柴油机废气再循环冷却器的积垢特性研究



柴油机废气再循环冷却器的积垢特性研究

与汽油机相比，柴油机具有较高的热效率、较低的燃油消耗和CO2排放等优点；所以其被广泛应用于汽车和工业。然而，由于柴油自燃的特点，柴油机的NOx和PM排放相对较高，这是柴油机的一个缺点。由于严格的柴油排放规定，诸如欧5、欧6和美国环保局2级排放标准，所以研究都集中在如何减少废气排放。然而，在柴油机中很难同时减少NOx和PM的排放，所以通常会有权衡。冷却的废气再循环（EGR）系统能通过降低尾气温度减少NOx和PM排放，所以有很多研究者在研究这些系统。

随着柴油排放规定变得更加严格，柴油机发展的一个重要目标就是减少NOx和PM排放。冷却的EGR系统广泛用于减少轻型柴油机的NOx和PM的排放。利用数值分析、台架试验和发动机测试来评价发动机内部特性方面的改变是否能提高EGR冷却器的热交换效率。在发动机积垢过程中，通过仿真和试验，测得EGR冷却器的热交换效率。试验结果显示，第二类椭圆形EGR冷却器的热交换效率要高于第一类椭圆形EGR冷却器、壳型冷却器和管型冷却器。废气中形成的紊流经过穿片式设计的椭圆形EGR冷却器，促进了PM的吸附，使得这些冷却器达到废气自净化效果。至于两个相似的椭圆形EGR冷却器，散热片距为4mm的冷却器效率比散热片距为6mm的冷却器要高，因为在这些冷却器中的热交换区域存在差异。所有的CFD分析包括发动机运转的极限条件和汽车运转过程中发动机积垢的试验条件，结果显示，2个椭圆形冷却器的传热效率与最初传热效率和78h积垢试验后的传热效率至少相差4%。

刊名：Journal of Mechanical Science and Technology（英）

刊期：2014年第8期

作者：Joon Lee et al

编译：陈飞