车用增压柴油机EGR 技术的应用试验研究(硕士论文)200608
论文《EGR率对增压中冷柴油机性能影响的试验研究》
EGR对增压中冷柴油机性能影响的试验研究刘海峰代国雄（昆明云内动力股份有限公司技术中心内燃机研究所）摘要：本文通过广泛研究对比国内外EGR系统控制技术及策略，根据昆明云内动力股份有限公司现有的试验条件及设备设计了一套适用于4100QBZL柴油机的EGR技术应用研究试验系统。
通过试验研究了同海拔条件下，不同工况（十三工况）、不同EGR率对4100增压中冷柴油机NOx 、PM排放的影响。
进一步分析了采用EGR后，海拔、喷油提前角、冷却EGR等因素对4100QBZL柴油机NOx 、PM排放的影响规律；基于上述试验，对4100增压中冷柴油机的最佳EGR率控制规律进行了初步测试研究。
关键词：柴油机；排气再循环；海拔；排放；作者简介：刘海峰(1974-)，男，云南省建水人，工程硕士，工程师，主要从事中小缸径柴油机的研究、开发工作。
1. 引言目前，我国柴油汽车污染物排放执行相当于欧洲第二阶段控制水平的国家排放标准。
我国柴油汽车污染物排放控制目标是：到2008年，力争达到相当于欧洲第三阶段排放控制水平；2010年之后争取与国际排放控制水平接轨。
昆明云内动力股份有限公司是西南地区最大的多缸小缸径柴油机生产基地，也是目前国内最大的小缸径多缸柴油机生产厂家之一。
不断研究优化云内动力柴油机排放，提高云内动力柴油机排放水平，以适应日益严格排放法规和市场竞争，已成为云内动力发展与生存的重要课题。
2. 本课题研究对象及主要研究内容1) 本课题研究对象型号4100QBZL型式立式、直列、水冷、四冲程、直喷、增压中冷缸径×行程 100×105活塞总排量(L) 3.298压缩比 17.5：1标定功率/转速kW/(r/min) 81/3200最低燃油消耗率g/(kW.h) ≤217最大扭矩/转速N.m/(r/min) 285/2000～22002) 本课题所研究的主要内容和重点：通过对比国内外EGR系统控制技术及策略，根据公司现有的试验条件及设备设计一套适用于4100QBZL柴油机的EGR技术应用研究试验系统；通过试验研究同海拔条件下，不同工况（十三工况）、不同EGR率对4100增压中冷柴油机NOx 、PM排放的影响。
柴油机EGR系统的应用技术分析及检澳
冯丽敏
的工 况 自动调 整 到最 佳 Ｅ Ｇ Ｒ量 ， 控制 精 度 高 ， 动 态 响 应好 。 （ １ ） 开 环控 制 Ｅ Ｇ Ｒ系统
、
开环控制 Ｅ Ｇ Ｒ系统主要是 由 Ｅ Ｇ Ｒ阀和 Ｅ Ｇ Ｒ电 磁 阀等组成。Ｅ Ｃ Ｕ根据发动机冷却液温度、 节气 门开 度、 转速和启动等信号来 控制 电磁阀的通 电或开启。 Ｅ Ｃ Ｕ给 Ｅ Ｇ Ｒ电磁 阀通 电 ， Ｅ Ｇ Ｒ电磁 阀被关 闭 ， 停 止废 气 再循 环 ； Ｅ Ｃ Ｕ不 给 Ｅ Ｇ Ｒ电磁 阀通 电 ， Ｅ Ｇ Ｒ 电磁 阀开 启， 进行废气再循环 ； 废气再循环量取决于 Ｅ Ｇ Ｒ阀的 开度 ， 而Ｅ Ｇ Ｒ阀的开度直接由真空度控制。 （ ２ ） 闭环 控 制 Ｅ Ｇ Ｒ系统 在 闭环 控 制 Ｅ Ｇ Ｒ 系统 中 ， 以实 际 检测 的 Ｅ Ｇ Ｒ阀 的开度或 Ｅ Ｇ Ｒ率作为反馈控制信号， 控制精度高 。 