压冷却EGR系统在小型增压式汽油机上的应用

小型增压式汽油机在增压区域的使用频率高，所以改善增压区域的燃油经济性是十分必要的。日产汽车公司开发出低压冷却的废气再循环( LP-EGR) 系统，其特点是从催化器下游取出EGR 气体，并向压气机上游引入。经试验验证了LP-EGR 可在高负荷工况下利用抑制爆燃效果，来改善燃油经济性，对于增压式小型汽油机而言可以有效的改善燃油耗。     

低压废气再循环对阿特金森汽油机性能影响的试验研究

基于一台带有低压废气再循环（LP-EGR）系统的2.0 L自然吸气阿特金森（Atkinson）汽油机开展了不同废气再循环（EGR）率以及EGR与可变气门正时（VVT）耦合对发动机性能影响的试验研究。结果表明：LP-EGR可以抑制爆震，降低泵气损失，提高汽油机热效率，并减少NOx排放；在该发动机最高热效率点，设置27%的EGR率可使有效燃油消耗率改善7.4%；在中负荷工况点，随着EGR率的提高，燃烧稳定性逐渐变差，有效燃油消耗率先变好后变差；在外特性工况点，通入再循环废气导致充气效率下降，动力性下降。此外，研究发现，VVT与EGR对阿特金森汽油机燃油消耗率的影响存在耦合效应。     

发动机废气再循环系统的检修要领

为了满足日益严格的尾气排放要求，中高档轿车发动机普遍设置了废气再循环（EGR）系统。对于废气涡轮增压型柴油发动机，由于NOx的排放量会有不同程度的上升，设置废气再循环系统的效果更加显著。废气再循环系统带来的另一个好处是，可以在中等转速和负荷下采用较大的点火提前角，从而提高发动机的动力性和燃油经济性，并控制爆燃。     

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。     

废气旁通阀开度对增压直喷汽油机部分负荷性能的影响

汽油机节气门产生的节流损失对增压发动机泵气损失的影响相当严重,尤其是在中小负荷时,针对这一问题采用试验的方法研究了中小负荷下旁通阀开度对增压直喷汽油机性能的影响。研究结果表明,在节气门开度较小的小负荷工况下,涡轮增压器不宜工作,否则排气背压过大,对发动机非常不利;而废气旁通阀全开可以减小排气背压,能使发动机的动力性和经济性提高3%左右。对废气旁通阀的合理控制可以实现发动机在自然吸气和涡轮增压两种模式之间的转换。     

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.     

现代汽车冷却系统控制原理概述(十一)

<正>排气冷却:由于对柴油机发布了更严的排放法规,工程师们更加关注降低排放的新技术。其中之一是废气再循环冷却。EGR系统处于发动机的高压工作循环区。再循环的废气取自汽缸和涡轮增压器之间的主排气道,由发动机冷却液冷却,然后与进入中冷器后的新鲜进气再混合。EGR系统有调整再循环废气量的阀门、废气流通管道     

正交设计法在涡轮增压发动机开发中的应用

基于一台2.0 L四缸涡轮增压汽油机,在设定的转速和负荷工况下,通过调节进气门提前角(VVTi,Variable Valve Timing-in)、排气门推迟角(VVTo,Variable Valve Timing-out)、废气再循环(EGR,Exhaust Gas Recirculation)率、点火提前角(SA,Spark advanced Angle)和空燃比(AFR,Air Fuel Ratio),进行涡轮增压发动机的性能开发,实现最佳的缸内燃烧和最低的燃油消耗与排放;同时,利用正交设计法分别对VVTi、VVTo以及EGR率排列组合进行优化设计,并进一步试验。结果表明:对于3因子4水平的系统试验,利用正交设计法可以减少50%~75%的试验次数。在发动机转速为2000 r/min,制动平均有效压力(BMEP,Brake Mean Effective Pressure)为500 k Pa,理论空燃比和最大制动转矩(MBT,Maximum Brake Torque)点火角工况下,与正交设计法中的试验组相比,当VVTi为40°CA,VVTo为30°CA,EGR率为8%时,发动机的燃油经济性最佳,此时的燃油消耗率为265.39 g/(k×Wh),但燃烧稳定性会受到一定影响,同时燃烧持续期会延长。此时,HC排放有所增加,CO和NO_x排放降低。     

用于废气再循环汽油机的双线圈点火

未来,高增压汽油机对点火能量的要求不断提高,由于废气再循环(EGR)在汽油机上变得越来越重要,因此,这种趋势变得更为强烈。BorgWarner公司开发了一种新型双线圈点火系统,可明显改善汽油机对EGR的相容性,这是发动机在较高EGR率和动态运行状态下稳定运行的重要前提条件,能够进一步降低燃油耗。     

小排量直喷增压汽油机喷水技术应用研究

汽油机喷水技术通过向燃烧室内喷水降低发动机爆震倾向,降低燃油消耗并改善排放,近年来逐渐成为新研究热点。首先对喷水器的喷雾特性进行了试验研究,并利用CFD仿真分析方法在某1.5 L直喷涡轮增压发动机上设计了进气道喷水方案,最后开展了3 000 r/min@1.4 MPa和5 500 r/min WOT工况下的台架试验研究。研究结果表明:汽油机采用喷水技术可以有效抑制爆震,改善燃油经济性。在高速大负荷工况,喷水可取代燃油加浓策略来降低排气温度,实现当量比燃烧。     

