车用发动机废气再循环技术的应用研究

简要介绍车用发动机废气再循环（EGR）技术的工作原理、评价指标EGR率、控制方法和EGR率对排放的影响,提出废气再循环系统的改进措施。     

燃气发动机废气再循环随机调节控制器设计

为研究燃气发动机废气再循环的随机调节问题,建立缸内废气总质量的离散动态模型,将下一循环的缸内废气总质量表示为当前循环的缸内废气总质量、缸内吸入空气质量、喷入缸内燃气质量、再循环废气质量的函数.基于建立的离散动态模型,设计能够将缸内废气总质量调节到设定值邻域内的随机调节器.MATLAB/Simulink数值仿真研究表明,...     

进气管结构对天然气发动机废气再循环率均匀性的影响

针对某国Ⅵ天然气发动机各缸燃烧一致性差异过大的问题,利用计算流体力学(CFD)软件STAR-CCM+对该发动机的进气管路开展废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)率均匀性分析,发现第1缸～第3缸的EGR率高于第4缸～第6缸,1 200r/min全负荷工况EGR率相对偏差为-29.9%～34.2%。分析表明,EGR的引出方式为第1缸～第3缸单侧取气,导致EGR进气入口存在较大波动,是造成各缸EGR率分配不均的主要原因。从降低管路内EGR废气波动的角度提出了两种进气管路优化方案,使EGR废气在进入稳压腔之前得到了充分混合,各缸EGR率均匀性得到明显提高,EGR率相对偏差在±5%以内。     

废气再循环对增压二甲醚发动机性能和排放影响的试验研究

以一台增压二甲醚发动机为研究对象,研究废气再循环(EGR)对二甲醚发动机性能和排放的影响.试验结果表明,EGR率增大,进气量减少.低负荷下,适当的EGR量会使发动机的油耗率降低.在中高负荷下,EGR的加入会导致油耗率增大,经济性恶化.随着EGR率的增加,发动机Nox排放大幅度下降,高负荷时下降幅度更大.EGR率增大,HC排放上升.EGR率在一定范围内时,EGR率对CO排放影响不大,但当EGR率超过一定范围时,EGR率增加会引起CO排放急剧加大.EGR率对二甲醚发动机的碳烟排放影响不大,碳烟排放测试值保持为零.在二甲醚发动机上采用废气再循环,没有碳烟增大的压力,确定各工况下的最佳EGR率时,只需在Nox排放和燃油经济性以及CO之间进行折中.低负荷时可以采用大的EGR率,高负荷时EGR率不宜过大.     

废气再循环对增压二甲醚发动机排放与性能的影响

以增压中冷二甲醚发动机为对象,研究废气再循环(EGR)对发动机动力性、经济性和排放特性的影响。试验结果表明:在宽广的负荷范围内采用EGR可大幅度降低二甲醚发动机的排放;发动机EGR率为4.8%～7.5%时,ESC循环试验中的CO、HC和NOx排放均可满足国-Ⅳ排放标准的限值;采用5.5%～8.7%EGR率后,发动机动力性能稍有下降,但下降的幅度较小,发动机在低转速下动力性能受EGR的影响大于在中、高转速时受到的影响;EGR率为5.5%～8.7%时,发动机中、低负荷下的燃料消耗率基本不变,高负荷工况下燃料消耗率升高1.0%～3.8%。     

优化带废气再循环的发动机调整参数控制NOx和HC排放的试验研究

引言 根据中国汽车技术研究中心于1990年5月对国产汽车排放现状的普测结果,CA6102汽油机CO排放性能较好,但HC和NO_x排放严重超标,因此净化NO_x和HC是改善CA6102发动机排放性能的当务之急。     

废气再循环率及点火时刻对天然气发动机燃烧和排温的影响

基于一台当量比燃烧的天然气发动机,采用三维燃烧分析与发动机一维热力学计算相结合的方式开展了废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)率及点火时刻对缸内燃烧过程和发动机排温的影响研究.研究结果表明:随着EG R率的增加,燃烧相位后移,燃烧持续期延长,放热率峰值减小,最大压升率、缸内最高燃烧压...     

