柴油机高/低压EGR系统方案的仿真与试验

为了辅助低温燃烧研究,本项目组以国4重型柴油机为基础,保持高压EGR系统不变,搭建各种方案的低压EGR系统,以高/低压EGR系统共同作用下产生50%的EGR率为目标进行仿真计算,最终推荐一种可行方案,并在该方案基础上实现了低温燃烧。     

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。     

基于双闭环的电控柴油机EGR系统控制研究

针对电控柴油机EGR系统的功能和作用,对EGR系统控制进行了比较深入的分析和研究,设计了EGR系统使能、EGR进气需求量的计算、EGR进气控制、EGR阀位置控制等关键的控制逻辑算法。通过MAT-LAB/Simulink软件平台编写了EGR控制的策略框图并进行了离线仿真,并在硬件试验台架上进行了验证。结果表明,控制效果达到了预期的要求,实现了电控柴油机的EGR控制。     

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。     

车用柴油机EGR瞬态响应特性

应用自行开发的柴油机瞬态测试系统和电控EGR系统进行了EGR瞬态响应特性研究。结果表明:瞬态工况下由于EGR压差的增加和进气量的减小造成EGR率大幅度超调,增加幅值随瞬变率增加而增加;EGR本身会造成柴油机排气烟度增加,瞬态工况下EGR率的超调更加剧了这种恶化;与稳态工况相比,1600 r/min、5 s增负荷工况EGR率最大超调幅度达到43%,排气烟度增加6倍;2000 r/min增负荷工况EGR瞬态响应特性具有大致相同的规律。在发动机瞬变过程中需要制定相应的EGR瞬态控制策略,以降低瞬态排气烟度。     

乘用车柴油机进气节流低压排气再循环阀的优化开发

与目前广泛使用的高压排气再循环系统(HP EGR)相比,低压排气再循环系统(LP EGR)能使EGR工作区进一步扩大,因此,燃油消耗和排放能得到改善。为了满足欧5排放法规的要求,采用了1种排气节流LP EGR系统。与其他车辆相比,采用该系统开发的欧5车辆具有更大的优点。由于排气节流LP EGR阀是毗邻后处理系统安装的,因而为了能承受热应力,LP EGR阀必须选用不锈钢材料,相应成本也会增加。为了降低欧6车辆使用成本,开发了1种进气节流LP EGR系统,以取代排气节流LP EGR系统。为了采用这种进气节流LP EGR系统,将EGR阀安装在涡轮增压器压气机的前面。在这种情况下,材料选择范围更广(例如可选用铝、钢)。因此,进气节流LP EGR阀能同时实现降低成本和质量。介绍这种LP EGR阀的设计方案,它能保持一定的进气性能、安装及连接稳定性、热稳定性和振动强度。为了确保进气性能,对阀瓣形状的有效性进行了研究。对LP EGR阀合适的安装结构进行了研究。通过这些研究,达到了进气性能、热应力和振动强度的开发目标要求。因此,实现了进气节流LP EGR阀及其安装结构的设计优化。     

双流量EGR率测量系统开发

利用科里奥利力式回流废气质量流量计和层流式进气流量计构建了双流量实时EGR率测量系统.在EGR阶跃工况下测量了EGR率响应特性并与传统的CO2示踪法进行了对比,二者在稳定段测得的EGR率相近,同时双流量EGR率测量系统响应时间(约为0.7 s)与系统本身响应时间相近,表明该双流量EGR率测量系统可实现EGR率的实时、高精度测量.针对该系统存在的问题及拟解决方案进行了探讨.     

基于Ascet平台的高压共轨柴油机电控EGR控制策略研究

针对电控EGR控制策略,结合电控系统模块化的设计思路,设计了基于Ascet平台的电控发动机EGR控制系统。通过对转速、油量等参数进行标定,运用Ascet软件实现了EGR控制模型的模拟仿真,保证了系统稳定性及可靠性,加快了EGR系统的响应速度,实现了对排气再循环系统的闭环控制。将调试好的EGR电控系统安装在高压共轨柴油机上,在标定转速3 600 r/min下进行试验,试验结果表明,EGR控制系统能够按照控制策略实现对EGR的精确控制,与原机相比,NOx排放下降明显。     

