基于米勒循环的柴油机IEGR方法研究

为进一步提升柴油机内部废气再循环(internal exhaust gas recirculation,IEGR)减排功效,增强废气对氮氧化物(NOx)排放的抑制作用,提出一种利用柴油机米勒循环缓解因IEGR引起的缸内充量温度升高的方法。以某六缸增压柴油机为研究对象,将排气门二次开启(exhaust valve re-opening,EVRO)式IEGR技术植入柴油机米勒循环工作过程,形成基于柴油机米勒循环的IEGR方法。运用GT-Power仿真软件建立了目标机性能仿真分析模型,研究米勒循环进气门晚关(late intake valve closing,LIVC)时刻对压缩上止点温度和燃烧率的影响规律,以及喷油正时对燃烧率和缸内最高温度的影响规律。仿真结果表明:合理选用米勒循环LIVC相位,能够有效降低压缩终点缸内温度,使IEGR的NOx减排效能得以充分发挥。目标柴油机台架试验表明:NOx排放降低了19.6%。

进气门预开启对柴油机内部废气再循环率控制适应性研究

针对柴油机内部废气再循环(IEGR)量不易精确调整和控制的难题,提出一种利用进气门预开启(IVPO)凸轮控制IEGR率的方法。通过改变进气门预开启时刻、持续角及升程三个不同特征设计参数,实现IEGR率不同梯度改变,达到自主调控IEGR率的目的。以某六缸增压柴油机为研究对象,应用GT-Power仿真分析软件建立目标柴油机性能仿真分析模型,得到不同进气门预开启各特征参数对IEGR率及功率、转矩、燃油消耗率等发动机性能的影响规律。仿真结果表明:进气门升程是影响IEGR率的主要因素,当需对IEGR率进行较大幅度调整时,可考虑采用调节升程的方法;当进气门预开启升程大于2.6mm时,柴油机燃油消耗率增速加快,需在参数选择时权衡利弊。IVPO开启时刻与持续角对IEGR率的影响度较小,其中改变持续角对发动机经济性影响较小,当需小幅度调节IEGR率时,可优先考虑采用调整气门持续角的方法。经柴油机台架性能及排放试验结果证实,IVPO特征参数对IEGR率的控制规律与仿真结论相符。