外部EGR对于汽油机性能和排放的影响研究

外部废气再循环(EGR)技术可以提升汽油机的燃油经济性,降低爆震倾向,搭建了低压EGR系统,研究了外部EGR对于汽油机性能和排放的影响.外部EGR可以降低NOx和CO排放,但是THC排放增加.通过优化后处理配方比例,可以降低后处理成本;对于经济性,EGR率达到23％,油耗可以降低约10 g/(kW·h),对于动力性,E...     

某柴油机进气歧管EGR分布的CFD模拟与优化

废气再循环(EGR)可以有效降低NOx排放。对于采用EGR技术的多缸柴油机,若各缸废气分配不均会影响其燃烧稳定性,导致各缸工作不一致。本文采用1D-3D耦合计算方法,对柴油机部分负荷工况点进行CFD分析。通过对比EGR管出口处速度流场及各缸EGR率,找到优化方向,解决产品实际问题。     

进气管结构对天然气发动机废气再循环率均匀性的影响

针对某国Ⅵ天然气发动机各缸燃烧一致性差异过大的问题,利用计算流体力学(CFD)软件STAR-CCM+对该发动机的进气管路开展废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)率均匀性分析,发现第1缸～第3缸的EGR率高于第4缸～第6缸,1 200r/min全负荷工况EGR率相对偏差为-29.9%～34.2%。分析表明,EGR的引出方式为第1缸～第3缸单侧取气,导致EGR进气入口存在较大波动,是造成各缸EGR率分配不均的主要原因。从降低管路内EGR废气波动的角度提出了两种进气管路优化方案,使EGR废气在进入稳压腔之前得到了充分混合,各缸EGR率均匀性得到明显提高,EGR率相对偏差在±5%以内。     

EGR对增压进气道喷射汽油机的影响研究

通过对某款直列四缸涡轮增压进气道喷射(PFI)汽油机加装低压废气再循环(EGR)回路,研究了不同EGR率对汽油机的燃烧、泵气损失、排放、油耗等方面的影响。试验过程中保持供油量和理论当量空燃比不变。研究结果表明:汽油机在燃烧过程引入低压EGR,能够减少其固有的泵气损失;排气内的CO含量有所下降,但缸内出现了容积淬熄使排气内HC含量有所升高,而燃烧效率有一定提高;EGR降低了燃烧温度,使得NO_x排放明显下降;应用合适EGR率并配合合适的点火角,能够有效地提高汽油机的热效率。     

废气再循环方式对汽油机燃烧和颗粒排放特性的影响

研究了不同废气再循环(EGR)方式下,汽油机的燃烧与颗粒排放特性.结果表明,由进气道引入废气的分层废气再循环(分层EGR)方式与由节气门前引入废气再循环(总管EGR)方式相比,汽油机稳定燃烧的EGR率范围大,而且前者比后者的汽油机指示热效率高.在相同负荷下,分层EGR方式下汽油机连续循环中各个循环的指示平均有效压力比总管EGR方式下的更加集中,前者的燃烧更稳定.两种EGR方式下汽油机排气中单位体积内的核态颗粒物和表面积数随着EGR率的增加而降低,而且在相同EGR率下,分层EGR方式下的值比总管EGR下的值高.单位体积内积聚态颗粒物数和总表面积随着EGR率的增加,先减少后增加,但在相同EGR率下,分层EGR方式下的值要比总管EGR下的值低.     

电控五气门汽油机稀燃与废气再循环性能对比研究

在一电控喷射稀薄燃烧五气门汽油机上，以稀薄燃烧汽油机电控开发系统及相应的废气再循环系统为试验平台，对五气门汽油机在各种进气模式下实施稀混合气燃烧及废气再循环时的燃油消耗率和排放性能进行了详细的试验研究，进而对本发动机的稀燃性能与废气再循环性能进行了比较，分析实施不同方法对发动机性能的不同影响效果，实验结果表明，采用分层EGR技术以后，EGR比率可达32％，稀燃和分层废气再循环都有效地降低了NOx排放，分层废气再循环对NOx降低的效果更为明显，而且降低速度更快，尤其在中、低负荷，可以使排气中的NOx降低85％～95％．对于油耗，稀燃的效果显然要好于废气再循环，在较高负荷尤为明显，稀燃可显著降低HC、CO，分层EGR对HC、CO排放降低幅度不大。     

高/低压EGR对汽油机和增压器影响的试验研究

在一款涡轮增压汽油缸内直喷(gasoline direct injection,GDI)汽油机上进行了高压(HP)废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)和低压(LP)EGR对发动机和增压器性能影响的试验研究。分别对比了HP EGR和LP EGR系统在外特性和部分负荷工况对发动机燃烧、油耗、进排气的影响及增压器相应的工况变化,并分析了出现这些变化的原因。结果表明,汽油机EGR系统能够优化缸内燃烧,减少泵气损失,从而降低油耗。低压EGR系统在部分负荷工况热效率比高压EGR更高,主要原因为低压EGR系统的涡轮增压器可利用的尾气能量更多,且进入发动机的废气温度较低,能进一步优化缸内燃烧。     