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。     

线性EGR系统简介及故障诊断

线性EGR系统是由德尔福公司独家设计开发的先进的氮氧化合物排放控制部件,和其它EGR系统相比,它在控制精度和实时反馈功能上有着无可比拟的优势,国产别克系列轿车和GL8商务车所选用的L46和LW9发动机就装备了这种先进的EGR系统。因为它的独特设计和控制方式,使得维修人员在处理这类EGR系统相关故障时难免有些生疏。本文将对各类EGR系统做一些简单的对比介绍,对线性EGR系统进行重点介绍,并以上海通用别克轿车的EGR系统为例与大家探讨线性EGR系统的故障诊断。     

废气再循环降低增压柴油机排放的试验研究

对废气再循环（EGR）系统降低CA498Z柴油机排放进行了试验研究，介绍了试验设备和试验方法。试验结果表明，EGR系统能显著降低发动机NOx的排放量，在高负荷时尤为明显；但高负荷时应用EGR系统会引起动力性下降、油耗上升、排气烟度增大；在发动机各工况点下选择最佳的EGR率，可在对发动机其它性能影响很小的前提下，显著地降低发动机的NOx排放。     

EGR在柴油机中的研究应用

将微粒捕捉氧化系统和EGR系统相结合 ,提出一种将EGR应用于柴油机的可行方法 ,并测录了NOx ,CO ,HC排放随EGR率的变化及EGR率对发动机性能的影响。试验表明发动机处于中小负荷工况时 ,采用EGR的效果很显著 ;当EGR率为 30 %左右时 ,发动机的排放及综合性能较好 ;发动机在大负荷工况时 ,不宜采用EGR。     

EGR结合机外净化技术降低柴油机排放的研究

针对增压直喷柴油机开展全面净化的研究,设计了一套废气再循环(EGR)结合机外废气净化(EGC)系统,该系统能在柴油机较宽转速和负荷范围内有效净化废气排放。试验结果表明,EGR结合EGC技术在降低柴油机的废气排放方面具有很大突破。     

Model based burnt gas fraction controller design of diesel engine with VGT/Dual loop EGR system

-Recently, regulation of NOx and PM emission in diesel engines has become stricter and the EGR system has been expanded into a dual loop EGR system to increase EGR rate as well as to utilize exhaust gas strategically. In terms of engine combustion characteristics, burnt gas fraction is becoming an important factor of solving the NOx and PM emission reduction problem more efficiently but conventional controller focused only pressure and air flow rate targets. Unlike the previous studies, this paper describes a model based burnt gas fraction control structure for a diesel engine with a dual loop EGR and a turbocharger. Feedforward control inputs based on burnt gas fraction states aids in the precise control of diesel engines, especially in transient states by considering coupled behavior within the system. For the controller validation, a control oriented reduced order model of a diesel engine air management system is established to simplify the control input computation and its stability is proved by analysing the internal dynamics stability. Then, a sliding mode controller is designed and controller robustness at certain operating points is validated using an HiLS bench.     

排气再循环对增压直喷式柴油机排放特性的影响

在ＩＳＵＺＵＬ６ＴＣ型增压中冷直喷式柴油机上进行了排气再循环（ＥＧＲ）试验。分析研究了在增压中冷柴油机上采用不同的ＥＧＲ系统，以及在不同负荷下ＥＧＲ率对其排放特性的影响，同时给出了ＥＧＲ降低柴油机ＮＯｘ排放的具体效果     

EGR系统在SNH4102型柴油机中的标定试验

EGR系统是治理内燃机排放污染物Nq的有效方法之一,在PTO台架上对SNH4102型柴油机EGR系统进行标定试验,采用真空度控制EGR阀开度,实现EGR系统的调节。在柴油机额定转速下,将测功器开至100％,75％,50％,10％;在最大扭矩下,将测功器开至100％,75％,50％;及怠速工况下,找到EGR阀最佳开度,完成EGR系统的标定;并通过NHA-501型废气分析仪和FLB-100不透光式烟度计等测量排放物的含量。结果表明：在SNH4102型柴油机台架试验中,EGR系统对于NOx的控制有明显的效果,对CO和HC等排放物的抑制作用不明显。     

在EQ6100型汽油机上获取最佳EGR率的试验研究

试验结果表明，在各种负荷工况下，ＥＱ６１００型汽油机采用ＥＧＲ后其ＮＯｘ排放都显下降，但ＨＣ、ＣＯ排放及燃油消耗率随ＥＧＲ率的变化则较为复杂，而因各工况下均存在一个最佳ＥＧＲ率。通过试验，给出了ＥＱ６１００型汽油机２０００ｒ／ｍｉｎ下最佳ＥＧＲ率随负荷变化的曲线，为其排气背压控制ＥＧＲ系统的设计提供了依据。