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。     

船用柴油机废气再循环性能评估及应用

针对增压柴油机废气再循环(EGR)性能评估问题,特别是"小样本"下的最优决策,提出了一种基于不等权优化的评估及决策方法。首先,在TBD234V12型相继增压柴油机上搭建高压废气再循环系统,采集柴油机缸内爆压、燃油消耗率、NO_x、CO及烟度等主要参数试验数据,建立最优关联分析模型,用来不同EGR方案的初步评价。其次,根据柴油机不同负荷工况,通过客观优化方法建立综合评价模型。最后,基于MATLAB GUIDE设计和建立了增压柴油机EGR性能综合评估及最优决策仿真平台。仿真结果表明:低负荷时小EGR率对应的综合评估值更高,因此宜采用较小EGR率;高负荷时,较低EGR率对应的综合评估值较低,较高EGR率获得了更高的评估值,但是过高的EGR率的综合评估值反而下降,因此不宜采用过高EGR率。仿真优化平台可以快捷、方便地解决增压柴油机EGR性能评估及最优决策问题。     

EGR对二甲醚HCCI发动机燃烧特性的影响

针对HCCI发动机的燃烧控制问题,对不同废气再循环(EGR)率R_(EGR)和过量空气系数λ下的二甲醚均质混合压燃发动机的工作过程进行了数值模拟,重点分析了R_(EGR)和λ对二甲醚HCCI发动机燃烧特性的影响.结果表明,λ一定时,随着R_(EGR)的增大,缸内压力、温度、放热率都会降低,高温反应阶段开始时刻推迟;而在R_(EGR)不变的情况下,λ增大,缸内的压力、温度、放热率降低,低温反应阶段提前,而高温放热时刻推后.表明控制R_(EGR)和λ能达到有效控制二甲醚HCCI燃烧时刻的目的.     

基于模糊逻辑的防爆柴油机EGR率参数控制

防爆柴油机EGR率的最优控制是一个多目标优化的问题.传统EGR率是基于经验模式控制,无法实现在线实时控制功能.本文以某直列四缸防爆柴油机为研究对象,基于AVL BOOST与MATLAB软件建立了柴油机工况过程中的联合仿真模型,选择最大转矩转速1 600 r/min的工况进行分析,以满足负载功率需求和降低NO_x排放为控制目标提出了模糊逻辑控制策略,设计了模糊控制器,设定了模糊逻辑输入与输出的基本论域,建立了隶属度函数,依据专家库制定控制规则,通过在线实时采集负载需求功率与NO_x的排放数据,将其作为模糊控制器的输入,输出控制变量——EGR率.将实车试验数据加载到仿真模型中,对发动机25%, 50%, 75%和100%的四种载荷工况进行了对比仿真试验,与传统控制模式进行数据对比显示:模糊逻辑控制策略可以根据实时NO_x排量及负载需求功率自动调整EGR率,提高了发动机的动力性、经济性及排放性;发动机在100%与75%载荷工况下,为保证负载工况需求,采用低EGR率的控制策略以保障发动机功率输出;发动机在50%与25%载荷下,控制系统通过提高EGR率来降低NO_x的排放.本文提出的采用模糊逻辑控制策略进行多目标控制的方法,具有很强的鲁棒性,能够解决非线性复杂问题,适用于防爆柴油机EGR控制.但是,模糊逻辑控制规则及隶属度函数的建立需要依靠大量的专家经验,要经过反复的实验训练来提高控制的稳定性与可靠性,才能增强综合控制效果.     

基于废气排放和工况参数信息融合的内燃机失火故障诊断

提出一种利用内燃机排气中HC,CO2,O2浓度和内燃机工况参数信息融合的内燃机失火故障诊断方法,并提出描述内燃机失火程度的模糊评价指标,进行内燃机有失火故障和无故障排气成分检测对比实验,通过RBF神经网络建立失火程度评价指标与排气中HC,CO2,O2浓度以及内燃机工况参数之间关系的诊断模型.仿真分析结果表明,此模型能正确诊断内燃机失火故障.     

内外部EGR对柴油HCCI燃烧控制的仿真研究

基于分段韦伯函数燃烧放热率模型,通过耦合一维流体动力学软件GT-Power与化学动力学软件Chemkin,建立了均质混合气压燃烧技术(HCCI)柴油发动机仿真试验平台,准确模拟了HCCI单缸试验样机的工作过程,研究了内外部废气再循环(EGR)对柴油HCCI燃烧控制的影响.仿真结果表明:内外部EGR对HCCI燃烧具有不同的控制作用,考虑内外部EGR的综合因素效应,可以实现燃烧相位的有效控制     

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.     

EGR技术对MF/柴油混合燃料燃烧和排放的影响

基于一台高压共轨直喷柴油机,研究了EGR率、2-甲基呋喃掺混比例(质量分数为0%(M0),10%(M10),30%(M30))对柴油机燃烧和排放的影响。实验结果表明:EGR率能显著降低缸内压力,延迟点火时间。NO_x的排放量随着混合燃料中MF的质量分数和EGR率的增加而升高,尾气中Soot的排放量随EGR率的增加也有所上升,但远低于相同工况下纯柴油的排放量。对于M10和M30,EGR率的增大使得颗粒物的数目浓度有所降低,大颗粒数量减少而小颗粒数量增多,总颗粒物的平均粒径变小。研究结果还发现,M0和M10燃料的当量有效燃油消耗率(BSFC)随EGR率的增大而降低,M30在27%工况下的BSFC最高。     

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 .     

