REALIZATION OF EGR FOR A TURBOCHARGED DIESEL ENGINE

Turbocharging with the addition of Exhaust Gas Recirculation (EGR) is considered as an effective measure to meet strict regulations in near future, but there are problems in obtaining the required EGR ratios at higher loads for turbocharged diesel engines. In this paper, three new EGR systems are introduced that will make effective use of pressure waves in intake and exhaust manifolds. The simulations of the EGR systems and some experiments for validating the simulation model have been made. The simulation results show that a large amout of EGR can be achieved at higher engine loads and even at full engine loads by using these EGR systems.

Electronic Unit Pump Diesel Engine Control Unit Design for Integrated Powertrain System

The performance of the electronic unit pump (EUP) diesel engine is studied, it will be used in the integrated powertrain and its multi parameters are controllable. Both the theoretical analysis and experiment research are taken. A control unit for the fuel quantity and timing in crankshaft domain is designed on this basis and the engine experiment test has been done. For the constant speed camshaft driving EUP system, the fuel quantity will increase as the supply angle goes up and injection timing has no effect. The control precision can reach 1°CA. The full injection timing MAP and engine peak performance curves are made successfully.

EGR率控制精度对车用增压直喷柴油机性能的影响

开发了一套真空式EGR控制系统和一套步进电机式EGR控制系统,并分别测试了其与发动机匹配后的EGR率万有特性,在此基础之上研究了EGR率控制精度对发动机经济性和排放的影响。研究表明:步进电机式EGR系统的EGR率万有特性平顺,而真空式EGR系统的EGR率万有特性有突变现象,步进电机式EGR系统控制精度优于真空式EGR系统。不同控制精度EGR系统对发动机大负荷区域内的经济性影响不大,但匹配真空式EGR系统的发动机在小负荷区域的油耗偏高;匹配步进电机式EGR系统的发动机中、低速大负荷区的NOX排放较低,但高速大负荷区域的NOX排放较高。

废气入射管道参数对缸内EGR分层的影响

为了在某款摩托车汽油机缸内实现废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)分层以减少泵气损失,降低NOx排放,将原有的进气旁通系统改造为EGR系统,使用GT-POWER模型求解出3000 r/min、60 mg进气量工况下废气入射管道以及进排气道的边界条件和初始条件,并将这些条件导入发动机的CONVERGE模型中进行计算,通过对比不同废气入射管径、不同安装角度、不同安装距离条件下的缸内流动特性、缸内速度场以及缸内废气质量分数分布,确定了最佳废气入射管道参数。结果表明:在3000 r/min、60 mg进气量工况下,当废气入射管径为5 mm,入射角度为17.5°,安装距离为22 mm时,气缸内能实现EGR分层。

基于实际场景下的EGR冷却器可靠性提升

针对一款重卡国Ⅵ天然气发动机EGR冷却器在市场出现内漏开裂问题,通过对EGR冷却器在整车环境下的应用场景路谱统计分析,并结合失效件理化分析和故障统计分析,采用应力强度干涉模型,明确了EGR冷却器可靠性改进方向。借助CAE仿真分析软件,通过优化EGR冷却器进水口流场设计,并采用波纹管膨胀节结构、选用SUS444新型不锈钢材料等措施,使EGR冷却器开裂位置温度和热应力大幅下降。最后通过开发3种试验方法,对EGR冷却器改进前后的方案进行了“背靠背”验证,试验结果表明,EGR改进方案相对原方案可靠性寿命提升3倍以上,改进效果也得到了市场验证。

冷、热EGR对柴油机性能、燃烧及排放特性的影响

为在保持柴油机动力性和经济性能的同时有效改善其排放性能,在一台4缸柴油机上针对6、12、24mg循环喷油量的负荷工况(记作低、中、高负荷)对比研究了冷、热废气再循环(EGR)对性能、燃烧及排放特性的影响。结果表明:EGR的引入减少了新鲜进气量,整体上延长了滞燃期,减缓了燃烧放热速率,降低了压力升高率;热EGR提高了进气温度,使低负荷时的碳氢化合物(HC)排放显著降低,热效率提高,而高负荷高EGR率时由于过量空气系数偏低引起了热效率的明显降低,对最大压力升高率的降低作用也弱于冷EGR;随着EGR率的提高,三种负荷下的氮氧化物(NO_x)排放均大幅度降低,碳烟排放在低、中负荷时较低,而在高负荷时则明显升高,NO_x与碳烟排放之间出现此消彼长的矛盾趋势。冷的高EGR率下的碳烟排放升高幅度减小,有效地缓解了这种矛盾。综合分析低、中、高负荷下的热效率及排放,低负荷时为提高热效率宜采用热EGR,高负荷时为降低过高的压力升高率并兼顾热效率则更适合采用冷EGR。

