缩缸强化涡轮增压汽油机废气再循环系统的研究

介绍有关涡轮增压汽油机冷却废气再循环(EGR)系统的研究,旨在改善车辆的燃油经济性。近年来,提高压缩比和缩缸强化的策略已被视为是改善涡轮增压汽油机燃油效率的有效途径。在高负荷工况下,尤其在涡轮增压区域,改善燃油经济性特别重要。改善这一区域燃油经济性的关键是抑制爆燃、降低排气温度和增大比热比。冷却EGR系统方案包括低压回路EGR(LP-EGR)、高压回路EGR(HP-EGR),以及其他系统。基于以下理由选用LP-EGR系统:在相对较高的涡轮增压条件下,发动机低转速时可供给足够的再循环废气。为抑制爆燃,清除再循环废气中的氮氧化物非常重要,这意味着要从催化转化器下游抽取再循环废气。另一方面,为了表征LP-EGR系统的较小压差和较长EGR回路,必须应用更加精细的EGR率控制。EGR气流基于EGR阀的压差形成,而压差随空气流率改变,所以,可以用不变的EGR阀开度保持EGR率。虽然这一原理只能用于稳态工况,但已开发一种新的修正控制,通过在排气管取样点上获得的EGR废气压力,并考虑其滞后效应,即使在瞬态工况下也可保持稳定的EGR率。试验结果表明,在涡轮增压状态下,用LP-EGR可使燃油经济性改善达5%,还能降低排气温度。     

涡轮增压柴油机废气再循环系统的发展

概述了世界各国涡轮增压柴油机运用废气再循环 (EGR)技术降低排放的发展状况 ,介绍并比较了内部EGR系统、在进排气管装有节流阀的EGR系统、对废气加压的EGR系统、装文曲利管的EGR系统、利用进排气管的压力波动的EGR系统以及有变截面涡轮等典型的废气再循环系统。指出应针对不同的排放法规采取相应的EGR措施。     

21世纪是柴油车的时代(二)

现代柴油机已开始采用直喷式燃烧室、四气门、电控系统、涡轮增压和中冷、可变截面涡轮增压器、废气再循环(EGR)、高压燃油喷射系统、废气后处理系统等，使柴油机的燃油经济性和排放性能得到明显提高，已可完全满足欧Ⅲ、欧IV甚至欧V排放法规。     

EGR对重型柴油机性能影响的试验研究

以某带有高压共轨喷射系统和废气涡轮增压系统的直列6缸重型柴油机为试验对象,研究了EGR率对其燃油消耗率、NOx和烟度等排放参数的影响,同时还着重研究了EGR耦合喷射压力和喷射定时参数调整及EGR冷却温度对以上参数的影响。结果表明,EGR能有效改善柴油机NOx排放水平,但会导致经济性下降、碳烟排放增加,也会给HC和CO排放带来负面影响;EGR耦合喷射参数的折中策略改善了消光烟度和(NOx+HC)的排放,同时降低了燃油消耗以及PM和CO的排放;降低EGR温度可提高柴油机的使用性能。     

EGR增压柴油机的燃烧及排放特性研究

在1台增压中冷柴油机上,采用从涡轮前取气回流到压气机后的高压EGR系统,研究了恒定转速不同负荷下发动机的燃烧和排放特性。在同一工况下,随着EGR率增加,压缩终了混合气温度升高,着火延迟期缩短,燃气压力和温度下降,燃烧持续期延长。分析了柴油机燃烧过程及排放污染物的形成机理。研究发现,当发动机负荷由大变小时,随着EGR率增加,CO的形成因受温度控制增幅越来越大,HC受着火延迟期和供氧的影响增幅越来越小,NO_x的降幅几乎随EGR率呈线性变化,而排气烟度则呈二阶多项式趋势的恶化。     

不同稀释燃烧技术对GDI汽油机性能的影响

在发动机试验台上,对1.5 L四缸缸内直喷涡轮增压汽油机分别进行了过量空气稀释燃烧、EGR稀释燃烧与原机的经济性、排放特性对比试验研究。结果表明,过量空气稀释燃烧技术具有较大的缸内多变指数,同时可以采用更大的点火提前角,获得了最优的燃烧相位和经济性;EGR稀释的HC排放高于原机和过量空气稀释的燃烧;原机与EGR稀释的CO排放水平相当,而过量空气稀释燃烧处于较低水平;EGR稀释燃烧技术由于燃烧温度的降低与低氧氛围的因素使其NOx排放处于最低水平。为实际改善汽油机的经济性和排放特性提供理论依据。     

