柴油机NOx排放控制与废气再循环技术

本文从柴油机废气再循环的角度分析了降低柴油机ＮＯｘ排放的原理、实施方案、存在的问题及其解决方法。可以相信,随着废气再循环技术和发动机相关技术的发展,柴油机ＮＯｘ和颗粒排放物将会进一步降低。     

增压柴油机废气再循环技术的应用研究

随着排放标准更加严格,为了降低增压柴油机NOx的排放,采用并联的文曲利管EGR系统,可克服在高负荷工况下排气压力低于进气压力的困难,能实现废气再循环,并分析了不同工况下EGR率对增压柴油机性能的影响.     

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。     

废气再循环在增压中冷柴油机上的试验研究

为了降低车用柴油机的NOx排放,分析了不同工况下EGR率对柴油机性能的影响。通过试验了解到,采用EGR可以有效地降低NOx排放,大负荷比小负荷效果显著。并对控制最佳EGR率的电控脉谱系统提出了初步的探讨。     

废气再循环在柴油机中的应用

本文回顾了废气再循环（EGR）在减少排放，特别是减少NOx排放上的潜力以及限定这一技术的应用范围。详细分析了RGR装置对柴油机的排放和性能的影响，通过深入分析，发现在柴油机进气中引入废气再循环（EGR），相当如置换了部分吸入的空气，这种方式能充分减少NOx的排放。因此，废气再循环的使用是最有效改善尾气排放的技术措施之一。     

改善涡流室柴油机供油系统和利用废气再循环降低排放研究

通过改进柴油机供油系统和利用废气再循环来改善混合气质量和燃烧过程,进而降低其有害排放。结果表明,推迟喷油提前角,适当降低喷油压力,抑制初期喷油率,减小高压油管直径,利用废气再循环以及几种方法的结合能够有效地降低排放。     

气道喷水和废气再循环对重型柴油机性能和排放影响的优化匹配试验研究

在一台高压共轨重型柴油机上开展了气道喷水结合高压废气再循环(EGR)的试验研究。基于世界统一稳态测试循环(WHSC)各工况点探索引入高压EGR和气道喷水技术对柴油机排放和燃油经济性的影响;在此基础上对各工况的燃烧相位进行优化,得到WHSC各工况点下基于喷水和EGR的优化策略。结果表明:综合考虑排放和燃油经济性,低负荷工况宜单独引入高压EGR,并通过提前喷油时刻(start injection timing,SOI)优化燃烧相位;中高负荷工况宜少量喷水并引入适当EGR,满负荷则应单独采取气道喷水策略。WHSC加权结果表明,在保持较低的HC、CO和碳烟排放前提下,优化后的加权NOx比排放降低7.71g/(kW·h),降幅约45.2%,有效燃油消耗率降低约1.20g/(kW·h)。     

废气再循环对柴油机氮氧化物和颗粒排放影响的试验研究

废气再循环(EGR)、进气压力和喷油压力是影响柴油机低温燃烧的重要参数,主要研究了EGR对氮氧化物和颗粒排放的影响.结果表明,在一定工况条件下,随EGR率变大,NO所占体积分数呈先降低后升高的趋势,而NO2和N2O则呈先升高后降低的趋势.N2O所占比例较小,峰值在1%左右.NO谷值与NO2峰值对应相同的EGR率.随进气压力变大,NO2所占比例峰值也变大,对应的EGR率也增加,进气压力为0.24,MPa时,NO2最大比例已接近60%.随EGR率增加,Soot排放快速升高时,颗粒发生积聚,颗粒数密度降低,但粒径变大.提高喷油压力可以降低颗粒排放,但在不同EGR率下,其降低颗粒的机理不同.     

柴油机废气再循环技术评述

废气再循环是控制发动机氮氧化物排放的一项重要技术,本文全面论述了柴油发动机的废气再循环技术及其对发动机的影响,提出了一些今后的研究方向。     

柴油机废气再循环技术的应用研究

简要介绍了废气再循环(EGR)技术降低NOx的基本原理和系统分类。并就其控制策略以及在重型增压柴油机上的应用现状进行了重点阐述。最后对EGR技术的发展趋势做了展望。     

增压中冷柴油机EGR数值模拟与试验研究

建立了带废气再循环(EGR)系统的增压中冷柴油机工作过程热力学计算模型,并进行数值模拟,模拟计算与试验结果表明两者基本吻合,误差在合理范围内。在此基础上,研究EGR在不同工况下对柴油机动力性、经济性和排放性的影响,并根据柴油机的综合性能对各工况下最佳EGR率进行优化,得出理想的EGR控制MAP图。最后按照模拟计算结果搭建试验平台,并进行试验研究。研究结果表明:13工况排放测试循环工况的NOx和碳烟排放分别为3.0g/(kW.h)和0.45g/(kW.h),满足欧Ⅳ排放法规的要求。     

二级增压重型柴油机排放和燃烧特性的试验研究

在一台电控高压共轨柴油机上进行二级增压优化匹配,并以单级增压作为对比基准,分析了不同工况下二级增压柴油机的性能、排放与燃烧特性,研究了进气温度对其的影响。试验结果表明:相对单级增压,柴油机二级增压后低速外特性扭矩达到1 170N.m,烟度与燃油经济性改善幅度分别为99.3%和13.4%;二级增压能够提高EGR的引入能力,减小进气节流损失,并可显著改善中低转速、高负荷时NOx与烟度和燃油消耗率之间的平衡关系;在压气机特性图中二级增压柴油机的运行线远离喘振边界线;在各个工况下,进气温度升高使NOx比排放快速增加,导致柴油机NOx与烟度之间的平衡关系变差。     

