【摘要】：隨著時(shí)代的進(jìn)步,人們開(kāi)始重視人與環(huán)境的關(guān)系。特別是近幾年出現(xiàn)的霧霾天氣嚴(yán)重的影響了大眾的生活和健康,這使得人們深刻的意識(shí)到環(huán)境保護(hù)的重要性。而汽車排放被認(rèn)為是造成霧霾的主要原因之一,對(duì)此國(guó)家做出了相應(yīng)的措施,各種嚴(yán)格的排放法規(guī)相繼出現(xiàn),這無(wú)疑是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的重大考驗(yàn)。柴油機(jī)有熱效率高,功率大等優(yōu)點(diǎn),但是在瞬變過(guò)程(本文研究中指的是1600r/min,5s內(nèi),發(fā)動(dòng)機(jī)負(fù)荷從10%增加到100%的過(guò)程)中柴油機(jī)的煙度排放激增,尤其在有引入EGR的瞬變過(guò)程中,EGR率會(huì)出現(xiàn)超調(diào)現(xiàn)象,這使得發(fā)動(dòng)機(jī)的煙度排放惡化更加嚴(yán)重,然而在嚴(yán)格的排放法規(guī)要求下EGR已經(jīng)成為發(fā)動(dòng)機(jī)的必備技術(shù)之一。為了降低發(fā)動(dòng)機(jī)的排放,本文研究了復(fù)合EGR(由高、低壓EGR回路組成的雙回路EGR,下文統(tǒng)稱為復(fù)合EGR)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)瞬變性能的影響,同時(shí)根據(jù)二增壓發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬變特性,使用不同的供油加載策略以及噴射參數(shù)的調(diào)節(jié)策略優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬變排放性能,減小EGR對(duì)二級(jí)增壓發(fā)動(dòng)機(jī)瞬變排放惡化的影響,達(dá)到降低煙度排放的目的。本文研究的主要內(nèi)容和結(jié)論如下:第一部分,試驗(yàn)主要研究了復(fù)合EGR對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)瞬變性能的影響,通過(guò)一定的EGR閥控制策略,選取了適宜的可作為研究基礎(chǔ)的策略,并且通過(guò)供油加載策略優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的瞬變排放性能,以煙度排放最低為目標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)研究,在試驗(yàn)中得到的主要結(jié)論如下:1、復(fù)合型EGR兼顧低壓和高壓EGR的優(yōu)點(diǎn),通過(guò)閥控制策略,可以進(jìn)一步優(yōu)化并作為研究基礎(chǔ)�？紤]到后續(xù)研究的方便性,本文選取了低壓閥全開(kāi),高壓EGR閥開(kāi)啟10%,瞬變開(kāi)始1秒關(guān)閉高壓EGR閥,瞬變4秒,開(kāi)啟高壓EGR閥10%開(kāi)度的策略作為優(yōu)化研究的基礎(chǔ),下文稱“EGR-原機(jī)”。該策略下煙度峰值為15.4%,NOx峰值為468ppm。2、二級(jí)增壓發(fā)動(dòng)機(jī)瞬變前期進(jìn)氣量充足,有一定的“裕度”,煙度變化較小;瞬變后期空燃比下降,油氣混合情況變差,造成煙度惡化�！跋瓤旌舐薄ⅰ凹虞d中間停滯”以及“多段加載”策略可以利用前期的空氣“裕度”,快速加載提升缸內(nèi)溫度以及排氣能量,有利于瞬變中后期油氣混合、缸內(nèi)熱氛圍,增加渦輪的響應(yīng)速度,提升進(jìn)氣量,達(dá)到降低煙度排放的目的。3、“快-慢-快”的供油加載策略的優(yōu)化效果印證了瞬變過(guò)程中,煙度的惡化的峰值點(diǎn)對(duì)應(yīng)在中大負(fù)荷處,度過(guò)中大負(fù)荷區(qū)域的供油加載率是影響煙度排放峰值的主要因素之一。“快-慢-快”策略只引起了兩個(gè)煙度峰值,印證了瞬變后期大負(fù)荷處供油加載率對(duì)煙度影響不大。4、“快-慢-快”的供油加載策略綜合性能最好,煙度峰值僅為9.59%與“EGR-原機(jī)”相比降幅達(dá)到37.73%,NOx排放峰值為478.4ppm,與“EGR-原機(jī)”相比略有升高增幅僅為1.92%,比油耗也與“EGR-原機(jī)”幾乎相同。第二部分,通過(guò)調(diào)節(jié)噴油壓力和噴油正時(shí)進(jìn)一步對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)瞬變性能進(jìn)行了優(yōu)化研究。在試驗(yàn)中得到的主要結(jié)論如下:1、全程改變軌壓的策略對(duì)煙度排放影響較小,對(duì)NOx排放影響較大,增加軌壓可以降低煙度排放,但會(huì)增加NOx排放,一定程度降低比油耗;反之亦然。全程增加軌壓10MPa的策略相比之下最優(yōu)。2、分段軌壓策略對(duì)煙度排放和NOx排放的影響較小,但是在一定程度上降低了比油耗,優(yōu)化了發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)濟(jì)性。3、瞬變過(guò)程中改變噴油正時(shí)可以更好的匹配發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒邊界條件,提前噴油正時(shí)會(huì)使燃燒惡化,煙度和NOx排放上升,延后正時(shí)可以降低煙度和NOx的排放。其中延后正時(shí)4°的策略有最佳的排放性能,煙度峰值僅為7.591%,比油耗略有上升。4、分段調(diào)節(jié)噴油正時(shí)可以有效的降低煙度排放,同時(shí)NOx排放略有上升,比油耗略有降低。其中最優(yōu)的優(yōu)化策略是40%負(fù)荷前延后噴油正時(shí)4°,超過(guò)40%負(fù)荷延后噴油正時(shí)6°。煙度峰值為5.6135%(相比EGR-原機(jī)下降了63.55%),NOx排放峰值為393.4ppm(相比EGR-原機(jī)下降了15.94%)比油耗最大增幅為11.5%。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TK421
【圖文】：

