小型挖掘機用柴油機的排放性能改進研究.pdf

1、柴油機具有燃油消耗率低、效率高的特點，有著良好的經(jīng)濟性和動力性。但是由于柴油機的燃燒特點，NOx和PM的排放較高，其中以NOx污染最為嚴重。目前對于滿足歐Ⅲ排放法規(guī)的柴油機，通常利用廢氣再循環(huán)來降低NOx排放。廢氣再循環(huán)(Exhaust Gas Recirculation)，簡稱EGR，是降低內(nèi)燃機NOx排放的有效措施之一。內(nèi)部EGR是利用進排氣門配氣相位的變化，使發(fā)動機氣缸內(nèi)的殘余廢氣量增加，達到降低最高燃燒溫度和減小NOx排放的目的

2、。內(nèi)部EGR在結(jié)構(gòu)上無外部連接管和。EGR閥等附件，結(jié)構(gòu)簡單，成本低。
　　 本文提出一種具有雙峰排氣凸輪結(jié)構(gòu)的凸輪軸。這種凸輪軸使得當發(fā)動機活塞接近吸氣行程下止點時，EGR凸輪使排氣門略微開啟，利用缸內(nèi)較大的真空度將排氣管中的廢氣吸入氣缸，從而實現(xiàn)內(nèi)部EGR。本文利用AVL FIRE軟件對某柴油機的工作過程進行三維數(shù)值模擬，研究了內(nèi)部EGR對發(fā)動機進氣過程中缸內(nèi)氣體流場、湍動能分布、O2濃度分布、放熱率和燃燒排放物的影響規(guī)律，

3、并對比了采用內(nèi)部EGR與不采用EGR的八工況排放試驗結(jié)果，驗證了雙峰排氣凸輪方案對改進柴油機NOx排放性能的影響規(guī)律，為低成本改進柴油機的燃燒排放性能提供了參考。
　　 研究結(jié)果表明，采用內(nèi)部EGR后能有效降低柴油機NOx的生成量。一方面是由丁在進氣行程末期，重新引入缸內(nèi)的廢氣在一定程度上稀釋了缸內(nèi)氧氣的濃度，使得在燃燒過程中缸內(nèi)富氧區(qū)域面積減??；另一方面，排氣門二次打開時開度很小，氣門與氣門座縫隙處的高速氣流消耗了一部分周圍氣