用Ｅ Ｇ Ｒ阀的开度 作 为反馈 控制信 号 闭环控 制 Ｅ Ｇ Ｒ系统， 与普通 电子控制 的开环控制 Ｅ Ｇ Ｒ系统相 比， 只是在 Ｅ Ｇ Ｒ阀上增设了一个 Ｅ Ｇ Ｒ阀开度传感器 。 闭环 控 制 Ｅ Ｇ Ｒ系 统 工作 时 ， Ｅ Ｇ Ｒ 阀开 度 传 感 器 可将 Ｅ Ｇ Ｒ阀开启高度的信号转换为相应的电压信号 ， 并反 馈给 Ｅ Ｃ Ｕ ， Ｅ Ｃ Ｕ根据反馈信 号控 制真空 电磁 阀的动 作， 从 而 改变 Ｅ Ｇ Ｒ率 。 用Ｅ Ｇ Ｒ率作 为反馈信号 的闭环控制 Ｅ Ｇ Ｒ系统 中， Ｅ Ｃ Ｕ根据 Ｅ Ｇ Ｒ率传感器信号对 Ｅ Ｇ Ｒ电磁 阀实行 反馈控制 ， 使Ｅ Ｇ Ｒ率保 持在最佳 值 ， 有效地 减少 了 Ｎ Ｏ 的排 放量 。 三、 Ｅ Ｇ Ｒ 系统 的检测
２ ． ＥＧ Ｒ 电 磁 阀 的 检 测
EGR对车用柴油机性能影响的试验研究
图 ３ ＮＯ Ｇ Ｒ 率的变化规律 ｘ 比排放量随 Ｅ
１． ３ Ｅ Ｇ Ｒ 率的定义 试验中 的 Ｅ Ｇ Ｒ 率是通过分别测量加入 Ｅ Ｇ Ｒ 后进气管和 排 气 管 中 的 Ｃ Ｏ ２ 体 积 分 数 确 定 的。 其 计算公式如下 ：
从图 ３ 可以看出 ， 在不同转速和负荷下 ＮＯ ｘ 排 放随着 Ｅ Ｇ Ｒ 率的增 加 而 降 低 。 废 气 是 作 为 惰 性 气 体引入燃烧室的 ， 废 气 增 多 新 鲜 空 气 减 少， 导致 Ｏ ２ ； ， 和Ｎ 反应量减小 另 一 方 面 废 气 的 比 热 容 比 空 气 ２ 加入废气一定程度上可以降低燃烧温度 ， 抑制 的大 ， 了 ＮＯ 此外 ， 从燃烧的角度看 ， 废气的引入 ｘ 的生成 ； 降低了火焰传播速度 ， 使燃烧变得柔和 ， 同时降低了 燃烧压力和最高燃烧温度， 同 样 降 低 了 ＮＯ ｘ 的 生成量。 由图 ３ 还可以看出 ， 不同负荷采取的 Ｅ Ｇ Ｒ 率不 同， 中负荷 Ｅ 小 负 荷 和 大 负 荷 次 之， 全 Ｇ Ｒ 率 最 高， ／ ， 负荷 Ｅ Ｇ Ｒ 率最 低 。 当 发 动 机 转 速 为 ２ １ ８ ０ｒ ｍ ｉ ｎ
和足够高的燃烧温 度 。 为 了 研 究 Ｅ Ｇ Ｒ 率对柴油机 试验测取了不同转速和负荷下 ＮＯ ｘ 生成 的 影 响 ， ） 。 见图 ３ ＮＯ Ｇ Ｒ 率的变化规律 （ ｘ 随Ｅ
图 ２ Ｅ Ｇ Ｒ 冷却器示意
Ｏ Ｃ＋Ｐ Ｏ Ｃ 的 后 处 理 系 统， 试验 样 机 采 用 了 Ｄ 这种 后 处 理 组 合 成 本 低 ， 不 仅 能 降 低 ＰＭ， 还能将 因此 ， 本试 ９ ０％ 的 Ｃ Ｏ 和 ＨＣ 转化 为 Ｃ Ｏ ２ 和 Ｈ ２Ｏ， 验只重点研究 Ｅ ＧＲ 对 柴 油 机 ＮＯ ｘ 和 ＰＭ 排 放 。 的影响 １． ２． ２ 试验方案 从十三工况中选择了几个代表性的工况点研究 ， 见 表 ２） 在保持其他条 Ｅ Ｇ Ｒ 对发动机性能 的 影 响 （ 通 过Ｉ 件不变的情况 下 ， Ｎ Ｃ Ａ 改变 Ｅ Ｃ Ｕ 中的 Ｅ Ｇ Ｒ 阀开度 ， 并测量出不同 Ｅ Ｇ Ｒ 阀开度下的 Ｅ Ｇ Ｒ 率、 发动机 有 害 排 放 以 及 燃 油 消 耗 率 ， 对比分析不同 Ｅ Ｇ Ｒ 率对柴油 机 排 放 性 和 经 济 性 的 影 响 。 同 时 改 变发动机 Ｅ 测量 Ｃ Ｕ 中喷油 提 前 角 和 Ｅ Ｇ Ｒ 阀 开 度， 选定工况点的 ＮＯ 研究分析 ｘ 排放值和燃油消耗率 ， 这两个因素共同作用对发动机性能的影响 。