兼顾驾驶愉悦性与环保性能的清洁型柴油机

为了满足改善汽车燃油经济性和降低汽车废气排放的要求,稀燃、涡轮增压、小型化及混合动力等汽油机技术的应用得到推广。同时,对于柴油机而言,高性能喷油系统及排气后处理系统等技术均存在成本偏高的问题。马自达公司推出Skyactiv-D 2.2L清洁型柴油机,不仅能使车辆具备高热效率和良好的燃油经济性,还能兼顾驾驶愉悦性和优异的排放性能。     

涡轮增压器与排放控制

增压技术是提高发动机输出功率,改善燃油经济性,节约能源的一项有效措施。涡轮增压器是利用发动机的排气能量驱动,而不消耗本身的功率,因此有助于提高发动机的经济性,另外涡轮增压器还可降低发动机的噪声及废气中的有害成份。目前,增压技术在发动机上得到了普遍的应用,单机功率从35kW～3500kW的各种用途的柴油机上大都采用了增压技术。国外小缸径的轿车发动机以及汽油机也在日益增多地采用涡轮增压技术。由于世界各国的环保法     

道路用中重型增压柴油机动力总成的瞬态行驶循环建模

用传统方法分析行驶循环燃油经济性时,运动学模型无法采集到增压空气处理系统中的瞬态差异。建立一维动力学性能仿真模型预测行驶循环燃油经济性,它包含了发动机和车辆模型的所有瞬态元素。令人感兴趣的瞬态技术是机械增压,其优点在于可改善增压响应,缩短达到最大扭矩的时间。评价了机械增压器离合器带来的好处。当前的美国6~8级商用车市场只采用涡轮增压柴油机。根据对车辆销售和二手卡车市场进行调查的结果,选择了3辆车和基本型动力总成。行驶循环的燃油经济性是仿真工作的主要输出。所有动力总成都符合美国环保署2010年排放法规要求。同时包括2种降低氮氧化物的方法:(1)仅采用高比例废气再循环,(2)采用低比例废气再循环+选择性催化还原装置的后处理系统。在工作过程中开发了2种采用GT-Suite的新型建模方法。高水准的动力学模型对中央处理器性能强度的要求更高,但提供的输出不能用更快运行的稳态或运动学模型加以解释。机械增压配置对增压响应的改进体现在车辆性能的提高,而又不增加额定的功率/扭矩比。与基本型涡轮增压动力总成相比,机械增压应用不同水平的降速,既可提高车辆性能或燃油经济性,也可使两者同时得以改进。还评价了机械增压器的尺寸和布置方式(在串联增压配置中放在压气机之前或之后),以及废气再循环回路的布置方式。在3辆车的应用中,均实现了燃油经济性的改善。     

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。     

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。     

采用进气门二次开启控制策略实现内部EGR的研究

本文中提出了一种应用电磁驱动配气机构,通过单进气门二次开启来实现发动机内部废气再循环以降低汽油机NO x排放的技术方案,并进行了建模与仿真分析。结果表明,在车用发动机工作的中低转速、部分负荷的典型工况下,在一定的EGR率范围内,采用该方案可使发动机的NO x排放和燃油经济性均比应用凸轮轴可变配气机构的原机有明显改善。     

柴油机可调两级增压系统变海拔稳态调节特性研究

利用GT-Power软件建立某V型柴油机仿真模型,并进行了可调两级增压系统的匹配。模拟计算了不同海拔条件下发动机全工况运行时高压级涡轮旁通阀开度对燃油消耗率的影响。结果表明,高压级涡轮旁通阀开度是通过发动机指示效率与泵气损失间接影响燃油消耗率。同一工况下,发动机燃油消耗率按其主要影响因素的不同分为示效率主导区、泵气损失主导区以及两者综合影响区。且随着海拔的升高,影响发动机燃油消耗率的指示效率主导区域扩大,泵气损失主导区域减小。最后,以最佳燃油经济性为指标,得到变海拔全工况下涡轮旁通阀最佳阀门开度。     

共轨系统的技术开发动向与电装的对策

柴油发动机的开发动向 排气后处理系统、燃料改善和发动机改良已成为环保型柴油发动机技术开发动向的三大支柱。在该三大支柱中，共轨系统正在为发动机改良而做出贡献。发动机改良的关键技术是：发动机进气系统的涡轮增压供气、废气再循环（EGR）、使用催化剂的后处理以及通过共轨系统实现高压喷射和高精度控制。     

大型柴油机DPF被动再生特性的试验研究

通过台架试验研究了不同废气再循环（EGR）率及不同排气节流阀开度对柴油机颗粒过滤器（DPF）被动再生的影响规律,对比了在世界协作瞬态循环（WHTC）工况前900s瞬态工况下开关EGR阀对DPF耐久特性的影响,并研究了驻车再生的效果。试验结果表明,EGR率及排气节流阀开度通过影响排气温度及排气NO2浓度影响DPF被动再生速度;正常WHTC工况前900s耐久循环下DPF碳载量不断增大,关闭EGR阀后进行WHTC工况前900s耐久循环后,DPF碳载量不断减少;驻车再生能够有效降低DPF碳载量。     

车用直喷式柴油机排气净化的途径

在改善车用柴油机燃油经济性的同时，需进一步降低氮氧化物和微粒排放，关键是进一步优化燃烧过程，减少有害排放物的生成，也要改善燃料品质，甚至进一步采用排气后处理技术，本文阐述了喷油系统和进气系统的改进，燃烧室设计的优化，增压中冷，废气再循环等技术措施的潜力，以及燃油改质，排气后处理等措施的效果。