柴油机废气再循环系统控制器的设计研究

根据增压柴油机废气再循环(EGR)系统的要求,采用动态矩阵控制(DMC)算法设计EGR系统控制器.通过仿真系统试验证实了所设计的控制器可以应用于柴油机EGR系统,并能够使EGR系统有效降低柴油机氮氧化物(NOx)的排放.     

柴油机冷EGR温度控制器的研究

为了降低柴油机NOx的排放量,设计了一种冷EGR温度控制器。该控制器可通过控制直流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。通过传感器信号获得EGR的冷却温度,如果EGR的冷却温度不在最佳冷却温度范围内,控制器通过PID控制改变脉宽调制信号PWM的占空比来调整水泵电机的平均电压以改变水泵的转速进而调节冷却水的循环量,从而实现冷EGR温度的自动控制。在CA498型柴油机上对该温度控制器进行了试验,结果表明,与未冷却的EGR系统相比,该冷EGR温度控制器可以有效地降低NOx的排放量。     

利用机外废气净化技术降低柴油机排放的试验研究

针对增压直喷柴油机开展全面净化的研究,设计了一套废气再循环(EGR)结合机外废气净化(EGC)系统,该系统能在柴油机较宽转速和负荷范围内有效净化废气排放。根据试验结果得出EGR结合EGC技术在降低柴油机的废气排放方面具有很大突破。     

文丘里管废气再循环系统对涡轮增压柴油机性能影响的研究

加装文丘里管的高压废气再循环(Exhaust gas re-circulation,EGR)进气系统,在兼顾柴油机经济性、动力性的前提下,研究该进气系统对NO_x排放的影响。根据一款柴油机的基本结构建立柴油机一维仿真计算模型和燃烧室的三维仿真计算模型。在对模型进行标定和对柴油机原机性能仿真计算的基础上,为进气系统引入文丘里管装置并对其结构参数进行优化设计。应用所建立的一维和三维柴油机模型,对文丘里管EGR系统柴油机的经济性、NO_x和Soot排放特性进行仿真计算研究,并对计算结果进行试验验证。研究结果表明,优化设计的文丘里管EGR系统可使柴油机在欧洲稳态循环(European steady state cycle,ESC)各工况下实现较为理想的EGR率,并在不明显影响柴油机燃油经济性的前提下,使NO_x排放量下降了约28.4%。文丘里管进气系统可以实现较为理想的高压EGR循环,在柴油机ESC工况下(怠速除外)能够达到较为理想的EGR率。     

基于模糊控制的柴油机EGR系统氮氧化物排放控制仿真研究

针对柴油机氮氧化物排放污染的日益严重,提出基于模糊控制的柴油机EGR系统氮氧化物排气模型。分析了模糊控制系统的优点,建立了NOx排气模型,并且将此模型应用到模糊控制器中;将设计出来的模糊控制器应用到柴油机EGR模块中,在MATLAB仿真环境下进行仿真研究,给出相应的仿真图;并通过仿真结果验证,对柴油机NOx排放物进行了对比分析。结果表明:基于模糊控制的柴油机EGR模块对NOx的排放控制极为有效并且精确,通过ECU很好地控制了喷油规律,从而降低了柴油机NOx的排放,满足了国Ⅳ、国Ⅴ排放要求。     

基于CFD仿真分析与试验验证的EGR率均匀性研究

为满足非道路柴油机第三阶段排放法规要求,设计了一种简单、低成本的无冷却器废气再循环(EGR)系统。本文主要研究四缸非道路柴油机采用这种EGR系统的各缸EGR率分布的均匀性。首先通过一维仿真计算得到三维CFD分析计算的边界,然后通过三维AVL FIRE仿真软件计算得出进气管及EGR管路的气体流场。计算结果发现除了瞬态EGR率波动有差异外,采用和不采用EGR混合器的柴油机各缸EGR率均匀性差异不大。通过试验证明,采用和不采用EGR混合器确实对于EGR率较小的增压非中冷柴油机性能影响很小。     

柴油机废气再循环系统冷却器的数值模拟

柴油机废气再循环(EGR)技术能有效降低NOx有害排放,而EGR冷却器的结构优化是提高冷却器效率,减少NOx排放的有效手段.应用FLUENT软件对柴油机废气再循环系统冷却器的数值模拟,为柴油机废气再循环系统冷却器的设计和优化提供理论依据.     

计算机辅助工程技术在废气再循环系统开发中的应用研究

针对柴油机废气再循环(Exhaust gas recirculation, EGR)系统传统开发流程中的计算机辅助工程(Computer aided engineering, CAE)技术应用的有效性、系统性和完整性等问题,以提升企业产品开发能力为目的,对CAE技术在柴油机EGR系统开发过程中的应用进行研究,在重新定义发动机CAE技术内容的基础上,以“整机-子系统-零部件”为开发模式,建立基于CAE技术的EGR系统开发流程。研究结果表明,仿真优化计算确定的EGR系统方案切实可行,在不明显影响柴油机动力性、经济性的情况下,NOx排放降低了20%左右,满足了EGR系统的开发目标;应用基于CAE技术的柴油机EGR系统开发流程,能够缩短开发周期,降低开发成本,提高开发质量,实现EGR系统开发过程的系统性、整体性和完整性,为EGR系统的有效开发提供一种新方法。     

柴油机EGR瞬态参数采集处理与诊断系统

基于PCL-818HG型总线数据采集卡和S3C2410型高性能低功耗微处理器,开发了一种便携式柴油机废气再循环(exhaust gas recycle,简称EGR)瞬态参数的采集与诊断系统.运用DASYLab和Linux软件编写接口、标定与诊断程序,实现了对柴油机EGR系统的位移、压力、温度和转速等信号实时采集、处理与诊断等功能.依据柴油机瞬态测试循环法进行增压柴油机废气再循环系统的EGR阀自诊断、EGR率过大诊断和瞬态响应特性等试验.结果表明,该系统性能可靠、处理能力强、诊断精度高,能满足增压柴油机EGR性能瞬态参数的采集与诊断要求.     

Numerical Simulation on EGR for Diesel Engine Used in Fishery Boats

为了降低渔船用柴油机的NOx排放量,达到符合国际海事组织对船舶防止空气污染的规定中的NOx章程的规范.利用废气再循环原理设计了一套柴油机废气减排系统,以降低渔船用柴油机的NOx排放量.通过CFD数值模拟的方法对某柴油机的废气再循环系统进行了二维流场的数值模拟,以确定合理的废气回流比例.模拟过程使用不同的EGR阀门开度进行分析,得到了EGR阀门开度与EGR率之间的比例关系,为柴油机废气再循环系统的设计提供了理论依据.