国Ⅳ柴油机EGR的控制与匹配研究

废气再循环(EGR)技术,作为一种成熟的排放控制策略,在国Ⅳ排放柴油机上已有广泛的应用,以某电控共轨柴油机为例介绍了EGR阀的结构和工作原理,以及在应用该技术的过程中如何实现EGR率的控制和EGR脉谱图的标定,通过试验对EGR系统进行了验证,表明该电控共轨柴油机能够达到国Ⅳ排放要求。     

具有自动控制功能的柴油机EGR系统的研制

研究了与柴油机匹配的电控废气再循环系统,进行了电控EGR系统中的部分硬件、硬件电路设计和软件的编写,EGR的实现方式和EGR系统与柴油机匹配的问题.试验用柴油机在使用了自行设计的电控EGR系统后,实现了整个转速、负荷范围内EGR率的自动控制.13工况排放测试结果表明:采用EGR系统,NOx排放降低26.7 %、微粒总量和HC排放几乎不变、CO排放上升15.5 %.     

国-Ⅳ中重型电控共轨柴油机EGR技术路线探讨

结合开发一台7L电控共轨国-ⅣEGR柴油机,从阐述EGR降低N0x排放原理出发,列举了LPL低压EGR、HPL高压EGR等几种基本类型和特点,并进一步详细讨论了EGR阀、EGR冷却器、EGR控制、后处理等系统及其零部件具体技术方案的优缺点,从而探讨中重型电控共轨柴油机达到国-Ⅳ排放、且具有达到国-Ⅴ排放潜力的优化方案.最终按选定的EGR方案试制了样机,并进行了台架试验.研究结果表明:研制的中重型国-ⅣEGR样机,完全达到了预期目标,采用先进的EGR+DOC技术完全能够达到国-Ⅳ排放要求,且经济性能够与SCR柴油机相当.     

基于多级闭环的电控EGR控制策略的研究

以降低NOx排放为目标,对柴油机的废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)控制展开研究。首先根据柴油机的结构特点设计了带冷却的电控高压回路EGR系统,以空气流量和EGR阀开度作为反馈信号,采用膜片-推杆执行机构及电子节气门节流辅助控制,提高EGR系统的响应速度;然后基于上述拟定系统设计了基于进气流量和位置开度的EGR多级闭环控制算法,实现整车全工况EGR的闭环控制,提高EGR的控制精度及控制一致性;最后在柴油机台架上对EGR多级闭环控制策略进行了验证。研究结果表明:该控制策略可实现理想的响应性和一致性控制效果,满足柴油机性能和排放的开发要求。     

增压直喷柴油机EGR系统开发与试验研究

以增压直喷柴油机为研究对象,设计了一套EGR控制系统以降低NOx排放。试验研究了不同EGR率对柴油机性能及排放的影响规律,针对柴油机不同工况的特点,确定了各工况所用的EGR率,并设计了EGR率电控系统。台架试验表明,在保持其它排放物基本不变的情况下,借助EGR系统该柴油机的NOx排放下降了26．4％。     

增压柴油机采用废气再循环的燃烧过程和排放特性研究

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,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.研究了EGR对柴油机燃烧过程的影响,并对排放变化规律作出解释.     

发动机EGR气体温度测试探究

从国Ⅲ排放到国Ⅵ排放,冷却EGR一直是柴油机的主流技术方案之一。废气经EGR冷却器冷却后要控制在一个合适的温度。EGR阀前温度直接关系到EGR系统的可靠运行和发动机的性能表现,因此EGR阀前温度的准确测量尤为关键。试验表明,不同台架上测量的EGR阀前温度差异较大,台架和转毂运行的阀前温度也存在差异。而转毂运行更接近于整车道路运行状态,基于转毂运行来进行EGR阀前温度的测量能够比较准确的反映EGR系统运行的状态,对发动机的开发具有重要意义。     

柴油机EGR电控冷却系统试验研究

研究了 CA498 柴油机在不同工况下EGR冷却温度对NOx等排放的影响规律,确定了各个工况下EGR的最佳冷却温度,据此设计出一套EGR冷却温度控制装置,可以通过单片机控制伺服电动水泵的转速来调节冷却水的循环量,确保不同工况下的最佳EGR冷却温度.将该电控冷却系统在CA498柴油机上进行了试验.结果表明,与未冷却的EGR系统相比,该EGR电控冷却系统在c0和Hc的排放略有增加的情况下,可以有效地降低NOx的排放、烟度和油耗率.     

YC4112ZLQ柴油机电控EGR系统的研究

为了降低柴油机的氮氧化物排放，对YC4112ZLQ增压中冷柴油机进行了电控废气再循环(EGR)技术的研究。试验研究了不同EGR率对发动机各个工况下性能和排放的影响规律，据此针对欧洲Ⅱ号标准优选出了各个工况下的最佳EGR率，并对最佳EGR率下的控制参数进行了电控标定。利用标定结果，设计了一套电子控制系统，用于该柴油机的实际运行。试验结果表明，与原机相比，加入EGR以后，在微粒排放略有增加的情况下，NOx排放下降12．9％，使13工况排放全面达到欧洲Ⅱ号标准的要求。     

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。     

船用EGR柴油机可变气门正时的仿真研究

利用GT-Power仿真软件搭建了船用中速柴油机一维预测模型,研究了气门正时对船用中速柴油机性能和燃烧过程的影响,并借助DOE方法对柴油机采用EGR技术后的配气相位进行了优化。研究结果表明:采用可变气门正时技术可达到改善采用EGR技术的船用中速柴油机中低负荷工况的燃油经济性的目的:同时该技术对EGR所造成的排气温度和热负荷升高同样有积极的改善效果。     

增压柴油机EGR阶跃工况瞬态响应特性仿真分析

建立了带EGR回路的增压柴油机瞬态仿真平台并验证了准确性.为了缩短EGR阶跃工况的响应时间,进行了EGR阀开度阶跃时间、开阀特性、目标EGR率等影响因素的不同控制策略的对比.结果表明,缩短EGR阀开度阶跃时间,采用“上抛型”开阀控制策略,可改善EGR流量等参数的瞬态响应特性,但会造成转矩波动增加.为减少转矩波动,提出了...     