EGR技术对生物柴油混合燃料发动机性能的影响研究

为缓解柴油掺烧生物柴油导致的NO_(x)排放过高问题,将4190ZLC船用中速柴油机作为试验台架,通过AVL_FIRE软件建立燃烧室模型,并验证该模型准确性。设置生物柴油掺混比0~40%等4组变量,EGR率0~12.5%等4组变量,进行柴油机燃烧、性能和排放分析。结果表明,掺烧适量生物柴油能够降低柴油机缸内温度,降低Soot排放,但同时会导致NO_(x)排放明显升高;EGR的引入能够实现低温燃烧,显著降低NO_(x)排放,但EGR率过高会增加Soot排放。生物柴油掺混比B40、EGR率12.5%组合NO排放比原机降低47.7%,Soot排放质量分数比原机降低98.13%。本文结果将为柴油掺混生物柴油燃烧并结合EGR技术提供一定的研究方向。

不同EGR循环方式对重型柴油机燃烧与排放特性的影响

针对一台共轨重型柴油机,从提升废气再循环(exhaust gas recycling,EGR)循环能力的角度研究了基于二级增压系统的高压EGR(HP-EGR)、低压EGR(LP-EGR)及基于LP-EGR的高、低级涡轮间废气能量分配对柴油机燃烧过程、性能和排放的影响规律。研究结果表明:与HP-EGR相比,LP-EGR受转速和负荷的影响减小,能够显著提升EGR的循环能力,使柴油机在更宽广的EGR率区域内运行,并将氮氧化物(NOx)降至更低水平;采用HPEGR时,涡前压力随EGR率增加呈线性下降,但LP-EGR的涡前压力与进气压力变化较小,同时在低速中、高负荷时获得较高的空燃比,并显著改善NOx排放与有效燃油消耗率(brake specific fuel consumption,BSFC)和NOx与碳烟排放的平衡关系;在中、高转速高负荷时,HPEGR进/排气压差随EGR率增加逐渐下降并更加低于LP-EGR,NOx-BSFC的平衡关系显著改善;而LP-EGR通过适当增大废气旁通阀开度能有效降低BSFC,同时对NOx-碳烟的平衡关系影响较小,但低转速高负荷时应采用关闭旁通阀的控制策略。

满足国六排放法规的EGR系统诊断

EGR技术作为一种有效降低NOx排放的方法而得到广泛应用,EGR系统能否正常工作直接影响发动机的排放效果。国六法规要求,OBD(车载诊断系统)需要对EGR系统的相关失效进行监测。本文介绍了满足国六法规要求的EGR系统诊断功能及其原理,为发动机电控系统诊断策略开发提供参考。

某非道路国四EGR路线柴油机的排放试验研究

为了应对国内非道路农机产品的发展趋势和市场需求,以某4缸非道路柴油机为研究对象,采用高压共轨+EGR+DOC+DPF的技术路线,进行非道路国四排放试验研究,通过增压器、喷油器和喷油器垫片等硬件匹配选型,并结合轨压、喷油正时和EGR阀开度的扫点优化,使柴油机通过非道路国四排放限值的同时达到最优的燃油经济性。

柴油机EGR冷却器不同材质散热效果的计算机模拟

柴油机EGR冷却器的散热模型是描述废气在冷却器中的传热过程的数学模型,对于优化废气再循环系统的效果和改善发动机性能具有重要作用。模型所使用的热传导方程旨在描述物质内部的热传导过程,基于热传导的基本原理,可描述物质的温度分布随时间和空间的变化而改变。柴油机EGR冷却器通常使用耐高温、耐腐蚀的材料,以应对高温废气并满足冷却介质的要求,常用材料包括铝合金、不锈钢、钛、镍基合金和钢材等。文章应用计算机软件模拟了不同材质冷却器的散热效果,对比分析了各种材料的优劣势,为生产企业选择合适的材料提供了依据。

关于EGR压差传感器管路结冰问题的研究

随着对油耗的关注,汽油发动机使用EGR系统越来越普遍。EGR系统的布置,对EGR系统的性能和可靠性有很大的影响。文章结合冬季试验中,对某发动机EGR压差传感器管路的布置的研究,对压差结冰失效的故障机理、改进措施进行详细的总结,希望对EGR系统的布置及相似设计改进提供借鉴。

船用柴油机涡轮辅助EGR系统多参数优化匹配研究

为获得柴油机、排气再循环(EGR)系统和涡轮增压系统的耦合优化匹配运行规律,以SC7H两级增压柴油机为研究对象,在GT-Power软件中搭建并校核原机一维模型,并进一步建立了涡轮辅助EGR两级增压柴油机一维模型。针对涡轮辅助EGR与两级增压耦合系统的匹配问题,提出了基于过量空气系数λ和EGR率需求的三步骤匹配计算流程。匹配规律显示:高/EGR涡轮匹配流量比和高/低压级压比比基本呈线性关系,涡轮辅助EGR进排气压差随压比比增大先增加后减小,在压比比为1附近取最优,比高压EGR高35.35 kPa,涡轮辅助EGR具有更优的泵气过程。建立全连接神经网络优化代理模型并采用NSGAⅡ算法开展耦合系统多参数多目标优化研究。结果显示:涡轮辅助EGR具有更优的BSFC和NOx排放效果,在TierⅢ的加权NOx排放限值条件下,涡轮辅助EGR可调两级增压系统的全负荷加权油耗比传统高压EGR可调两级增压系统低5.20 g/(kW·h)。

