LP-EGR和电增压协同技术对汽油机性能的影响

在一款采用废气涡轮增压的直喷汽油机上,进行了电动增压器和低压废气再循环(Low pressure exhaust gas recirculation,LP-EGR)技术组合对发动机经济性、NO_(x)排放特性以及动力性、EGR率瞬态响应特性影响的试验研究。结果表明:电增压工作时,低速外特性EGR率可达到25%,使得1250~2000 r/min外特性的燃烧相位提前,油耗相对于电增压不工作时下降8.5%~10%,同时NO_(x)排放显著降低;而在部分负荷工况下,电增压的泵吸作用使得最大EGR率大于30%,取得了油耗和NO_(x)排放同时改善的综合效果,且最高油耗下降率可达10.8%;此外电增压工作时,1500 r/min下负荷从0.2 MPa增大到1.5 MPa的瞬态响应时间缩短2/3;当发动机定转速加大负荷运行时,电增压工作时进气歧管目标EGR率的建立时间可缩短1.3 s,有效优化了发动机加速过程的运转控制参数。

高/低压EGR系统对柴油机性能的影响

为提高柴油机性能、降低排放和油耗,分析高、低压废气再循环(exhaust gas recirculation,EGR)系统的优缺点,对装配高/低压EGR系统的某2.0 L柴油机进行台架及整车试验,研究高/低压EGR系统对柴油机性能的影响。结果表明:同时匹配高/低压EGR系统并合理分配其应用可有效降低柴油机油耗及排放,相比仅匹配高压EGR系统的柴油机,高/低压EGR联合应用的柴油机油耗降低3.1%,NO_(x)排放降低3.0%,颗粒物排放降低22.2%;低压EGR可减少流经进气歧管的废气量,改善进气歧管结焦问题;在低温环境下应用EGR系统时进气系统存在结冰风险,需基于环境温度修正关闭高/低压EGR系统,避免出现因结冰导致的发动机损坏。

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NO_(x)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。

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。

EGR系统与两级增压系统的优化匹配研究

以WP12重型柴油机为研究对象,在各转速中等负荷工况,对比低压废气再循环(LP-EGR)系统和高压废气再循环(HP-EGR)系统对增压系统运行规律的影响。试验结果表明:在相同EGR率条件下,采用两种EGR系统,NOx排放几乎相等。在低速工况,采用LPEGR系统时,随着EGR率增加,进气压力增加,进而进气流量增加,缸内平均燃空当量比减小,碳烟排放较采用HP-EGR系统时更低;而在高速工况,循环油量较低速时增加,混合逐渐变得困难,采用HP-EGR系统时,随着EGR率增加,虽然进气流量减小,但此时燃空当量比较小,且涡前压力也逐渐减小,循环油量减小,能大幅改善缸内混合问题,降低碳烟排放;同时,研究表明有效热效率是有用功、换气功及循环油量三方面综合作用的结果。

进气门晚关机构和EGR模式对两级增压柴油机热效率和排放的影响

在低速中等负荷工况下对一台装有高压级带VGT的两级涡轮增压器(VGT+TC)的直列6缸重型柴油机进行了试验研究,对比分析进气门晚关机构(LIVC)开启与不开启、高压EGR系统(HP EGR)与低压EGR系统(LP EGR)以及不同VGT开度对柴油机热效率和排放的影响.研究表明,使用LIVC后,与EGR能产生协同作用,使缸内氧浓度和高温区域减少,有效降低NOx排放,同时延长滞燃期,当量比分布更加均匀,可有效降低碳烟排放,但碳烟排放对应EGR率变化存在一个临界EGR值,超过临界EGR率后,碳烟排放变差.使用LIVC对有效热效率的影响很小.在相同EGR率下,采用低压EGR系统时,具有更好的NOx和碳烟折中排放,同时有较高的有效热效率.

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。

低压冷却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。

大黄素抑制脂多糖诱导星形胶质细胞炎症反应的机制研究

目的探讨大黄素对脂多糖(LPS)诱导大鼠星形胶质细胞炎症反应的抗炎作用及其机制。方法健康成年♀、♂SD大鼠合笼交配,取出生24 h内的乳鼠脑组织(皮层)消化为细胞后,于细胞培养箱内培养10～14 d,纯化、分离出星形胶质细胞,并将其分为正常组、正常给药对照组、模型组、给药组,使用LPS(100μg·L^(-1))造模24 h,并给予大黄素(10μmol·L^(-1)),采用NO测定试剂盒检测上清液中NO的释放量;qPCR技术检测原代星形胶质细胞CD14、C3的表达;Western blot技术检测原代星形胶质细胞C3、Egr-4的表达。结果与正常组相比,模型组CD14、C3 mRNA表达升高(P<0.01),C3蛋白表达升高(P<0.05),Egr-4蛋白表达升高(P<0.01);与模型组相比,给药组CD14 mRNA表达降低(P<0.01),C3 mRNA及蛋白表达降低(P<0.05),Egr-4蛋白表达降低(P<0.01)。结论大黄素在星形胶质细胞LPS诱导的炎症损伤中,可明显降低其受体CD14及补体C3、Egr-4的表达,其抗炎作用可能与下调CD14表达,抑制LPS-LBP-CD14三联复合物形成,调控C3、Egr-4表达有关。

稀释方式与进气包角对发动机影响的试验研究

基于1台带有低压废气再循环系统(EGR)的涡轮增压直喷汽油发动机,使用2种进气凸轮包角,首先研究了米勒循环部分负荷燃烧特性,之后研究了米勒循环、奥托循环耦合EGR、稀薄燃烧(简称稀燃)等技术的节油潜力。结果表明,米勒循环在部分负荷节气门开度大、进气压力高、泵气损失小,燃烧重心提前,燃烧持续期变长,排气温度上升,能减少有效燃油消耗率(BSFC),但随着负荷的增加,节油能力下降。米勒循环的进气包角小,进气时间短,进气门升程低,进气门处的节流损失大,导致米勒循环的缸内滚流比、湍动能、缸内湍流速度与活塞平均速度的比值(U_(prime)/C_(m))大幅下降。米勒循环与奥托循环发动机稀燃的节油能力均大于EGR。由于米勒循环缸内主要流动参数低于奥托循环,米勒循环在搭配EGR技术和稀燃技术时的燃油经济性改善程度明显低于奥托循环。米勒循环机型的后续优化方向是提高缸内滚流强度。

高低压冷却 EGR 对增压发动机影响研究

为适应高效发动机的需要,以一台1.5 L涡轮增压气道喷射发动机为研究对象,对高低压冷却EGR系统对发动机的影响进行测试,通过在同一台发动机上匹配高低压冷却EGR系统,测试相同特征工况下发动机的燃油消耗率及其他参数。研究表明,低压冷却EGR较高压冷却EGR有更好的节油效果,更适合涡轮增压发动机的应用。