高低压EGR比例对乘用车柴油机影响的试验研究



高低压EGR比例对乘用车柴油机影响的试验研究

柴油机具有很高的燃烧热效率，因此被广泛应用于乘用车。然而，随着排放法规变得越来越严格，迫使制造商生产更加清洁环保的柴油机。为了满足欧6的排放规定，需要减少NOx的排放量在当前水平的一半以上，同时保持目前PM的排放水平。其中，废气再循环（EGR）系统是一个重要的技术，其成本不高且可以有效地减少NOx排放量。

研究了EGR系统中高压（HP）与低压（LP）之间的比例对发动机性能的影响。基于一台排量为2.2L的柴油机，主要研究发动机燃烧、排放以及燃料消耗等特性。试验在3种载荷及稳态操作条件下进行，并保持新鲜空气的质量流动速率和增压值不变，逐步改变EGR系统中LP的比例。测量缸内压力、发动机排放以及燃料消耗率，获取温度数据和HP/LP供给线的压力数据，并与仅用HP EGR系统或者LP EGR系统的结果进行比较。最后得出以下结论。

（1）随着EGR系统中LP部分增加，进气歧管温度降低，这主要是由于LP EGR比HP EGR拥有更长的冷却供应线。EGR位置的差异也对进气歧管温度有很大影响。另一方面，中间冷却器所需的冷却功率随着LP比例的增加而逐步增加。此外，EGR系统中HP/与LP的比率无论如何变化，中间冷却器的压降均可忽略不计。

（2）EGR系统中LP部分增加使进气歧管温度降低，这将导致两次引燃喷射的点火延迟时间略微延长。然而，HP/LP EGR比率变化对CA50和MPRR发动机没有影响。

（3）发动机泵气损失的趋势表明，要减少EGR系统中LP部分的比例以保持增压压力，需要更大地打开VGT喷嘴，这就意味着增压损失很小，从而降低了制动燃油消耗率。

（4）进气歧管温度的降低，抑制了NOx的形成，从而改善了NOx排放量，然而由于燃烧的不完全，CO排放量呈现出与NOx排放相反的趋势。

刊名：Applied Energy（英）

刊期：2014年第133期

作者：Youngsoo Park et al

编译：郭明超