废气再循环对车用汽油机热功转换过程的影响

为提高车用汽油机部分负荷下的燃油经济性,探讨了废气再循环(EGR)对汽油机热功转换过程的影响。基于某款汽油机的性能试验数据,搭建并标定其仿真模型,研究了多种部分负荷工况下EGR对汽油机性能的影响。结果表明:就换气循环而言,随着EGR率的增大,进气压力增大,泵气平均有效压力(PMEP)减小,未冷却的EGR对PMEP减小的幅度更大;就高压循环而言,燃烧温度下降导致传热损失下降,从而使高压循环热效率增加。由缸内热平衡分析可知,有效热效率的提高主要依赖于缸内传热损失的减小,其次才是泵气损失的减小。在1 300r/min、0.295MPa时,采用20%的EGR率可以使有效热效率提升4.5%。     

内燃机的废气再循环技术

介绍内燃机废气再循环(EGR)的工作原理、废气再循环量的评价指标EGR率、汽油机的EGR系统控制和柴油机EGR的效果及控制，以及采用EGR对柴油机工作过程和性能的影响。     

EGR对增压柴油机排放特性的影响

废气再循环(EGR)是降低柴油机NOx的一条有效技术路径.对于轻型车用增压中冷柴油机,采用从涡轮前取气回流到压气机后的高压EGR系统.应用真空驱动的弹簧膜片式EGR阀,真空度由控制器根据输入的电压信号量决定,从而控制EGR阀的开度.在不同工况下,研究了EGR阀的流通特性,分析了柴油机的HC、CO、NOx排放,烟度和比油耗随EGR率的变化规律.     

重型柴油机高压EGR系统管路设计仿真研究

采用一维发动机工作过程计算软件GT-Power,建立了2种不同管路布置的高压EGR系统仿真模型,模拟研究了其对柴油机性能和排放的影响。研究结果表明:隔开取气的高压EGR系统对排气脉冲能量利用较好,可以提高废气再循环的引入能力(特别是在实现EGR比较困难的低转速大负荷工况),并改善NOx排放和燃油消耗率之间的折中关系;相对单级增压,二级增压采用隔开取气布置的高压EGR系统对性能和排放的改善效果减弱;通过优化二级增压隔开取气方式的EGR管路结构尺寸后,能够进一步改善柴油机的性能和排放。     

柴油机实现高EGR率方法的计算分析

废气再循环是简单有效地减少NOx排放的方法。本文讨论了在柴油机中实现EGR的方法，并以一台4缸柴油机为例计算了不同工况条件下高、低压EGR系统的柴油机性能参数变化情况。结果表明：低压EGR系统在NOx排放上优于高压EGR系统；在高压EGR系统中，背压阀的位置对柴油机性能有一定影响；带有稳压箱的低压EGR系统在相同EGR率下油耗增加和功率损失最小。     

EGR对柴油机超多喷孔预混合燃烧影响的研究(下)

为了在柴油机上实现预混合燃烧同时降低NOx和烟度(soot)排放,本研究采用大量废气再循环(EGR)在一台车用六缸柴油机上进行试验研究.大量EGR可以降低NOx排放,但会引起soot排放的增加,为了消除这一不利后果,采用具有大流通面积的超多喷孔油嘴,并结合使用电控高压共轨燃油喷射系统实现高压喷射,缩短喷射持续期从而实现预混合燃烧,降低soot排放.对EGR如何影响柴油机超多喷孔预混合燃烧性能进行了试验研究,选定4个试验工况,通过改变EGR率来测试柴油机性能.结果显示在高EGR率,并结合超多喷孔油嘴,以及合适的喷射压力、喷油始点下.有利于柴油机实现预混合燃烧,达到同时降低NOx和soot排放的目的.     

汽油机外部EGR节油技术的应用

建立带有EGR系统的汽油机一维计算模型,研究了汽油机外部废气再循环对NEDC循环工况节油性能的影响,并对固定的转速及负荷工况下,EGR率与比油耗的关系进行了分析,并进行了试验验证,模拟分析结果与试验结果吻合良好,表明通过在排气歧管上将废气再循环引入进气系统能够在保证发动机动力性能的前提下,减小泵气损失,从而降低发动机的比油耗。     