基于多目标优化的柴油机VNT–vEGR系统开发研究

为了在兼顾柴油机经济性和颗粒物排放的前提下,进一步降低氮氧化物(Nitrogen oxides,NO_x)排放以实现良好的柴油机综合性能,设计带文丘里管废气再循环系统的可变涡轮增压系统(Variable nozzle turbo+Venturi-exhaust gas recirculation,VNT+vEGR)。针对排气旁通阀涡轮增压(Wastegate,WG)柴油机原机,进行文丘里管废气再循环系统(Venturi-exhaust gas recirculation,v EGR)的设计和与可变涡轮增压器(Variable nozzle turbo,VNT)的匹配研究,并进行经济性、氮氧化物和颗粒物排放仿真计算研究。应用试验设计方法技术(Design of experiment,DoE)对VNT-vEGR系统进行多目标优化研究。研究结果表明,相比于配备排气旁通阀涡轮增压器的柴油机原机,对VNT-v EGR系统柴油机应用Do E进行多目标优化匹配后,欧洲稳态测试循环(European steady-state cycle,ESC)工况加权油耗值基本保持不变,氮氧化物加权排放量下降约49.5%,能够实现良好的综合性能。

增压直喷柴油机EGR系统开发与试验研究

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。试验研究了不同EGR率对柴油机性能及排放的影响规律,针对柴油机不同工况的特点,确定了各工况所用的EGR率,并设计了EGR率电控系统。台架试验表明,在保持其它排放物基本不变的情况下,借助EGR系统该柴油机的NOX排放下降了26.4%。

高低压回路EGR对柴油机燃烧过程影响的试验研究

在一台重型电控高压共轨柴油机上布置了高压和低压回路废气再循环(EGR)系统,并以此为基础研究了高低压回路EGR联合运行时,EGR率和高低压EGR比例对发动机缸内燃烧过程的影响,以及低负荷工况下发动机排气温度在EGR作用下的提升效果,研究结果表明:提高EGR率或增大高压EGR所占比例,都会导致进入缸内的新鲜空气量减少,最高燃烧压力下降,滞燃期延长,燃烧持续期延长;随着EGR率的提高,发动机有效热效率降低,此时需要逐渐减少高压EGR比例;引入EGR可以提升发动机低负荷工况的排气温度,但相同EGR率下,高压EGR比例越大,则排气温度提升幅度也越大。

乙醇柴油混合燃料发动机EGR系统的标定

对燃用乙醇柴油混合燃料的DL190-12发动机的废气再循环(EGR)系统进行标定。采用真空度控制EGR阀开度的方法,实现废气再循环量的调节。提出了发动机负荷特性试验获取最佳EGR阀真空度的线工况标定方法。运用价值工程原理对发动机台架试验标定数据进行优化处理,建立发动机性能评价模型,设定了发动机性能评价指标,设计了评价指标的权重,并采用二级评价方法得出EGR阀最佳真空度MAP图,结果合理,可用于EGR的控制。

EGR在CA498柴油机上的试验研究

本文介绍了80C196单片机驱动比例电磁阀,进而对真空调节的EGR系统进行控制,来降低CA498的排放值,特别是NOX的排放值,并对其进行试验.结果表明:采用EGR系统后CA498的排放量下降明显.

YC6105增压中冷柴油机EGR系统的试验研究

为了降低柴油机的氮氧化物排放,作者设计了一套新型的并联文丘利管EGR系统,装在YC6105ZLQ增压中冷柴油机进行试验。试验研究了EGR率对发动机性能和排放的影响规律。根据试验选出了各个工况下的最佳EGR率,并把最佳EGR率下的排放与原机进行了比较。试验结果表明,与原机相比,加入EGR以后,NOx排放降低17.26%,达到了较为理想的效果。

天然气发动机EGR混合器加热仿真与试验研究

为解决天然气发动机的废气再循环(exhaust gas re-circulation,EGR)混合器结冰问题,以K13N天然气发动机的EGR混合器为研究对象,利用ANSYS Fluent软件计算增加水循环加热结构后EGR混合器出口气体的温度、速度及压力分布情况;根据仿真计算结果制作EGR混合器样件,并搭载车辆进行低温环境试验。结果表明:天然气发动机EGR混合器增加水循环加热结构后,发动机在环境温度为-40℃、怠速工况运行时,天然气发动机EGR混合器出口的气体温度可以升高6.5℃;使用带水循环加热结构EGR混合器的车辆,在温度为-25℃的低温环境中进行长怠速工况、长下坡工况、综合工况试验后,天然气发动机EGR混合器均未结冰,发动机工作正常;仿真计算结果与试验结果基本吻合,带水循环加热结构的天然气发动机EGR混合器可有效解决国六天然气发动机EGR混合器结冰问题。该研究对解决天然气发动机EGR混合器结冰问题具有一定的参考价值。