某柴油機(jī)EGR系統(tǒng)開(kāi)發(fā)及優(yōu)化技術(shù)研究.pdf

1、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（EGR系統(tǒng)）的使用可以使發(fā)動(dòng)機(jī)排放的廢氣中氮氧化物的含量大幅度降低，只有EGR系統(tǒng)與發(fā)動(dòng)機(jī)匹配才能有效達(dá)到節(jié)能減排的作用。EGR系統(tǒng)中的冷卻器和閥門是整個(gè)系統(tǒng)內(nèi)的重要工作部件，二者的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)會(huì)影響發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)及排放中污染物含量。而發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣管中新鮮空氣與廢氣的混合情況會(huì)對(duì)各個(gè)進(jìn)氣歧管中EGR率分配的均勻性產(chǎn)生影響，進(jìn)而影響發(fā)動(dòng)機(jī)工作的穩(wěn)定性。
　　基于軟件GT-power搭建了某卡車用柴油機(jī)的一維計(jì)算模型，通過(guò)

2、實(shí)驗(yàn)與模擬的外特性曲線結(jié)果的對(duì)比保證了該模型的準(zhǔn)確性。針對(duì)該柴油機(jī)在不同轉(zhuǎn)速、不同負(fù)荷工況下的EGR率和EGR冷卻溫度進(jìn)行了研究，總結(jié)了兩種因素對(duì)于該發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及排放性能的影響規(guī)律，得到了不同工況下的最佳EGR率和最佳EGR冷卻溫度的MAP圖，為后續(xù)EGR系統(tǒng)中冷卻器、閥門等組件的開(kāi)發(fā)提供了數(shù)據(jù)支持。
　　基于一維仿真的模擬結(jié)果，確定EGR冷卻器使用過(guò)程中所受的最大熱負(fù)荷點(diǎn)，基于此確定EGR冷卻器工作的邊界條件。分別建

3、立管殼式與板翅式冷卻器兩種不同類型的冷卻器結(jié)構(gòu)的仿真模型，模擬計(jì)算發(fā)現(xiàn)，板翅式冷卻器的冷卻效果較好，但是存在較易積炭情況。根據(jù)冷卻效果及積炭情況要求，對(duì)原始板翅式冷卻器進(jìn)行優(yōu)化，針對(duì)不同的翅片層數(shù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行換熱仿真計(jì)算，對(duì)比仿真結(jié)果，六層翅片冷卻器結(jié)構(gòu)不僅可以使冷卻后廢氣達(dá)到目標(biāo)要求溫度，而且對(duì)于積炭情況有最佳的改善效果。
　　為降低EGR閥工作過(guò)程中的積炭情況，該EGR系統(tǒng)中選擇熱端閥利用高溫減少炭煙沉積。對(duì)不同結(jié)構(gòu)的EGR閥進(jìn)行

4、了流動(dòng)仿真模擬計(jì)算，根據(jù)結(jié)果對(duì)比，確定了進(jìn)口和出口位于閥桿兩側(cè)的EGR閥結(jié)構(gòu)流動(dòng)情況最好?；谠揈GR閥計(jì)算結(jié)果，分別對(duì)不同喉口直徑、不同最大閥門升程的EGR閥進(jìn)行流動(dòng)情況對(duì)比分析，結(jié)果表明:喉口直徑為22mm、閥門最大升程為13mm時(shí)該閥門對(duì)廢氣流動(dòng)產(chǎn)生的局部損失最小。搭建EGR閥流動(dòng)實(shí)驗(yàn)臺(tái)架，對(duì)經(jīng)過(guò)優(yōu)化的EGR閥的流動(dòng)特性進(jìn)行試驗(yàn)，對(duì)比試驗(yàn)及仿真結(jié)果，不同流量情況下的實(shí)驗(yàn)及仿真結(jié)果誤差均在5％以內(nèi)。
　　建立該柴油機(jī)進(jìn)氣管流動(dòng)