基于粒子群算法的两级增压船用柴油机EGR与Miller协同优化研究（英文）

为了符合日益严格的排放法规和提高柴油机效率,本文开展了船用柴油机EGR米勒循环耦合两级增压系统协同优化研究。首先,以潍柴6170船用柴油机为研究对象,建立EGR、米勒循环和可调两级增压柴油机的一维数值模型。然后,采用粒子群算法进行油耗和排放综合最优的多输入多目标优化研究,研究EGR耦合米勒调节和EGR耦合高压级涡轮旁通调节对NO_x排放和油耗的耦合调节规律。结果表明,中等EGR率耦合中等米勒度对于NO_x排放和油耗的协同优化效果更好,在中等EGR率和低涡轮旁通率下,NO_x排放和油耗综合较优。最后,基于耦合调节规律,提出了全负荷下最优稳态控制策略。随着负荷的增加,优化的涡轮旁通率和米勒度逐渐增大。与仅使用EGR的系统相比,EGR和米勒循环耦合涡轮旁通的优化系统在100%负荷下NO_x排放降低0.87 g/(kW·h),油耗降低17.19 g/(kW·h)。EGR和米勒循环耦合可调两级涡轮增压可以实现全负荷下NO_x和油耗的综合优化。     

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．     

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%。     

废气再循环与过量空气系数联合的NO_x控制策略在天然气发动机上的应用

在一台改造的增压中冷天然气发动机上研究了废气再循环(EGR)和过量空气系数(a)对天然气发动机性能的影响。结果表明稀混合气加EGR的方法在达到相同NOx排放控制目标值时能够产生比采用纯空气稀释时更高的热效率。因而提出了EGR和a联合的NOx排放控制策略。试验确定了2800r/min、75%和50%负荷下由EGR和a表示的NOx排放控制区,该区域内在没有催化后处理器的条件下可以将NOx降低到1g/(kW·h)以下,同时可以兼顾发动机燃料经济性。     

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.     

废气再循环对柴油机性能影响的试验研究

通过废气再循环（ EGR-Exhausted Gas Recirculation ）可以有效地降低柴油机的氮氧化物（ NOx）排放。但是废气具有一定的热作用和化学作用,因此EGR会对柴油机燃烧过程和排放物的生成造成影响。本文基于4 D20柴油机,重点开展了不同的EGR率对柴油机性能影响的研究。分析试验结果发现,随着EGR率的增大,燃烧滞燃期增长,缸内压力和缸内温度降低,放热率峰值降低,热效率下降;NOx排放随着EGR率的增大而急剧下降;soot排放随着EGR率的增大而增大;CO和HC排放随着EGR率的增大而增大。     

Simulation of VGT control based on charge oxygen concentration

A turbocharged diesel engine model was built with the GT-Power software,and experimentally verified.Then two different control variables for the control of the variable geometry turbocharger（VGT）were described,and their distinct effects on engine performance,i.e.NOxand soot emissions and fuel consumption,were simulated and compared on the basis of this model.The results showed that NOxemissions decreased obviously with the increase of exhaust gas recirculation（EGR）rate at constant boost pressure condition,but soot emissions and fuel consumption considerably increased.It was a good way to reduce NOxemissions without increasing fuel consumption and soot emissions when VGT was controlled to maintain the excess oxygen ratio unchanged as EGR rate increases.     

Effect of exhaust gas recirculation and intake pre-heating on performance and emission characteristics of dual fuel engines at part loads

Achieving simultaneous reduction of NO _x , CO and unburned hydrocarbon (UHC) emissions without compromising engine performance at part loads is the current focus of dual fuel engine research. The present work focuses on an experimental investigation conducted on a dual fuel (diesel-natural gas) engine to examine the simultaneous effect of inlet air pre-heating and exhaust gas recirculation (EGR) ratio on performance and emission characteristics at part loads. The use of EGR at high levels seems to be unable to improve the engine performance at part loads. However, it is shown that EGR combined with pre-heating of inlet air can slightly increase thermal efficiency, resulting in reduced levels of both unburned hydrocarbon and NO _x emissions. CO and UHC emissions are reduced by 24% and 31%, respectively. The NO _x emissions decrease by 21% because of the lower combustion temperature due to the much inert gas brought by EGR and decreased oxygen concentration in the cylinder.     

混合气质量对乙醇发动机均质压燃燃烧特性的影响

在一台经改造而成的单缸均质压燃(HCCI)发动机上,以乙醇为燃料研究了不同循环供油量和废气再循环(EGR)率对HCCI燃烧的动力性、经济性和排放性的影响。结果表明:乙醇燃料HCCI燃烧有较高的指示热效率,最高可以接近60%;最高平均指示压力Pmi为0.6MPa;过量空气系数a和EGR率的合理组合可以有效控制HCCI燃烧的着火正时和NOx排放,但是EGR的加入会导致HC和CO排放增加。     

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。