EGR對進氣道噴射發(fā)動機性能及循環(huán)波動影響的研究.pdf

1、節(jié)能減排一直以來是內(nèi)燃機工作者努力的方向。EGR技術作為降低 NOX排放最有效的手段之一最早應用在柴油機上。隨著能源與環(huán)境問題日益嚴重,EGR技術與一些先進的技術相結合逐漸被逐漸應用到汽油機上。目前,EGR在汽油機上的應用還不是很成熟。主要原因是采用EGR以后會導致發(fā)動機的性能下降,同時隨著EGR率的增加,發(fā)動機的循環(huán)波動會增大。因此,有必要開展EGR對汽油機性能及循環(huán)波動影響的研究。本課題將一臺化油器發(fā)動機改造成了進氣道噴射發(fā)動機,在

2、此基礎上搭建了外部EGR系統(tǒng),開展了EGR對進氣道噴射發(fā)動機性能影響的試驗研究。最后,通過模擬的方法研究了EGR對汽油機循環(huán)波動的影響及降低循環(huán)波動的方法。
　　相對于傳統(tǒng)的根據(jù)原發(fā)動機的試驗結果制取初始 MAP的方法,本文提出了一種建立數(shù)學模型用模擬的方法制取初始噴油 MAP的新方法。在MATLAB/SIMULINK中搭建了Ricardo E6單缸機的平均值模型,通過模擬計算得到了發(fā)動機的初始噴油MAP。將其導入到MOTEC E

3、CU中作為控制發(fā)動機噴油的基本噴油脈寬,起動后發(fā)現(xiàn)能夠保證發(fā)動機的基本運行,說明用模擬的方法制取初始MAP是合理的。在此基礎上以發(fā)動機的理論空燃比為目標進行了發(fā)動機的標定,從而完成了化油器發(fā)動機到進氣道噴射發(fā)動機的改造。最后,在改造好的發(fā)動機上進行了不同空燃比條件下的外特性試驗,得到了扭矩和功率隨轉(zhuǎn)速變化的曲線。
　　在改造后的Ricardo E6進氣道噴射單缸機試驗臺架上搭建了外部EGR系統(tǒng),該系統(tǒng)包括EGR導管、EGR閥和EG

4、R冷卻器等。進行了不同節(jié)氣門開度和EGR率條件下,發(fā)動機扭矩、功率、燃油消耗率、缸內(nèi)壓力和NOX排放變化的試驗研究。此外,還比較了節(jié)氣門全開、不同壓縮比時,平均有效壓力和NOX排放隨EGR率的變化。試驗結果表明,當節(jié)氣門開度一定時,隨著EGR率的增大,發(fā)動機的扭矩、功率和最大氣缸壓力逐漸下降,但是NOX排放逐漸降低。另一方面,壓縮比和EGR相結合可以達到發(fā)動機性能和NOX排放之間的平衡。
　　循環(huán)波動在很大程度上限制汽油機的運轉(zhuǎn)工

5、況,尤其是在高 EGR稀釋的情況下,因此有必要研究 EGR對汽油機循環(huán)波動的影響。本文通過 FIRE軟件進行了EGR對汽油機循環(huán)波動影響的模擬研究,考慮了EGR情況下循環(huán)波動的影響因素,此外還討論了降低循環(huán)波動的方法。首先用AVL-BOOST軟件建立了Ricardo E6單缸機的模型,通過試驗驗證,發(fā)現(xiàn)模型具有較高的準確性,然后利用該模型仿真得出了FIRE三維模擬所需要的初始條件和邊界條件。利用UG軟件建立了帶有進氣道、燃燒室和排氣道的