某柴油機EGR系統(tǒng)開發(fā)及優(yōu)化技術研究.pdf

1、廢氣再循環(huán)系統(tǒng)（EGR系統(tǒng)）的使用可以使發(fā)動機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)動機匹配才能有效達到節(jié)能減排的作用。EGR系統(tǒng)中的冷卻器和閥門是整個系統(tǒng)內(nèi)的重要工作部件，二者的結構設計會影響發(fā)動機的運行狀態(tài)及排放中污染物含量。而發(fā)動機進氣管中新鮮空氣與廢氣的混合情況會對各個進氣歧管中EGR率分配的均勻性產(chǎn)生影響，進而影響發(fā)動機工作的穩(wěn)定性。
　　基于軟件GT-power搭建了某卡車用柴油機的一維計算模型，通過

2、實驗與模擬的外特性曲線結果的對比保證了該模型的準確性。針對該柴油機在不同轉速、不同負荷工況下的EGR率和EGR冷卻溫度進行了研究，總結了兩種因素對于該發(fā)動機動力性、經(jīng)濟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、閥門等組件的開發(fā)提供了數(shù)據(jù)支持。
　　基于一維仿真的模擬結果，確定EGR冷卻器使用過程中所受的最大熱負荷點，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構的仿真模型，模擬計算發(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，對原始板翅式冷卻器進行優(yōu)化，針對不同的翅片層數(shù)結構進行換熱仿真計算，對比仿真結果，六層翅片冷卻器結構不僅可以使冷卻后廢氣達到目標要求溫度，而且對于積炭情況有最佳的改善效果。
　　為降低EGR閥工作過程中的積炭情況，該EGR系統(tǒng)中選擇熱端閥利用高溫減少炭煙沉積。對不同結構的EGR閥進行

4、了流動仿真模擬計算，根據(jù)結果對比，確定了進口和出口位于閥桿兩側的EGR閥結構流動情況最好?；谠揈GR閥計算結果，分別對不同喉口直徑、不同最大閥門升程的EGR閥進行流動情況對比分析，結果表明:喉口直徑為22mm、閥門最大升程為13mm時該閥門對廢氣流動產(chǎn)生的局部損失最小。搭建EGR閥流動實驗臺架，對經(jīng)過優(yōu)化的EGR閥的流動特性進行試驗，對比試驗及仿真結果，不同流量情況下的實驗及仿真結果誤差均在5％以內(nèi)。
　　建立該柴油機進氣管流動