增压柴油机排气再循环(EGR)控制系统的设计
本 Ｅ Ｒ系统采用进气 Ｇ
由Ｅ Ｒ阀、 进 市提倡 优先 发展 公共交通 ，足见公 节 流式系统 ， Ｇ 众对环境 问题 的重视。柴油机的排 气节流 阀机 构、电控 系统 、
放 特 点 是 ＮＯ 量 多 ，其 他 排 放 物 含 Ｅ Ｒ 冷 却器 等 组 成 。 Ｅ Ｒ 一 Ｇ Ｇ
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技 术 与 研 究
增压柴油机排气再 循环 （Ｇ ） Ｅ Ｒ 控 制系统 的设计
程 龙 群 黄 新 洪
内容提 要 ：因为 某柴 油机 Ｎ Ｏ排放 超 过 国 Ｉ标 准 ，根据 据 发 动机 Ｅ Ｒ控 制 系统 的要 求和特 点 ，为 了控 制 Ｉ Ｉ Ｇ
型 式 气缸直径 × 行程／ ｍ ａ ｒ 总排量 ／ Ｌ
ｆ 四气门、双顶置凸轮轴、增压中冷、共轨 ｌ ８． ９ ９×９ ． ４６ ｌ ２ ４２ ．０
２ ０ － ｌ ４ ０ ８＠ ＿ 锔 ｉ
４ ５
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技 术 与 研 究
制 ＮＯ 的最有效手段之一 ，而且其 侧 ， 这种连接方式 ， 避免 了废 气对 核心 部 分 ，这 里 单 片机 利 用 的是 ０ ５ ，８ Ｃ １ 位 Ｐ 设计安装该系统对发动机改动不大 ， 压气机 的污染和腐 蚀。Ｅ Ｒ阀采用 ８ Ｃ ｌ ０ ５ 是 ８ Ｃ Ｕ，内有 Ｇ
步进 电机驱动 ，用于调整Ｅ 废气 １ ８ ＧＲ ２ Ｂ数据存 储器 ＲＡＭ 和 ４ ＫＢ的 Ｍ 可寻址 外部程序存储器和数 废气再循环系统 （ Ｇ Ｅ Ｒ）就是 流量 ，采用 步进 电机可 以简化 系统 ＲＯ ， 据 存储器空间各６ Ｋ Ｃ Ｕ有４ ４ Ｂ， Ｐ 个 将发动机排放 的部分废 气引入进气 的复杂性 ，并且控 制准确性高 。
柴油机EGR论文
浅谈柴油机废气再循环（EGR）技术这一学期我们在老师的带领下认识了柴油机，令我印象最深刻的和让我最感兴趣的是废气再循环（EGR）技术，同时也是老师讲得最多的一个课题。
介绍随着日趋严重的环境污染问题的加剧，世界各国对发动机排放的法规越来越严格，从而促进了对低排放发动机的研究。
近年来，人们对发动机排放给予了高度重视，特别是废气再循环技术在柴油机中的应用对于降低排放污染物、达到环保要求，起到了良好的效果。
EGR是Exhaust Gas Re-circulation的缩写，即废气再循环的简称。
废气再循环是指把发动机排出的部分废气回送到进气歧管，并与新鲜混合气一起再次进入气缸。
由于废气中含有大量的CO2等多原子气体，而CO2等气体不能燃烧却由于其比热容高而吸收大量的热，使气缸中混合气的最高燃烧温度降低，从而减少了NOx的生成量。
