高低壓EGR比例對乘用車柴油機影響的試驗研究

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高低壓EGR比例對乘用車柴油機影響的試驗研究

柴油機具有很高的燃燒熱效率，因此被廣泛應用于乘用車。然而，隨著排放法規(guī)變得越來越嚴格，迫使制造商生產(chǎn)更加清潔環(huán)保的柴油機。為了滿足歐6的排放規(guī)定，需要減少NOx的排放量在當前水平的一半以上，同時保持目前PM的排放水平。其中，廢氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)是一個重要的技術，其成本不高且可以有效地減少NOx排放量。

研究了EGR系統(tǒng)中高壓（HP）與低壓（LP）之間的比例對發(fā)動機性能的影響。基于一臺排量為2.2L的柴油機，主要研究發(fā)動機燃燒、排放以及燃料消耗等特性。試驗在3種載荷及穩(wěn)態(tài)操作條件下進行，并保持新鮮空氣的質(zhì)量流動速率和增壓值不變，逐步改變EGR系統(tǒng)中LP的比例。測量缸內(nèi)壓力、發(fā)動機排放以及燃料消耗率，獲取溫度數(shù)據(jù)和HP/LP供給線的壓力數(shù)據(jù)，并與僅用HP EGR系統(tǒng)或者LP EGR系統(tǒng)的結(jié)果進行比較。最后得出以下結(jié)論。

（1）隨著EGR系統(tǒng)中LP部分增加，進氣歧管溫度降低，這主要是由于LP EGR比HP EGR擁有更長的冷卻供應線。EGR位置的差異也對進氣歧管溫度有很大影響。另一方面，中間冷卻器所需的冷卻功率隨著LP比例的增加而逐步增加。此外，EGR系統(tǒng)中HP/與LP的比率無論如何變化，中間冷卻器的壓降均可忽略不計。

（2）EGR系統(tǒng)中LP部分增加使進氣歧管溫度降低，這將導致兩次引燃噴射的點火延遲時間略微延長。然而，HP/LP EGR比率變化對CA50和MPRR發(fā)動機沒有影響。

（3）發(fā)動機泵氣損失的趨勢表明，要減少EGR系統(tǒng)中LP部分的比例以保持增壓壓力，需要更大地打開VGT噴嘴，這就意味著增壓損失很小，從而降低了制動燃油消耗率。

（4）進氣歧管溫度的降低，抑制了NOx的形成，從而改善了NOx排放量，然而由于燃燒的不完全，CO排放量呈現(xiàn)出與NOx排放相反的趨勢。

刊名：Applied Energy（英）

刊期：2014年第133期

作者：Youngsoo Park et al

編譯：郭明超