本文關鍵詞：EGR技術在國Ⅳ柴油機上的應用開發(fā)

  更多相關文章： 柴油機 EGR系統(tǒng) EGR率 瞬態(tài)標定策略 增壓器匹配

【摘要】：隨著排放法規(guī)的不斷加嚴,我國內(nèi)燃機行業(yè)在燃油系統(tǒng)、EGR系統(tǒng)和電控系統(tǒng)等方面已經(jīng)取得了質(zhì)的飛躍。本文以某12升重型柴油機為研究對象,采用外置EGR技術進行開發(fā)和匹配應用,不采用SCR系統(tǒng),僅用EGR技術,實現(xiàn)國IV發(fā)動機開發(fā)。通過設計優(yōu)化手段,選擇出最優(yōu)的三維設計方案,在此基礎上利用仿真計算分析,確定合理的設計方案。對于整個EGR系統(tǒng),優(yōu)化設計EGR管路、EGR混合器的結構并對EGR閥進行選型,確定EGR系統(tǒng)的最優(yōu)方案。EGR取氣位置選擇從123缸混合處和6缸取氣;從各缸EGR均勻性、壓損及布置空間考慮,EGR混合器結構選擇EGR出氣管開口方向背向新鮮空氣方向,并帶有漏孔;選擇流通能力大、壓力損失小的冷端EGR蝶閥。通過仿真分析計算后對優(yōu)化的設計方案進行試驗驗證,試驗結果顯示優(yōu)化設計的EGR混合器,即EGR出氣管末端形狀為斜口時,發(fā)動機的綜合性能最佳;使用冷端EGR蝶形閥能在不增加NOx排放及PM值的情況下降低發(fā)動機油耗,優(yōu)化區(qū)域為全轉(zhuǎn)速范圍的中低負荷區(qū),以及中低轉(zhuǎn)速的高負荷區(qū)。對于采用EGR技術的發(fā)動機而言,匹配增壓器的關鍵目標之一就是能實現(xiàn)足夠的EGR率。本文介紹了高壓比增壓系統(tǒng)、可變流道增壓器及EGR發(fā)動機渦輪增壓器匹配的特性及原則,為EGR發(fā)動機增壓器的匹配提供理論基礎和依據(jù)�？紤]成本要素,本文選取普通增壓器與EGR系統(tǒng)進行匹配研究。采用EGR技術的柴油機,由于增加了EGR系統(tǒng),柴油機的瞬態(tài)控制變的更加復雜。本文分析了瞬態(tài)變化過程中燃油系統(tǒng)和EGR系統(tǒng)標定策略對排放及經(jīng)濟性的影響,通過試驗研究瞬態(tài)控制過程中燃油系統(tǒng)和EGR系統(tǒng)的瞬態(tài)控制能夠降低顆粒物的排放,對瞬態(tài)控制策略進行了論證,研究表明,由于瞬態(tài)工況下進氣量的增加滯后于燃油的增加,使得燃燒質(zhì)量惡化,導致了瞬態(tài)工況下的微粒排放量的增加。通過對軌壓、EGR開度進行瞬態(tài)修正,可以有效降低瞬態(tài)PM排放。本文通過對EGR系統(tǒng)進行設計優(yōu)化,通過仿真計算分析確定最優(yōu)技術方案。在此基礎上對EGR系統(tǒng)與增壓系統(tǒng)的匹配進行分析研究,并通過瞬態(tài)控制策略使發(fā)動機滿足國Ⅳ排放要求。試驗證明,對于重型車用柴油機,采用合理的燃油系統(tǒng)和相應EGR系統(tǒng)匹配,通過增壓+EGR技術在無后處理系統(tǒng)的情況下滿足國Ⅳ排放是可行的。
【關鍵詞】：柴油機 EGR系統(tǒng) EGR率 瞬態(tài)標定策略 增壓器匹配
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TK422
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 緒論12-20
• 1.1 引言12-13
• 1.1.1 柴油機的應用趨勢12
• 1.1.2 排放物對環(huán)境的危害12-13
• 1.2 排放技術路線13-15
• 1.3 EGR技術發(fā)展狀況15-17
• 1.4 本文研究內(nèi)容及意義17-20
• 第2章 EGR系統(tǒng)設計優(yōu)化及仿真分析20-38
• 2.1 EGR技術工作原理20-22
• 2.2 EGR冷卻器設計與仿真分析22-25
• 2.3 EGR取氣管設計與仿真分析25-31
• 2.3.1 模型的建立和校準25-30
• 2.3.2 計算結果分析30-31
• 2.4 EGR混合器設計與仿真分析31-35
• 2.5 EGR閥選型35-36
• 2.6 本章小結36-38
• 第3章 EGR系統(tǒng)設計方案對發(fā)動機性能的影響38-46
• 3.1 EGR取氣位置優(yōu)化對發(fā)動機性能影響分析38-41
• 3.1.1 試驗方法39
• 3.1.2 試驗結果分析39-41
• 3.2 EGR出氣管末端形狀對發(fā)動機性能的影響分析41-44
• 3.2.1 試驗方法41-42
• 3.2.2 試驗結果分析42-44
• 3.3 不同類型的EGR閥對發(fā)動機性能的影響分析44-45
• 3.3.1 試驗方法44
• 3.3.2 試驗結果分析44-45
• 3.4 本章小結45-46
• 第4章 EGR與增壓系統(tǒng)的匹配分析46-58
• 4.1 EGR與高壓比增壓系統(tǒng)匹配分析46-54
• 4.1.1 高壓比增壓器系統(tǒng)概述46
• 4.1.2 EGR與高壓比渦輪增壓技術匹配特性研究46-54
• 4.1.2.1 對渦輪的要求48
• 4.1.2.2 EGR發(fā)動機匹配要點48-54
• 4.2 EGR與普通增壓器匹配分析54-55
• 4.3 本章小結55-58
• 第5章 EGR技術柴油機瞬態(tài)控制策略分析58-68
• 5.1 瞬態(tài)控制策略研究58
• 5.2 燃油系統(tǒng)標定策略58-61
• 5.2.1 試驗方法59
• 5.2.2 試驗結果分析59-61
• 5.2.2.1 軌壓對NOx和PM的影響規(guī)律分析59-60
• 5.2.2.2 軌壓對經(jīng)濟性的影響規(guī)律60
• 5.2.2.3 軌壓瞬態(tài)控制結果分析60-61
• 5.3 EGR控制策略61-66
• 5.3.1 EGR電控系統(tǒng)組成及工作原理61-63
• 5.3.2 位置控制策略63-65
• 5.3.3 EGR瞬態(tài)控制策略研究65-66
• 5.3.3.1 試驗方法65
• 5.3.3.2 試驗結果分析65-66
• 5.4 試驗數(shù)據(jù)分析66-67
• 5.5 本章小結67-68
• 第6章 結論68-70
• 參考文獻70-74
• 作者簡介74-75
• 致謝75

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