当量天然气发动机各缸燃烧一致性的试验研究北大核心CSCD

为研究废气再循环气体(exhaust gas recirculation,EGR)和进气方式对当量燃烧的天然气发动机燃烧特征的影响,通过发动机台架测试分别探究了EGR气体和EGR所含水汽以及5、6缸位置进气(右侧进气)与3、4缸位置进气(中间进气)对当量燃烧天然气发动机各缸燃烧一致性的影响规律。试验结果表明:在右侧进气方式下,EGR气体的引入是影响当量天然气发动机各缸燃烧一致性的重要因素,特别是EGR气体中的水汽在各缸的分配。EGR气体除水汽后,各缸最大缸压偏差值由原来的9.5%降低为4.1%,当不引入EGR气体时,各缸最大缸压偏差值降低为2.3%。基于右侧进气方式在引入EGR气体后存在的问题,采用新设计的中间进气方式有效改善了各缸EGR气体的分配,从而显著提高了各缸燃烧一致性,各缸最大缸压偏差值由原右侧进气方式的9.5%降低为2.0%,有效解决了右侧进气在引入EGR时带来的各缸燃烧不一致性问题。     

EGR对柴油机超多喷孔预混合燃烧影响的研究(上)

为了在柴油机上实现预混合燃烧同时降低NOx和烟度(soot)排放,本研究采用大量废气再循环(EGR)在一台车用六缸柴油机上进行试验研究.大量EGR可以降低NOx排放,但会引起soot排放的增加,为了消除这一不利后果,采用具有大流通面积的超多喷孔油嘴,并结合使用电控高压共轨燃油喷射系统实现高压喷射,缩短喷射持续期从而实现预混合燃烧,降低soot排放.对EGR如何影响柴油机超多喷孔预混合燃烧性能进行了试验研究,选定4个试验工况,通过改变EGR率来测试柴油机性能.结果显示在高EGR率,并结合超多喷孔油嘴,以及合适的喷射压力、喷油始点下,有利于柴油机实现预混合燃烧,达到同时降低NOx和soot排放的目的.     

基于高低压EGR技术实现高效天然气发动机燃烧

针对某国Ⅵ天然气发动机开展了提升进气混合均匀性和发动机经济性的试验，分析了进气系统结构优化(包含加装扰流器)对进气混合均匀性的影响；同时研究了高低压废气再循环(EGR)技术(即EGR从涡轮机前取气而从压气机前引入)对发动机燃烧和性能的影响规律以及探索了其实现高效燃烧的潜力．结果表明：对进气系统结构的优化能显著改善混合气的混合均匀性，减少各缸燃烧差异从而改善发动机经济性．高低压EGR技术的应用能显著减小EGR引入对高涡前压力依赖的需求，相比高压EGR方案可匹配更大涡端增压器同时满足对大比例EGR率的需求，从而显著降低泵气损失；并且高低压EGR技术降低了进气歧管温度来提高充量系数；此外，采用高低压EGR技术延长了混合气的混合时间尺度，进一步提高混合均匀性．最终，更加高效的燃烧和较低的泵气损失使发动机有效热效率(BTE)从原机水平39.12%提升至40.63%，改善幅度达3.9%.     

EGR/EGC技术结合系统降低柴油机排放的研究

对柴油机的排放尾气NOx，CO，HC和PM等进行全面分析，探索设计了一套由EGR（废气再循环技术）和EGC（发动机机外废气净化技术）结合的系统，EGR技术可以有效降低NOx的排放，机外废气净化技术技术可以在有效除去PM的同时降低HC，CO的排放，该系统能在较宽的转速和负荷范围内有效降低废气排放，解决同时降低NOx与PM排放的矛盾，废气排放全面降低。     

各缸废气再循环率不均匀性对柴油机排放影响的试验研究

针对一台由国五升级到国六的重型柴油机原始排放(无后处理系统)超过目标设定值的问题进行研究,提出了一种通过控制各缸废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)率不均匀性来降低柴油机原始排放的方法。建立了柴油机各缸EGR率不均匀性的排放测试试验台架和测试方法,通过分析排放万有特性曲线图确定所研究的进气总管EGR率和柴油机运行工况点,用CO2法在稳态工况下测量各缸EGR率,分析各缸EGR率不均匀对排放性能的影响,确定了达到企业原始排放目标设定值的各缸EGR率不均匀性范围,实现了通过控制各缸EGR率不均匀性来降低柴油机原始排放及降低满足国六排放法规后处理系统匹配难度和成本的目的。     

高效自然吸气汽油机关键技术研究

针对越来越苛刻的乘用车油耗法规,研究分析了高效自然吸气汽油机的关键技术和技术路线:在不增加较多的汽油机成本的前提下,通过采用提高压缩比、米勒循环、高比例废气再循环(EGR)、强化滚流的进气道和紧凑型燃烧室、4-2-1排气歧管、高性能点火系统以及低摩擦等关键技术,能较大地提高汽油机热效率,降低油耗,使汽车汽油机达到较好的性价比。