柴油机废气再循环技术评述

废气再循环是控制发动机氮氧化物排放的一项重要技术,本文全面论述了柴油发动机的废气再循环技术及其对发动机的影响,提出了一些今后的研究方向。     

增压柴油机废气再循环技术的应用研究

随着排放标准更加严格,为了降低增压柴油机NOx的排放,采用并联的文曲利管EGR系统,可克服在高负荷工况下排气压力低于进气压力的困难,能实现废气再循环,并分析了不同工况下EGR率对增压柴油机性能的影响.     

废气再循环单向阀对燃气发动机性能的影响

废气再循环（EGR）系统可以有效地降低燃气发动机热负荷、爆燃风险及氮氧化物（NOx）排放量,具有提高发动机经济性的作用。单向阀作为EGR系统的一个重要部件,可以起到提升发动机低转速段扭矩和降低发动机气耗的作用。对比EGR系统有无单向阀时对燃气发动机性能的影响,验证A、B两款单向阀对于提升发动机性能所起的作用,以及在燃气发动机复杂工况条件下自身的可靠性。使得结论可为燃气发动机匹配合适的EGR单向阀提供参考。     

增压中冷柴油机EGR数值模拟与试验研究

建立了带废气再循环(EGR)系统的增压中冷柴油机工作过程热力学计算模型,并进行数值模拟,模拟计算与试验结果表明两者基本吻合,误差在合理范围内。在此基础上,研究EGR在不同工况下对柴油机动力性、经济性和排放性的影响,并根据柴油机的综合性能对各工况下最佳EGR率进行优化,得出理想的EGR控制MAP图。最后按照模拟计算结果搭建试验平台,并进行试验研究。研究结果表明:13工况排放测试循环工况的NOx和碳烟排放分别为3.0g/(kW.h)和0.45g/(kW.h),满足欧Ⅳ排放法规的要求。     

基于废气再循环的防爆柴油机清洁燃烧技术

针对某型煤矿用防爆柴油机NO_x排放物污染严重、危害大的问题,分析防爆柴油机的燃烧过程,建立燃烧数学模型。通过流体仿真分析软件对基于废气再循环系统的防爆柴油机的清洁燃烧过程模拟仿真并进行台架试验。试验结果表明：在8种工况下加装废气再循环的系统在优化后的废气再循环开度下防爆柴油机CO排放加权平均值为0.004 5%,与未加装废气再循环的系统相比体积分数增加0.004 5%;加装废气再循环的系统在优化后的废气再循环开度下防爆柴油机NO_x排放加权平均值为93.35×10^-6,与未加装废气再循环的系统相比降低56.17%,采用废气再循环的系统对降低防爆柴油机的NO_x排放效果明显。     

米勒循环协同废气再循环对高压直喷天然气船机的影响研究

基于CONVERGE建立了高压直喷(high-pressure direct injection,HPDI)天然气低速船机三维仿真模型,并基于该模型研究了米勒循环和废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)对发动机燃烧特性及污染物排放的影响规律,探究了米勒循环耦合EGR路线满足TierⅢ排放法规的可行性。研究结果表明,单独使用30%EGR率可满足TierⅢ排放标准,但指示油耗和碳烟排放增加显著;应用米勒循环降低NOx排放的潜力低于EGR;过大的排气门晚关角度会增大压气机工作负荷,且降低等量NO_x排放情况下油耗牺牲较大;采用25%EGR率耦合小程度米勒循环(排气门关闭时刻推迟5°曲轴转角)并适当提前天然气喷射正时(提前2°曲轴转角),可在指示油耗仅增加1.58%的前提下降低77%的NO_x排放,是满足TierⅢ排放法规可行的技术路线。     

