust Gas Recirculation, EGR)对柴油机性能及排放的影响,选择带有EGR与VNT的高压共轨柴油机,应用大气模拟装置,在80、90和100 kPa下进行试验研究.试验结果表明：1 800 r/min、73%负荷工况下,在不同大气压下,过量空气系数随着VNT喷嘴环开度的增加而上升,升高幅度随EGR阀开度的增加而增大;过量空气系数随着EGR阀开度的增加而减小.EGR率和比油耗随VNT喷嘴环开度的增加而下降,前者降低幅度随大气压力的增加而上升,后者降幅随大气压力的降低而升高;EGR率随EGR阀开度的增加而上升.随VNT喷嘴环开度的增加,NO_x排放升高,升高幅度随EGR阀开度的增加而增大,升高幅度基本随大气压力的升高而下降.CO排放与烟度均随VNT喷嘴环开度的增加而降低,降低幅度随EGR阀开度的增加而升高,随大气压力的升高而降低.随EGR阀开度的增加,NO_x排放降低,CO排放与烟度升高.     

车用柴油机排气再循环控制系统

为了降低车用柴油机的NOx排放,设计了用于增压中冷柴油机的排气再循环(EGR)系统。介绍了EGR控制系统及控制方法。该系统采用进气节流阀与EGR流量控制阀联合控制,可实现0～30%EGR率的优化。利用13工况对该系统控制NOx的效果进行了评价。实验表明,采用EGR技术,可以大幅度地降低NOx的排放,微粒排放基本不变。但HC和CO排放有所增加,13工况加权比油耗也较原机有所降低。     

EGR和VNT的匹配对增压柴油机排放的影响

通过可变喷嘴增压器(VNT)和废气再循环(EGR)系统的匹配试验,考察了VNT对发动机排气和进气的压差以及EGR率的影响规律,研究了降低四缸增压柴油机的排放问题。试验结果表明,EGR系统能在不改变柴油机动力性、经济性和烟度排放的基础上,使柴油机NOx排放量降低20%~47%。VNT通过调节废气涡轮增压器涡前压气后的压差,可将EGR率提高2%~12%。     

对四冲程柴油机涡轮增压系统基本参数确定方法的浅析

本文讨论了增压系统主要热力参数的内在联系。对四冲程柴油机增压系统的空气流量,排气温度、压气机出口压力和涡轮进口压力的若干种计算方法进行了分析。作者提出了一种新的排温计算方法。对涡轮前压力的其中一种计算方法有误,本文予以重新推导和修正。另外,整理了增压系统基本热力参数的计算步骤。以期在设计新的增压系统和强化非增压柴油机时较合理地确定参数,缩短设计、研制、试验的周期。     

废气旁通阀执行机构对增压汽油机瞬态响应的影响

为研究废气旁通阀执行机构对增压汽油机瞬态响应的影响,提高涡轮增压发动机的瞬态响应性能,针对一台带废气旁通阀的涡轮增压汽油机,使用发动机一维仿真软件对其稳态及瞬态工况进行仿真分析,并在发动机台架上进行稳态及瞬态试验。试验结果表明:弹簧刚度适当增加可缩短发动机的响应时间并增大扭矩;弹簧预紧力的增大延长了发动机的响应时间,但提高了发动机扭矩;适中的系统阻尼有利于发动机在瞬态过程中的快速稳定;在原机基础上,采取弹簧刚度为2.6k、弹簧预紧力为1.2F0,且系统阻尼不变的优化方案时,在1500、3500、5000r/min 3个转速下,发动机瞬态响应时间分别缩短22.4%、47.1%及50%。     

增压柴油机余热利用涡轮发电系统研究

设计了涡轮发电系统,采用涡轮发电系统与废气涡轮增压器并联联合工作。首先基于GT-POWER软件搭建增压柴油机仿真模型,对仿真模型在各工况点下进行废气能量计算,验证发动机余热利用的潜力;然后增加动力涡轮模型,对比前后模型的废气能量。仿真结果表明,加动力涡轮能量回收系统后,发动机废气总能减少了6.44%,联式涡轮发电系统提高了增压柴油机的燃烧效果和排放水平。     

生物柴油发动机燃烧和排放的数值模拟

针对一款轻卡用立式、直列、水冷、四冲程、电控直喷、高压共轨、带废气旁通阀的涡轮增压中冷柴油机,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)软件AVL-FIRE和试验相结合的方法,建立发动机缸内燃烧的三维仿真模型,对生物柴油发动机缸内燃烧、排放物形成以及废气再循环(Exhaust Gas Recirculation,EGR)率对其排放的影响进行仿真分析。结果表明:相比于纯柴油,生物柴油滞燃期缩短,燃烧始点提前,缸内爆发压力曲线整体前移,燃烧持续期略延长;相比于纯柴油发动机,生物柴油发动机碳烟(soot)排放量明显降低,氮氧化物(NO_x)排放略有上升;在不明显影响soot排放量的条件下EGR能显著降低生物柴油发动机NO_x排放,表明生物柴油发动机对EGR的容忍度增强。     