利用神经网络模型实现压气机特性图的三维逼近

利用BP神经网络模型对涡轮增压发动机中的压气机进行建模，得出其通流特性和效率特性图，给出拟合的相关系数，并将此模型应用于涡轮增压发动机整体系统的模拟计算中。     

基于滑模理论的车用EGR系统混沌控制

基于高阶滑模混沌控制的快速稳定和高效鲁棒特点,建立了柴油机EGR系统动态数学模型;设计了柴油机EGR系统的误差评估滑模面、滑模控制率与混沌控制器;针对EGR阀动态控制规律与响应迟滞机理,制订了柴油机EGR阀的控制、修正与优化策略。利用Control Core软件,对EGR阀的响应特性、占空比和EGR率进行了仿真,实现了高阶滑模混沌控制器对EGR系统精确修正、优化与控制。依据柴油机瞬态测试循环法规,进行了增压柴油机EGR系统的动态响应特性和排放测试等试验。试验结果表明,该高阶滑模混沌控制器性能可靠、处理能力强、控制精度高,满足柴油机EGR系统的控制要求。     

欧Ⅵ的技术方案浅谈

欧Ⅵ技术路线升级各国家地区采取的升级策略有很多,欧洲大部分地区是在欧ⅤSCR技术基础上增加DPF和EGR技术,而美国的USEPA2010是在USEPA2007的基础上增加DPF＋EGR＋SCR技术. 如果要满足欧Ⅵ的排放要求,发动机本体和后处理都要做技术升级.首先发动机本体要有先进的燃烧系统和燃油喷射系统做保证,最大喷射压力高达2000bar（一般采用高压共轨技术）;可变截面的涡轮增压器、两级增压和EGR＋中冷技术在很多主机厂也会被用到;另外,可能增加后喷保证DPF再生.     

高低压EGR对重型柴油机性能影响的试验研究

针对一台两级增压的高压共轨重型柴油机,围绕高压废气再循环(HP_EGR)和低压废气再循环(LP_EGR)在不同工况下对重型柴油机的两级增压系统、进排气参数和排放特性的影响机理展开试验研究.研究结果表明:不同工况下,仅开低压EGR对柴油机的两级增压系统、进排气参数基本无影响,而仅开高压EGR对以上参数影响较大;中速中高负荷在开低压EGR时,可明显改善NO x与燃油消耗率(BSFC)和NO x与烟度的Trade-off关系;而高速开高压EGR时,也可明显改善NO x与BSFC的Trade-off关系,但烟度会出现小幅度恶化趋势;在高速高负荷点开高压EGR时,存在由于泵气损失降低带来油耗下降和燃烧恶化带来油耗升高的平衡点,但在高速低负荷点并未出现类似平衡点;在高低压EGR分配策略方面,中速中高负荷时以低压EGR为主,高速低负荷时以高压EGR为主,高速高负荷时以高压EGR为主,低压EGR为辅,从而实现较低原排的同时拥有较好燃油经济性和烟度.     

北京现代废气涡轮增压系统检修

发动机性能的完善及功率提高的主要方法就是使用涡轮增压技术,目前汽车大多采用废气涡轮增压技术来达到增压目的。本文以北京现代γ发动机的废气涡轮增压系统为例,来研究γ发动机废气涡轮增压系统的结构和工作原理,并对其常见故障检修进行探讨。     

车用发动机增压系统的选型及计算分析

对车用发动机采用三脉冲转换器涡轮增压系统、混合式脉冲转换器涡轮增压系统和模件式脉冲转换器涡轮增压系统进行了整机模拟计算分析 ,为车用发动机涡轮增压系统的选型和设计提供了技术决策依据。     

