废气再循环冷却器沸腾试验方法研究

主要研究废气再循环(EGR)冷却器在不同工况下的换热特性。借助计算流体动力学(CFD)分析工具,识别出冷却器在某一工况下的沸腾区域。     

基于防垢策略的EGR冷却器设计流程研究

分析了EGR冷却器的积碳问题,综合考虑了气体流动速度、冷却水温度、水蒸气和冷却器结构等因素对EGR冷却器积碳情况的影响;建立了基于防垢策略的EGR冷却器开发设计流程;分析了EGR冷却器的换热效率、压力损失和抗积碳性能等评价指标和其它开发设计要求;并介绍了EGR冷却器的工作原理与基本类型以及选型标准;根据不同材料的导热性和抗腐蚀性的特点以及EGR冷却器的选材标准,为冷却器选择合适的材料;最后,基于高流速与高冷却水温度的防垢策略,设计了EGR冷却器的热力学计算方法,确立了初步热力学计算过程和详细热力学计算过程;建立了基于防垢策略的EGR冷却器开发设计流程。     

具有锯齿式内翅片结构的EGR冷却器换热性能仿真分析

文章对适用于某柴油发动机的板翅式EGR冷却器进行了研究。此冷却器内部由六组扁管组成,扁管内含有锯齿式小翅片。当从发动机排出的高温气体途经此EGR冷却器时,低温冷却水从液体侧流过,实现了对高温气体的冷却。文章应用Ansys Fluent软件建立了EGR冷却器流体热力学有限元模型,对流体的温度场进行了仿真分析,最终经分析计算得到此EGR冷却器的换热效率为89.06%,结果表明所研究的EGR冷却器冷却效果良好,能够满足冷却要求。     

EGR冷却器技术及制造工艺分析

文章简单介绍了废气再循环(EGR)冷却器技术以及几种常见的冷却器类型,分析了选择冷却器型号的标准以及换热管尺寸规格、冷却器流动方式、管子排列等设计方法,探讨了其制造工艺,主要包括一期的装配、激光焊接、装配与二期的真空钎焊。     

EGR冷却器积炭机理研究

研究了影响EGR冷却器产生积炭的因素以及EGR冷却器的积炭会造成的不利影响,其目的在于为构建EGR冷却器试验台做理论准备。影响EGR冷却器产生积炭的因素可以作为试验台参数调整和整体控制的依据,而积炭所造成的不利影响可作为试验台测试参数选择的依据。试验结果证明,产生积炭一方面与发动机废气的成分有关,另一方面与EGR冷却器的本身的结构和冷却条件有关;积炭本身会降低冷却器冷却效率、增加压力损失,从而降低了EGR减少NOx排放的工作能力。     

国外废气再循环(EGR)冷却器制造技术及应用现状

介绍了汽车柴油机冷却废气再循环（C－EGR）系统的原理及国外研究成果。采用冷却EGR，在降低NOx排放的同时，微粒（PM）排放及燃油经济性没有明显恶化，从而使其已成为汽车柴油机满足EUROⅢ及美国EPA 2002年排放标准的关键技术之一。在这个系统中，关键的总成之一是EGR冷却器。介质了国外EGR冷却器的一般技要求、基本结构、材料及焊接工艺。着重介绍了国外在钎焊接头耐腐蚀性方面的研究成果，采用新型的钎料，可以大幅度提高接头的耐腐蚀性能，从而获得高可靠性的EGR冷却器。     

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。     

重型柴油机瞬态工况排放和EGR影响的试验研究

本文中对一重型柴油机瞬态工况下的NOx与碳烟排放和引入EGR技术的影响进行试验研究。结果表明,引入EGR后,NOx的瞬态排放有所改善;但碳烟的瞬态排放恶化;关闭EGR阀可缓解碳烟瞬态排放的恶化。通过直流电机EGR阀关闭阶跃试验,揭示了EGR阀的关闭对发动机各项性能的影响规律,为重型柴油机瞬态排放的EGR控制提供了依据。     

使用EGR技术的柴油机国IV排放研究

本文通过对发动机增压器匹配优化、EGR冷却器散热面积计算和ANSYS建模分析、带EGR的发动机稳态和瞬态标定技术研究等,验证了EGR结合POC和DOC可以使4．5L样机满足国TV排放法规。而EGR＋DOC不能使样机满足国IV排放法规。     

低温和常温环境下 EGR冷却器积碳台架试验对比研究

为研究发动机低温和常温环境下EGR冷却器积碳的差异性，以两台相同型号和配置的国Ⅵ柴油机为试验对象，设计了常温 （25 ℃）、低温 （-8 ℃） 两种不同环境温度下EGR积碳发动机896 h台架试验。结果表明，低温环境下EGR冷却器的积碳程度和速度均大于常温，换热效率下降幅度和压力损失增大幅度均大于常温；EGR冷却器积碳导致的换热效率下降是试验后NOx、PM排放增大，HC排放减小的主要原因，冷却器换热效率下降越严重排放变化越明显；HC的冷凝会导致废气中 HC浓度的下降，排气温度和冷却介质的冷却能力都对 EGR管道内 HC浓度的下降有影响，但是冷却介质的冷却能力起主导作用。     

