汽油發(fā)動機低壓廢氣再循環(huán)技術(shù)仿真及試驗研究.pdf

1、節(jié)能減排是十幾年來一直備受關(guān)注的熱點問題，如何有效地減少石油資源的使用并且降低污染物排放，是內(nèi)燃機研究人員的重要研究方向之一。在高效清潔內(nèi)燃機研發(fā)過程中，使用能夠有效降低燃油消耗并且改善內(nèi)燃機排放的新技術(shù)，是降低內(nèi)燃機燃油消耗量、提高發(fā)動機燃油經(jīng)濟性的重要途徑。隨著小型強化汽油機的不斷發(fā)展，內(nèi)燃機壓縮比得到進一步提高，升功率也逐漸升高，內(nèi)燃機的燃油經(jīng)濟性也相應(yīng)提升。但是小型強化汽油機也存在著一些自身的問題，諸如燃燒溫度過高、爆震傾向增大

2、、NOx排放增多等等。因此在開發(fā)小型強化汽油機時，需要采取一定的措施避免小型強化汽油機的缺點所帶來的對燃油經(jīng)濟性和排放性能的不良影響。廢氣再循環(huán)（Exhaust Gas Recirculation,EGR）技術(shù)早在上世紀就已經(jīng)被提出，經(jīng)過多年的機理研究及試驗驗證，證明EGR技術(shù)能夠有效的降低發(fā)動機燃油消耗并且改善NOx和顆粒物的排放。但是，EGR技術(shù)目前在柴油機上應(yīng)用較為廣泛，其應(yīng)用目的是為了降低柴油機的 NOx排放。而在汽油機上應(yīng)用

3、EGR技術(shù)的例子并不常見。
　　本研究基于工程實際，對低壓廢氣再循環(huán)(Low Pressure Exhaust gas Recirculation, LP-EGR)技術(shù)在小型強化汽油機上的應(yīng)用展開了仿真及試驗研究。目的在于探究LP-EGR技術(shù)應(yīng)用在汽油機上后，對汽油機燃油經(jīng)濟性的提高潛力，以及對爆震傾向的抑制能力。在GT-Power軟件中基于一臺1.5L增壓發(fā)動機模型進行了建模及標定，并且在模型上添加了 LP-EGR模塊。針對仿真

4、計算中EGR率的控制過程，本文建立了EGR閥與混合閥共同控制EGR率的控制策略，有效地將模型的EGR率控制在目標值。從計算結(jié)果來看，在低轉(zhuǎn)速低負荷工況不宜引入LP-EGR氣體，此時缸內(nèi)以內(nèi)部EGR為主；在部分負荷工況，最佳 EGR率隨負荷增大而增大，在中高負荷最佳EGR率可達20%左右；在外特性低轉(zhuǎn)速工況，由于此時進氣量較小，渦輪效率較低，LP-EGR率受到一定限制，最佳EGR率在15%左右；在外特性高轉(zhuǎn)速工況，在不超過總殘余廢氣系數(shù)的

5、限制條件下，可盡量引入LP-EGR氣體，最佳EGR率在20%左右。在GT-Power發(fā)動機模型的計算結(jié)果中，在穩(wěn)態(tài)工況下，部分負荷工況節(jié)油率在2%~5%之間；外特性工況節(jié)油率在7%~12%之間。將計算得到的工況點油耗帶入整車模型中，計算出 LP-EGR技術(shù)在新歐洲行駛循環(huán)(New European Driving Cycle, NEDC)和世界輕型車測試程序(Worldwide harmonized Light Vehicle Test