柴油机EGR电控系统设计与试验分析

针对增压直喷柴油机开展EGR技术的电子控制研究与应用,以降低NOx排放.依据柴油机EGR控制系统的工作特点和功能要求,以80C196单片机核心,进行了控制系统的电路设计和控制软件编写.根据发动机负荷特性试验对比分析,证实柴油机在应用EGR控制系统后,NOx排放降低19.9%,HC和CO排放略有增加,柴油机动力性和经济性与原机相当,通过对EGR回路的冷却,可以抑制PM排放增加,同时还验证了EGR电控系统设计合理,能够对EGR系统按照柴油机不同工况的最佳EGR率进行实时控制.     

步进电动机控制在柴油机EGR控制系统的应用

排气再循环 (ExhaustGasRecirculation(EGR) )已证明是降低发动机NOX 排放的有效措施 .在研制的直喷 1110型柴油机变EGR率控制系统中 ,油门位置传感器和转速传感器获得柴油机的工况点 (转速 /扭矩 )信号 ,空气流量传感器取得的控制反馈信号通过AD转换输入单片机AT89C5 1,单片机发出控制信号控制步进电动机从而调整EGR阀开度 .用于调节柴油机再循环排气量的EGR阀门是柴油机EGR系统的关键部件 ,所以控制EGR阀的步进电动机的控制驱动问题是柴油机EGR自动控制系统的重要环节 .着重探讨了单片机AT89C5 1控制驱动步进电动机 70BF2 - 3的相关技术和问题 ,并给出了EGR系统对柴油机排放和燃油经济性的影响 .     

基于EGR策略的重型柴油机瞬态空燃比优化控制

针对某些重型柴油机在进气中冷后加入足量的EGR较为困难,瞬态工况下EGR优化后的发动机排放性能恶化的问题,从精确控制EGR流量、优化空燃比、降低排放的目的出发,在一台CY6D180高压共轨重型柴油机上进行了大量的试验研究。基于排放优化原则,研究了利用节气阀配合EGR阀引入EGR后的发动机稳态特性,提出了一种两阀联合关开优化发动机瞬变排放性能的策略。进行了瞬态工况条件下的对比试验验证。结果表明:本文设计的瞬态空燃比控制方法在保证烟度排放值在3.5%限度内的情况下,NOx的排放量也不超过稳态工况点的10%。     

增压柴油机废气再循环（EGR）系统的优化设计

废气再循环技术（EGR）是解决柴油机NOx排放的有效措施之一．以增压柴油机为研究对象,对比分析了不同废气再循环方式的优劣;解决了部分工况下进排压逆差问题;通过建立带有EGR系统的柴油机模型和实验验证,优化满足要求的EGR系统．研究表明,采用带有合适的进、喉口比例尺寸的文丘里管解决了进排压逆差问题,不同工况下采用合适的EGR率保障了柴油机的工作性能,并有效降低了NOx的排放．     

YC4112ZLQ增压中冷柴油机排气再循环冷却器的设计计算

提出了利用微软开发的ExcelXP应用软件计算换热器的方法。该方法可快速、反复、精确计算冷却器各结构参数,分析各参数对冷却器性能的影响。采用经验公式并根据EGR冷却器的自身特点,为YC4112ZLQ增压中冷柴油机设计了EGR冷却器,并进行了流阻校核计算。给出多个实用的计算公式和该柴油机EGR冷却器的主要结构参数:热面积S=0.196m2、换热管管长L=0.55m,管径r=7mm及其排列形式等。     

两级增压流通特性对柴油机高密度-低温燃烧过程的影响机制的基础研究与进展

以高密度-低温燃烧理论体系为基础,针对两级增压柴油机流通特性对气路系统相关参数、混合历程、燃烧反应和排放生成的影响机理等基础科学问题进行研究,提出合理组织缸内高密度充量在时间与空间的不均匀分布状态,以及柴油的雾化和分布特性是改善柴油机燃烧特性与排放特性的关键,而协调超高增压技术与喷油策略、可变气门技术、EGR技术的耦合关系是重型柴油机在全工况范围内实现高效清洁燃烧的技术路线。     

柴油机低温燃烧数值模拟研究

运用KIVA软件模拟分析了不同EGR率和喷油提前角对柴油机低温燃烧性能的影响,结果表明,增大EGR（exhaust gas recycling ）率能够有效降低缸内燃烧温度,使NOx 的排放降低,但随着EGR率的增大,柴油机Soot的排放会有一定的升高。晚喷能够更好地实现柴油机低温燃烧方式,使柴油机NOx 和Soot排放同时降低,但喷油时刻过晚,NOx 和Soot的排放会有一定的回升。