涡轮增压柴油机变截面涡轮与单向阀废气再循环系统的计算研究

随着排放法规日趋严格,要求增大废气再循环系统ＥＧＲ率的调节范围,简单的ＥＧＲ系统难以满足要求。研究了变截面涡轮及排气节流阀配合单向阀的几种ＥＧＲ系统,并对变截面涡轮和排气节流阀在单向阀ＥＧＲ系统中的应用效果作了分析比较。     

增压柴油机实现废气再循环（EGR）系统的模拟计算研究

研究了涡轮增压柴油机使用废气再循环（EGR）面临如何在高负荷时以较低的成本和副作用获得降低NOx排放所要求的再循环废气量,提出了利用进排气压力波动实现涡轮增压柴油机废气再循环的单向阀、旋转阀和EGR短管3种EGR系统。模拟计算结构表明,采用上述3种EGR系统在高负荷甚至全负荷时,都可获得较大的EGR量。     

基于模型预测的电辅助涡轮增压柴油机空气系统优化控制研究

针对配备电辅助涡轮增压器(electrically assisted turbocharger,eTurbo)和高压废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)的发动机的油耗和电耗最低、进气氧浓度跟踪误差最小等多目标优化问题,提出了一种eTurbo在线优化控制算法:根据目标进气氧浓度和增压压力,采用自抗扰方法调节EGR阀的开度和压气机需求功率;然后采用模型预测控制(model predictive control,MPC)算法,在线将压气机的需求功率分配给涡轮机和电机,以实现发动机油耗、电能消耗和进气氧浓度跟踪误差的最佳折中。在GT-SUITE/Simulink平台上的仿真结果表明:在FTP-75驾驶循环下,相比于传统增压柴油机,eTurbo柴油机在该优化算法控制下,增压压力的跟踪误差减小87.20%,进气氧浓度的跟踪误差增加1.93%,发动机等效比油耗改善0.82%,验证了该方法的有效性。     

高压共轨柴油机EGR控制逻辑设计与控制脉谱标定

为了在满足排放法规限值的前提下,尽可能地降低油耗,设计了EGR的控制逻辑。EGR控制系统采用前馈控制与闭环控制相结合的形式,外环控制回路以设定的新鲜空气量作为输入,在线计算EGR阀的开度,间接调节EGR率。通过柴油机排放试验标定了EGR控制的脉谱,并进行了EGR控制的验证试验。结果表明,EGR控制逻辑运行稳定,控制参数易于标定。     

内部EGR在增压柴油机的应用研究

以CA6DF3—24柴油机为研究对象，提出了3种能够实现内部EGR的结构设计方案，利用GT—POWER软件建立了上述结构的仿真模型，模拟研究了3种结构能够达到的EGR率、NOx排放和油耗率特性。根据模拟计算结果从上述方案中优选出在排气凸轮上增加一个小凸轮，使排气门二次开启的最优设计方案。最后通过发动机试验研究了内部EGR对柴油机动力性、经济性和排放性能的影响。试验结果表明：内部EGR可有效降低柴油机的NOx排放量，但对排气烟度产生不利影响。     

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。     

基于内部EGR率控制的柴油机排气凸轮型线仿真设计研究

以某6缸增压柴油机为研究对象,运用GT-Power仿真分析软件,在目标发动机2 200r/min和1 800r/min常用工况转速下,分析了内部热EGR率对NOx、PM、CO排放量的影响,研究得出了重型车用柴油机内部EGR率的最佳控制范围在10%左右。在此基础上,进行了二次排气凸轮开启相位对内部EGR率控制效果的仿真分析,总结出了二次开启排气凸轮的相位、升程、包角等特性参数对柴油机功率、燃油消耗率及EGR率的影响规律。最终确立了能够进行二次开启的、具有内部EGR功能的排气门凸轮设计方案,建立了排气凸轮基本型线的数学模型。针对目标样机开展了型线特性参数对燃油消耗率、功率及EGR率的影响分析。     

基于VGT的EGR对电控柴油机影响的试验研究

在一台电控共轨柴油机上,进行了基于可变涡轮截面增压器(VGT)控制的废气再循环(EGR)对柴油机燃烧、性能和排放影响的试验研究.系统研究了VGT开度、EGR率和喷油参数对柴油机性能和排放的影响.研究表明,采用基于VGT控制的EGR系统,调整VGT叶片位置,可以改变EGR率,实现最高43.2%的EGR率,从而有效地降低NOx;在调整优化喷油参数后,柴油机的排放有了很大的改善,烟度有较大幅度的降低,经过优化,气体排放可满足国Ⅳ排放法规的要求,十三工况加权当量比油耗比原国Ⅲ柴油机降低了4.2%,但是,采用EGR方案缸内最大爆发压力明显增大.