第 1 章 緒論工業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與環(huán)境污染會(huì)，人們的生活水平不斷提升，人們對(duì)出行和運(yùn)輸?shù)认嚓P(guān)需求要的交通工具之一，汽車已經(jīng)普及千家萬(wàn)戶。據(jù)統(tǒng)計(jì)截止 2017達(dá)到 3.10 億輛，其中汽車保有量 2.17 億輛[1]。我國(guó)汽車銷量依，且未來(lái)也將繼續(xù)快速增長(zhǎng)，圖 1.1 為我國(guó)歷年汽車總銷量及銷量與往年銷量的同期比）[2]。吉林大學(xué)碩士學(xué)位論文

（a） （b）圖 2.1 試驗(yàn)用臺(tái)架實(shí)物圖其中圖（a）是臺(tái)架系統(tǒng)的總圖，可以看到發(fā)動(dòng)機(jī)的主體，圖（b）是增加的低壓回路 EGR 部分的特寫。低壓回路中使用了電控氣動(dòng)蝶閥進(jìn)行回路的開(kāi)閉控制，其相關(guān)技術(shù)參數(shù)記錄在下表中。表 2.1 低壓 EGR 閥相關(guān)技術(shù)參數(shù)型式 雙作用活塞式驅(qū)動(dòng)方式 氣動(dòng)式 氣源壓力 4-8bar控制方式 直流電壓 0~4.5V 工作溫度 -40℃~650℃適用介質(zhì) 空氣、天然氣、水 公稱通徑 DN50mm復(fù)位形式 彈簧復(fù)位式 閥軸材料 不銹鋼從表格中的參數(shù)可以了解到，該蝶閥控制方便，可以直接用直流電壓進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制閥開(kāi)度。其工作溫度范圍較寬，進(jìn)行中冷后的 EGR 溫度符合其工作范圍，可以用作EGR 的流量控制。同時(shí)該閥適合用于控制空氣、天然氣、水等介質(zhì)，而發(fā)動(dòng)機(jī)廢氣也

瞬時(shí)油耗測(cè)量?jī)x ToCeiL-CMFD010空氣流量計(jì) AVL1000煙度計(jì) AVL439電控 EGR 閥 SBZB1N-0013機(jī)瞬變測(cè)量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要使用的電子控制設(shè)備和軟件有單片機(jī)、LabVIEW、燃燒分驗(yàn)前必須要對(duì)以上設(shè)備或軟件有一定的了解。門電壓和 EGR 閥的控制使用單片機(jī)作為小的控制單元，使用單片機(jī)產(chǎn)生油門電壓，�？蓮�(fù)制，也可以產(chǎn)生不同的供油加載策略曲線，有利于試驗(yàn)的通過(guò) CAN 采集數(shù)據(jù)和控制 EGR 閥等。本實(shí)驗(yàn)使用的單片128，其實(shí)物圖如下：

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2762885