基于熱態(tài)EGR的柴油機排氣熱管理技術(shù)研究.pdf

1、目前，我國已經(jīng)全面實施國IV排放法規(guī)，很多城市開始要求新增車輛滿足國V甚至EUVI排放法規(guī)的要求，隨著排放法規(guī)的不斷加嚴，柴油機排氣后處理技術(shù)得到了越來越廣泛的應(yīng)用，但在應(yīng)用過程中也暴露出許多問題，例如，法規(guī)要求的測試循環(huán)工況與實際道路運行工況相差比較大，主要是當前法規(guī)中ETC測試循環(huán)運行工況比較高，而實際道路使用車輛尤其是公交車等運行在低負荷區(qū)域，導致廣泛采用的SCR后處理系統(tǒng)并未充分發(fā)揮效能，甚至沒起到降低NOx的作用，針對這一問題

2、，針對城市運行車輛提出了增加WHTC測試方法的要求，WHTC測試循環(huán)更偏重于低負荷運行區(qū)域，與實際道路運行工況基本符合起來，但這一變化導致柴油機排氣溫度比較低，現(xiàn)有配置SCR系統(tǒng)的柴油機無法滿足NOx排放限值要求，需要采取有效的排氣熱管理手段來滿足WHTC測試循環(huán)的要求。因此，本文圍繞柴油機可行的排氣熱管理技術(shù)措施開展評估、開發(fā)和驗證工作，以滿足SCR系統(tǒng)對排氣熱量的需求，并為滿足未來EUVI法規(guī)進行技術(shù)準備。
　　首先，通過對幾

3、種典型的排氣熱管理技術(shù)手段進行對比分析，通過對溫度提升、NOx排放、煙度、油耗率等指標的評價，選擇合適的排氣熱管理技術(shù)作為開發(fā)方案。
　　其次，為實現(xiàn)對熱態(tài)EGR系統(tǒng)的精確控制，針對三種不同形式的閉環(huán)控制方案進行設(shè)計、分析和試驗驗證。結(jié)果表明，HFM雖然響應(yīng)性比較好，但其對管路要求比較高，而且小流量時測量精度差；氧濃度傳感器在低負荷時測量精度太差，而且在發(fā)動機瞬態(tài)工況過程中測量信號響應(yīng)速度比較慢；根據(jù)壓差和流場要求，設(shè)計廢氣文丘里

4、管路，并進行仿真計算，保證系統(tǒng)的阻力和廢氣流通都達到最優(yōu)狀態(tài)。經(jīng)對三種閉環(huán)方式對比，文丘里方案策略精度較高，其計算新鮮進氣量響應(yīng)也能夠滿足要求。經(jīng)綜合對比，最終采用文丘里閉環(huán)控制策略方案進行技術(shù)開發(fā)工作。
　　最后，采用前期選定及布置完成的EGR閥及相關(guān)管路和開發(fā)完成的控制策略與傳統(tǒng)的進氣節(jié)流閥熱管理方式進行臺架對比試驗。試驗結(jié)果表明，熱態(tài)EGR不僅能夠提升發(fā)動機排氣溫度，還能夠大幅度降低NOx排放值；在低負荷區(qū)域內(nèi)，對發(fā)動機油耗