EGR對(duì)進(jìn)氣道噴射發(fā)動(dòng)機(jī)性能及循環(huán)波動(dòng)影響的研究.pdf

1、節(jié)能減排一直以來是內(nèi)燃機(jī)工作者努力的方向。EGR技術(shù)作為降低 NOX排放最有效的手段之一最早應(yīng)用在柴油機(jī)上。隨著能源與環(huán)境問題日益嚴(yán)重,EGR技術(shù)與一些先進(jìn)的技術(shù)相結(jié)合逐漸被逐漸應(yīng)用到汽油機(jī)上。目前,EGR在汽油機(jī)上的應(yīng)用還不是很成熟。主要原因是采用EGR以后會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的性能下降,同時(shí)隨著EGR率的增加,發(fā)動(dòng)機(jī)的循環(huán)波動(dòng)會(huì)增大。因此,有必要開展EGR對(duì)汽油機(jī)性能及循環(huán)波動(dòng)影響的研究。本課題將一臺(tái)化油器發(fā)動(dòng)機(jī)改造成了進(jìn)氣道噴射發(fā)動(dòng)機(jī),在

2、此基礎(chǔ)上搭建了外部EGR系統(tǒng),開展了EGR對(duì)進(jìn)氣道噴射發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響的試驗(yàn)研究。最后,通過模擬的方法研究了EGR對(duì)汽油機(jī)循環(huán)波動(dòng)的影響及降低循環(huán)波動(dòng)的方法。
　　相對(duì)于傳統(tǒng)的根據(jù)原發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)結(jié)果制取初始 MAP的方法,本文提出了一種建立數(shù)學(xué)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(jī)的平均值模型,通過模擬計(jì)算得到了發(fā)動(dòng)機(jī)的初始噴油MAP。將其導(dǎo)入到MOTEC E

3、CU中作為控制發(fā)動(dòng)機(jī)噴油的基本噴油脈寬,起動(dòng)后發(fā)現(xiàn)能夠保證發(fā)動(dòng)機(jī)的基本運(yùn)行,說明用模擬的方法制取初始MAP是合理的。在此基礎(chǔ)上以發(fā)動(dòng)機(jī)的理論空燃比為目標(biāo)進(jìn)行了發(fā)動(dòng)機(jī)的標(biāo)定,從而完成了化油器發(fā)動(dòng)機(jī)到進(jìn)氣道噴射發(fā)動(dòng)機(jī)的改造。最后,在改造好的發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行了不同空燃比條件下的外特性試驗(yàn),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(jìn)氣道噴射單缸機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架上搭建了外部EGR系統(tǒng),該系統(tǒng)包括EGR導(dǎo)管、EGR閥和EG

4、R冷卻器等。進(jìn)行了不同節(jié)氣門開度和EGR率條件下,發(fā)動(dòng)機(jī)扭矩、功率、燃油消耗率、缸內(nèi)壓力和NOX排放變化的試驗(yàn)研究。此外,還比較了節(jié)氣門全開、不同壓縮比時(shí),平均有效壓力和NOX排放隨EGR率的變化。試驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)節(jié)氣門開度一定時(shí),隨著EGR率的增大,發(fā)動(dòng)機(jī)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(jié)合可以達(dá)到發(fā)動(dòng)機(jī)性能和NOX排放之間的平衡。
　　循環(huán)波動(dòng)在很大程度上限制汽油機(jī)的運(yùn)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(duì)汽油機(jī)循環(huán)波動(dòng)的影響。本文通過 FIRE軟件進(jìn)行了EGR對(duì)汽油機(jī)循環(huán)波動(dòng)影響的模擬研究,考慮了EGR情況下循環(huán)波動(dòng)的影響因素,此外還討論了降低循環(huán)波動(dòng)的方法。首先用AVL-BOOST軟件建立了Ricardo E6單缸機(jī)的模型,通過試驗(yàn)驗(yàn)證,發(fā)現(xiàn)模型具有較高的準(zhǔn)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(jìn)氣道、燃燒室和排氣道的