EGR对车用柴油机性能影响的试验研究

结合某废气涡轮增压和高压共轨小型4缸柴油机国Ⅳ排放达标工作,进行了计算机在线实时控制EGR对柴油机性能影响的试验研究,通过试验分析了EGR对NOx、烟度、排气温度、燃油消耗率的影响规律,并对EGR率与喷油提前角的匹配作了进一步的研究。结果表明,为降低柴油机NOx排放,不同工况应采取不同的EGR率;烟度、排气温度、燃油消耗率均随着EGR率的增加而增大;EGR率和喷油提前角应实现良好的匹配,才能保证NOx排放和燃油消耗率都能达到要求,其中小EGR率匹配小喷油提前角,大EGR率匹配大喷油提前角。     

车用增压涡流室柴油机EGR系统的设计和试验

为降低一台车用增压涡流室柴油机的NOx排放,设计加工了EGR系统。使用AVL Boost软件对该EGR系统的机械机构进行了优化设计,采用不同EGR率开展了相关的试验研究。结果显示,采用较小EGR率时,该机的NOx排放得到了有效地降低,且燃油消耗率增加较小,表明了该EGR系统设计和工作的有效性。     

D6114柴油机高海拔功率恢复计算研究

通过模拟大气环境参数和压气机图谱的高原特性修正,建立了D6114柴油机的高原性能仿真模型,并进行了原机变海拔性能计算和不同增压系统的高海拔功率恢复的计算研究。研究表明：随着海拔高度的升高,涡轮增压柴油机的动力性和经济性逐渐恶化;废气放气式增压系统在中间转速可以部分恢复功率,而在高转速时涡轮增压器会超速,影响柴油机正常运行;可调二级增压系统的旁通高压级方案在恢复功率和经济性等方面要好于旁通低压级方案。     

采用机械涡轮复合增压系统优化7.8L柴油机的稳态效率和排放性能

与传统的涡轮增压器或机械增压器相比,内燃机采用机械涡轮复合增压系统具有更多优势。机械涡轮复合增压系统将机械增压、涡轮增压和驱动耦合装置集成在一起,通过涡轮轴和连续可变传动机构(CVT)之间双向传递扭矩的高速驱动系统,能够在涡轮轴和发动机曲轴之间实现对总传动比的控制。由于避免了超速和涡轮迟滞的限制,涡轮的高效设计成为可能。日本五十铃汽车公司认识到了机械涡轮复合增压系统的优势,和日本超级涡轮技术公司共同评估了机械涡轮复合增压系统相对于传统的涡轮增压器的收益。     

节能减排的新型燃烧过程(二)——从HCCI到CCS和HDC及oCCS燃烧系统

均质柴油燃烧(HDC)采用二级涡轮增压、优化EGR率,采用涡轮前预催化转化器(PTC)和氧化催化转化器(DOC)降低排放。博世oCCS采用降低压缩比、降低进气涡轮强度及合适的活塞顶燃烧室形状,特别是优化燃油喷射,来达到降低NOx和微粒排放。     

重型柴油机涡轮复合增压技术的研究与应用

研究了动力涡轮与曲轴之间的传动比对柴油机动力性和经济性的影响,以便将带可变截面增压器(VGT)的涡轮复合系统应用于重型柴油机上。构建了一维模型,以便模拟涡轮复合增压发动机,并优化动力涡轮和涡轮增压器与发动机的匹配。在某一台常规11 L的重型柴油机的基础上,研制了涡轮复合柴油机试验样机,并进行试验,以研究增压器开度对柴油机性能的影响,并寻求最优控制策略。结果表明:该涡轮复合增压发动机的全工况外特性优于原机,比油耗(BSFC)平均改善3%,最大改善8%。这表明:涡轮复合增压是一项能够满足未来柴油机节能减排要求的关键技术。     

车用增压器涡轮非稳态流动特性研究进展

阐述了非稳态流动特性对于涡轮设计和增压发动机匹配具有重要的指导作用,对涡轮非稳态流动特性研究中涡轮测功方法、非稳态特性试验和性能预测等重要问题进行了回顾和总结。     

增压直喷柴油机EGR系统设计与试验研究

以增压直喷柴油机为研究对象,设计了一套EGR控制系统以降低NOx排放,具体介绍了EGR系统中的进气节流阀、组合气缸阀、EGR冷却器及电控系统的结构形式,并通过发动机试验测试了EGR系统的实际控制效果。