汽车发动机EGR废气冷却温度的稳定研究及改进设计

为了寻找合理的设计方案将EGR废气的冷却温度控制在一定范围内,通过设计方案分析及对比,最终确定使用电控EGR冷却器旁通管路设置旁通阀的优化设计方案。通过试验对比该方案既有效解决了EGR管路胶结和阀门卡滞问题,又能将EGR废气的冷却温度控制在一定范围内。     

城市道路工况下冷却式EGR积碳台架试验研究

基于城市道路车辆行驶工况设计EGR积碳发动机台架试验并进行1000h的试验研究,对比分析EGR系统积碳试验前、后的整车排放性能。结果表明,随着试验时间增加,EGR冷却器热效率逐渐下降,废气压力损失不断增大,在700h后逐渐趋于稳定;EGR阀迟滞特性逐渐增大,闭环开启响应时间变慢;EGR系统积碳导致整车污染物排放恶化,尤其是对NOx和PM排放的影响更加明显。     

博格华纳3项技术入围2012年美国《汽车新闻》PACE奖最终候选者

博格华纳的3项技术——先进的废气再循环(EGR)冷却器、电动液压离合器执行器(CEH)和低压EGR涡轮增压器已获提名,入围美国著名的《汽车新闻》汽车供应商杰出贡献奖(PACE)2012年的最终候选者。     

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。     

EGR对煤制油-生物柴油气体及颗粒排放特征的影响

为研究废气再循环(EGR)对煤制油-生物柴油混合燃料NO_x,CO和HC等气体排放物及炭烟颗粒排放特征的影响,在四缸增压中冷柴油机上,以FB50(50%煤基F-T柴油和50%生物柴油的混合物)为试验燃料,测量了标定转速2 100r/min下,负荷为25%,50%和75%,EGR率为0,10%,20%和30%时的NO_x,CO和HC比排放,研究了颗粒的粒径分布、碳氧质量之比(φC/O)、可溶性有机物与固态炭烟质量之比(φSOF/Soot)和氧化活性等特征参数。结果表明:在转速和负荷一定时,EGR能显著降低柴油机的NO_x比排放,最大降幅为52%;EGR率高于20%时,中高负荷下CO,HC明显增加;随着EGR率的增加,小于1μm颗粒的数密度逐渐增加。颗粒的φC/O与峰值粒径呈正相关,颗粒的φSOF/Soot与活化能呈负相关。EGR率在0～30%的范围内,低负荷时核态颗粒数密度增加,颗粒的φC/O变小,φSOF/Soot变大,颗粒易被氧化;中高负荷时积聚态颗粒的数密度明显增加,颗粒的φC/O变大,φSOF/Soot变小,颗粒较难被氧化。     

EGR冷却器内部隔板断裂的分析与改进

针对某商用车国五发动机EGR冷却器发现的一例质量问题,对故障零部件进行了分析。为了解决钎焊生产方式造成隔板断裂的问题,提出并实施了改进方案,将原隔板焊接结构更改为整体铸造结构,即采用隔板与气室整体铸造。改进方案不仅能有效杜绝隔板断裂的质量问题,也能提高EGR冷却器的性能,且改进后的总质量更轻、空间体积更小。     

排气道EGR策略对CAI燃烧过程影响的模拟研究

通过一维流体动力学软件GT-Power与化学动力学软件CHEMKIN联合模拟发动机循环,建立乙醇燃料排气道EGR模型,研究了发动机CAI燃烧的控制因素。分析了排气道EGR策略中的排气门晚关、进气门晚开和进气门开启时刻与排气门关闭时刻同时变化3种配气定时方案对EGR率的影响。由模拟计算可知排气道EGR策略对发动机缸内的换气过程、燃烧过程有强烈的影响。模拟结果表明:随着排气门逐渐晚关,EGR率增大,进气门关闭时刻缸内温度升高;进气门晚开策略中,EGR率受进气回流的影响较大;排气门晚关、进气门晚开同时变化策略扩大了CAI燃烧的EGR率范围;适当的EGR率有利于CAI燃烧的实现,EGR率过低或过高将导致失火和爆震,在不同的转速下EGR率的分布也不相同。     

EGR率对燃用生物柴油的重型柴油机排放特性影响

研究了EGR率对燃用生物柴油的重型柴油机排放特性影响,并用气相色谱-质谱仪分析了燃用柴油和生物柴油时的SOF成份的差异。研究结果表明:燃用生物柴油结合EGR技术可以同时大幅度降低PM和NOx排放,未出现一般柴油机中NOx和PM之间此消彼长的关系;生物柴油同柴油的SOF组分无本质区别,主要成分均为烷烃,但生物柴油SOF中的酯类物质多一些。为进一步降低碳烟,在生物柴油的基础上配制了一种含氧混合燃料,结合采用EGR技术,在不使用排气后处理装置的情况下达到了我国重型柴油车第Ⅳ阶段排放法规的要求。     

进气管内EGR分布的CFD模拟计算

对于采用EGR技术路线的多缸柴油机,EGR在各缸均匀分布可以确保燃烧质量,降低裸机排放。建立了某六缸国ⅣEGR柴油机进气管三维模型,采用一维和三维模拟软件相结合,对EGR在进气管内的分布进行了流动机理的模拟分析,评估了EGR各种导入方案以及进气管相关零部件结构设计对EGR和空气混合的影响。对模型进行了CFD稳态计算,研究了4种节气门位置对EGR和空气混合的影响。     

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。