废气再循环方式对汽油机燃烧和颗粒排放特性的影响

研究了不同废气再循环(EGR)方式下,汽油机的燃烧与颗粒排放特性.结果表明,由进气道引入废气的分层废气再循环(分层EGR)方式与由节气门前引入废气再循环(总管EGR)方式相比,汽油机稳定燃烧的EGR率范围大,而且前者比后者的汽油机指示热效率高.在相同负荷下,分层EGR方式下汽油机连续循环中各个循环的指示平均有效压力比总管EGR方式下的更加集中,前者的燃烧更稳定.两种EGR方式下汽油机排气中单位体积内的核态颗粒物和表面积数随着EGR率的增加而降低,而且在相同EGR率下,分层EGR方式下的值比总管EGR下的值高.单位体积内积聚态颗粒物数和总表面积随着EGR率的增加,先减少后增加,但在相同EGR率下,分层EGR方式下的值要比总管EGR下的值低.     

各缸废气再循环率不均匀性对柴油机排放影响的试验研究

针对一台由国五升级到国六的重型柴油机原始排放(无后处理系统)超过目标设定值的问题进行研究,提出了一种通过控制各缸废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)率不均匀性来降低柴油机原始排放的方法。建立了柴油机各缸EGR率不均匀性的排放测试试验台架和测试方法,通过分析排放万有特性曲线图确定所研究的进气总管EGR率和柴油机运行工况点,用CO2法在稳态工况下测量各缸EGR率,分析各缸EGR率不均匀对排放性能的影响,确定了达到企业原始排放目标设定值的各缸EGR率不均匀性范围,实现了通过控制各缸EGR率不均匀性来降低柴油机原始排放及降低满足国六排放法规后处理系统匹配难度和成本的目的。     

简单而有效的废气再循环装置

采用废气再循环能够降低柴油机NOx排放。介绍了一个简单而有效的废气再循环装置,简要列举了该装置装在发动机台架上的部分试验结果,为更好地利用废气再循环技术减少柴油机NOx排放有借鉴作用。     

进气加湿结合废气再循环技术对高压直喷双燃料低速机燃烧及排放的影响

基于CONVERGE软件建立了高压直喷双燃料船用发动机三维仿真模型,研究了空气加湿技术和废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)对发动机燃烧过程及排放的影响,并通过耦合进气加湿、EGR和天然气喷射策略等技术,最终得到满足TierⅢ排放法规的可行性技术路线。结果表明,进气加湿降低NOx排放潜力较大(约55%),且对燃料经济性恶化程度较小(约1.6%);单独采用进气加湿技术难以满足TierⅢ排放标准,60%进气加湿程度结合较低程度EGR率(20%)可进一步提高降低NOx排放的潜力(78%);为降低进气加湿和EGR带来的功率损失,在20%EGR率耦合60%进气加湿氛围下,提前2°曲轴转角喷射天然气可使天然气消耗率可降低约1g/(kW·h),同时NOx排放满足TierⅢ排放法规要求。     

不同进气氛围耦合废气再循环对双燃料发动机工作过程的影响

基于正庚烷、甲烷、乙烷、丙烷多组分混合物简化动力学机理耦合三维计算流体力学（computational fluid dynamics,CFD）数值模型,模拟研究高替代率时不同进气氛围（H₂、O₂组分）耦合废气再循环（exhaust gas recirculation,EGR）对天然气/柴油双燃料发动机低负荷工作过程的影响机理。研究表明：在不同EGR率下,进气掺氢会使缸内燃烧速率显著加快,OH活性基浓度明显升高,CH₄排放显著降低,但CO排放升高;进气掺氧后,缸压及瞬时放热率峰值、最大压力升高率、最高燃烧温度及OH活性基浓度均升高,碳烟、CO和CH₄后期氧化作用增强使其最终排放降低,但NO_x排放升高。在EGR率小于29%,掺氢比小于2.5%时,在实现较低CO、碳烟排放的同时能显著降低CH₄排放和NO₂/NO_x比例;高EGR率时,进气掺氧能降低CO、碳烟排放,并改善CH₄与NO_x