基于废气再循环的防爆柴油机清洁燃烧技术

针对某型煤矿用防爆柴油机NO_x排放物污染严重、危害大的问题,分析防爆柴油机的燃烧过程,建立燃烧数学模型。通过流体仿真分析软件对基于废气再循环系统的防爆柴油机的清洁燃烧过程模拟仿真并进行台架试验。试验结果表明：在8种工况下加装废气再循环的系统在优化后的废气再循环开度下防爆柴油机CO排放加权平均值为0.004 5%,与未加装废气再循环的系统相比体积分数增加0.004 5%;加装废气再循环的系统在优化后的废气再循环开度下防爆柴油机NO_x排放加权平均值为93.35×10^-6,与未加装废气再循环的系统相比降低56.17%,采用废气再循环的系统对降低防爆柴油机的NO_x排放效果明显。     

简单而有效的废气再循环装置

采用废气再循环能够降低柴油机NOx排放。介绍了一个简单而有效的废气再循环装置,简要列举了该装置装在发动机台架上的部分试验结果,为更好地利用废气再循环技术减少柴油机NOx排放有借鉴作用。     

不同增压方式下EGR对高压共轨柴油机燃烧和排放的影响

在一台电控高压共轨柴油机上,采用单级增压、两级增压和可变几何截面增压3种增压方式,进行了高压冷却废气再循环(EGR)的燃烧与排放试验研究.结果表明,柴油机采用可变几何截面增压时,涡前与进气压差较低,泵气损失小,具有良好的燃油经济性;大负荷、等EGR率情况下,单级增压、两级增压和可变几何截面增压的缸内最大爆发压力和主燃烧...     

文曲利管排气再循环系统在涡轮增压柴油机上的应用研究

以一台 D6 114涡轮增压柴油机为研究对象 ,采用了一套带文曲利管的排气再循环系统进行了试验研究。试验结果表明 ,该系统在高工况下能克服平均排气压力低于平均进气压力的困难 ,方便地实现排气再循环。研究了在不同工况下柴油机的 NOx 排放、烟度和比油耗随 EGR率的变化规律以及 EGR的冷却效果对 NOx 排放的影响     

废气重整再循环船用LNG发动机闭环系统模拟研究

基于GT-Power软件搭建液化天然气（LNG）发动机与重整器闭环运行仿真模型,探究废气重整再循环率（REGR率）及重整器内CH₄与O₂体积分数比n对重整器与发动机性能的影响.结果表明:重整产物中H₂体积分数随REGR率增大而降低,且随着n增加而增大;随着REGR率增大,缸压峰值降低,火焰发展期与燃烧持续期增加,NO_x排放降低,且在10%REGR率左右达IMO TierⅢ排放限值标准;与废气再循环（EGR）模式相比,REGR模式下缸压峰值增加,火焰发展期与燃烧持续期缩短,热效率增加,燃油消耗率（BSFC）下降,HC排放降低.该研究结果可为发动机与重整器匹配运行以实现船用LNG发动机污染物排放控制提供参考.     

进气加湿结合废气再循环技术对高压直喷双燃料低速机燃烧及排放的影响

基于CONVERGE软件建立了高压直喷双燃料船用发动机三维仿真模型,研究了空气加湿技术和废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)对发动机燃烧过程及排放的影响,并通过耦合进气加湿、EGR和天然气喷射策略等技术,最终得到满足TierⅢ排放法规的可行性技术路线。结果表明,进气加湿降低NOx排放潜力较大(约55%),且对燃料经济性恶化程度较小(约1.6%);单独采用进气加湿技术难以满足TierⅢ排放标准,60%进气加湿程度结合较低程度EGR率(20%)可进一步提高降低NOx排放的潜力(78%);为降低进气加湿和EGR带来的功率损失,在20%EGR率耦合60%进气加湿氛围下,提前2°曲轴转角喷射天然气可使天然气消耗率可降低约1g/(kW·h),同时NOx排放满足TierⅢ排放法规要求。     

废气再循环和发动机运转参数对不同辛烷值燃料HCCI燃烧的影响

考察了废气再循环(EGR)、进气温度、冷却水出水温度和转速等发动机运转参数对HCCI发动机燃烧特征和排放特性的影响。实验结果表明：随EGR率提高,各种燃料的两阶段着火时刻推迟,燃烧持续期延长;高十六烷值燃料可以容许较高的EGR率,RON75最高仅可以采用45％的EGR;EGR对高十六烷值燃料的CO和UHC影响不大,对高辛烷值燃料的CO影响明显,并随EGR率增加CO排放升高。在其它运转参数中,进气温度对HCCI燃烧影响最为显著,随进气温度提高、冷却水温度升高,HCCI燃烧的着火时刻提前、燃烧持续期缩短,高辛烷值燃料的UHC和CO显著降低。转速升高,着火延迟,燃烧持续期延长。此外,研究发现,高辛烷值燃料对HCCI发动机的运转参数更为敏感。     

引射式EGR系统文丘里管内流动数值模拟分析

研究了采用文丘里管引射方式的增压柴油机EGR系统及结构,按照增压柴油机EGR系统工作原理,运用CFD-Fluent对文丘里管在不同EGR率引射情况下的内部流动进行了三维数值模拟,对文丘里管内空气与EGR废气形成的混合气的流场状态、速度场、压力场参数进行了分析.计算结果表明:EGR率对文丘里管压缩段前的初始压力恢复效果有较大影响,EGR率引射量越大,压力恢复效果越差,为了满足大EGR率的要求,应减小文丘里管扩压角,混合段喉口直径和EGR引射口直径可以适当增大,引射口的数量也可适当增加.