工作原理EGR主要通过以下几方面发挥作用：EGR中的CO2和水蒸气大大增加了工质的比热容，同时废气的加入也稀释了原来混合气中的氧浓度，从而使燃烧速度变缓，使燃烧过程中的最高温度和平均温度都有所下降，破坏了NO生成的有利环境，从而大大降低NOX排放。
因为汽油机的负荷调节方式通常为量调节，所以在汽油机上应用EGR可以相应的增加进气量，EGR率的增加能降低汽油机在中低负荷工况下的节流损失，降低汽油机的燃油消耗率。
因为废气混入进气参与燃烧，会使发动机中的各个环节和参数发生变化，对发动机也会产生多方面的影响，而且影响是整体化的，必须总体考量。
分类有内部EGR和外部EGR两种系统内部EGR技术概述内部EGR技术结构简单，不需要外部设备，一般情况下通过改变配气相位就可以实现，等同于提高缸内的残余废气系数。
但是缸内的气流运动十分复杂，在不同工况下气流运动规律也不一样，所以这种实现废气再循环的方式很难控制EGR率；而且这种直接引入的方式，废气没有经过冷却，很大程度上的提高了混合气温度，使降低NOX排放的效果不够明显。
增压直喷柴油机EGR系统开发与试验研究
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机 性 能 及排 放 的影 响 规 律 ， 对 柴 油 机 不 同 工 况 的 特 点 ， 定 了各 工 况所 用 的 Ｅ Ｒ率 ， 设 计 了 Ｅ Ｒ 率 电控 系 统 。 针 确 Ｇ 并 Ｇ 台 架 试 验 表 明 ， 保 持其 它排 放 物 基 本 不 变 的情 况 下 ， 助 Ｅ Ｒ系 统该 柴油 机 的 Ｎ ｘ 放 下 降 了 ２ ． 在 借 Ｇ Ｏ排 ６ ％。 ４ 关 键 词 ： 压 直 喷 柴 油机 ； Ｏ 排 放 ；Ｇ 率 ；Ｇ 控 制 系统 增 Ｎｘ ＥＲ ＥＲ
EGR对重型柴油机性能影响的试验研究
EGR对重型柴油机性能影响的试验研究EGR对于重型柴油机的性能影响一直是发动机行业研究焦点之一。
本试验研究的主要目的是探究EGR对重型柴油机性能的影响，以及优化EGR控制策略，提高发动机的燃油经济性和排放性能。
试验采用了一台装备有控制器和大气压缩机的6缸柴油机，实时测量了在不同EGR比例下的氧气浓度、NOx和PM排放指数、燃油消耗率和发动机输出功率。
整个试验分成了4个阶段，EGR比例分别是0％、20％、40％和60％。
试验结果表明，随着EGR比例的增加，NOx和PM排放都得到了有效的抑制。
相应地，随着EGR比例增加，NOx排放指数从680ppm下降到了411ppm，PM排放指数从0.13g/kWh下降到了0.096g/kWh。
不过，由于EGR在不同发动机转速下的可用性不同，因此这种排放抑制效率在不同转速下也有所不同。
同时，随着EGR比例的增加，燃油消耗率和发动机输出功率均有所下降。
然而，在确定最优化的EGR参数时，这些因素将成为考虑的因素。
在经过试验的最优化参数得出后，发动机的平均燃油消耗率从196.9g/kWh降至188.2g/kWh，并且发动机输出功率从215kW增加至248kW。
综合上述结果，结论是在负载较为稳定的情况下，适量的EGR掺量可显着降低NOx和PM排放，并提高发动机的燃油经济性和排放性能。
然而，在确定最优化的EGR参数时，还需考虑燃油消耗率和发动机输出功率的变化，以平衡发动机性能的提高和能源效率的维持。
因此，在实际应用中，需综合考虑EGR对发动机性能的影响并进行优化控制。
此外，EGR对于重型柴油机的性能影响还涉及到其对氧化催化器（DOC）和颗粒物过滤器（DPF）的影响。
研究表明，EGR减少了DOC的催化作用效率，降低了NO的氧化速率；同时，EGR 掺量过高会导致DPF淤积，影响其颗粒物捕集效率。
因此，在实际应用中，需要综合考虑不同的排放控制设备对EGR的适应性，确保发动机的排放符合排放标准。
增压柴油机废气再循环技术的应用研究
ＹＡＮＧ Ｈｕｉ ＧＵＯ ｏ ｈｅ ｇ ， Ｂａ －ｓ ｎ
（ｈ ｎｉｎ ｔｒｒｆＣ ｌ ｇ ， ｈ ｎｉ ｇ ０ ３ Ｃ ｉａ Ｚ ｅｊ ｇ ａ Ｗａ ｃａ ｏ ｅｅＺ ｅ ｊ ｎ １０ ， ｈｎ） ｅ ｔ ｌ ａ ２ ２
０ 前 言
废气 再循 环 系统 简称 Ｅ Ｒ系统 ， 系统 可有 效 Ｇ 该
降低 柴油 机 Ｎ ｘ排 放 。特 别 是 在增 压 柴 油 机 领 域 Ｏ 中 ，随着 排放 标准 更加 严 格 。 Ｇ Ｅ Ｒ技 术 已越 来越 受 到重视 。笔 者通 过试 验 ， 索 Ｅ Ｒ率对 增压 柴 油机 探 Ｇ 在 各种 工况 下 的影 响 及规律 ， 望通 过 Ｅ Ｒ率 的控 希 Ｇ
烧 和发 动机 的动力性 ， Ｇ Ｅ Ｒ阀关 闭 。
ｃ 加速 等非 稳态工 况下 。为 保证发 动 机加速 性 ． 及 必要 的净化 效果 ， Ｇ Ｅ Ｒ阀开 。 ｄ低 、 ． 中负荷工况 下 Ｅ Ｒ率应 随负荷 增 大而增 Ｇ
大 ．Ｃ Ｅ Ｒ阀开 。 １ Ｅ Ｒ系统 的组成 ． ２ Ｇ
第 ５期
内燃 机
Ｉ ｅ ｎ ｌＣｏ ｎｔｒ ａ ｍｂｕ ｔｏ ｓｉｎ Ｅｎｇｎ ｉｅｓ
ＮＯ．５ ０ｅ．２ ８ ｔ ００
２０ ０ ８年 １ ０月
增鹰紫油摒壤气幂循 技术的应用研究
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畅 ¨ “ 辉。 １ 郭宝 圣
（ 镇江船 艇学 院 ， 江苏 ｔ 江 ２ ２ ０ ） 镇 １０ ３
摘 要 ： 着排 放 标 准 更 加 严 格 ， 了 降低 增 压 柴 油 机 Ｎ ｘ的排 放 ， 用 并 联 的 文 曲 利 管 Ｅ Ｒ 系统 ， 克 服 在 高 负 荷 随 为 Ｏ 采 Ｇ 可 工 况 下 排气 压 力 低 于进 气 压 力 的困 难 ， 实 现 废 气再 循 环 ， 分析 了不 同工 况 下 Ｅ Ｒ率 对 增 压 柴 油机 性 能 的 影 响 。 能 并 Ｇ
车用增压涡流室柴油机EGR系统的设计和试验
２ 机 械 机 构 设 计
Ｅ Ｒ 机械 机构 的主 要部 件包 括进 口管 路 、 Ｇ 阀体 和 出 口管 路 ， 们 分 别 完 成 废 气 的 引入 、 制 和 引 它 控
出 。为 优化设 计 和缩 短 设计 周 期 ， 用 ＡＶＬ Ｂ ｏ ｔ 采 ｏ ｓ
标 定功 率 ３ Ｗ ， 定 转速 ５０ ０ ｒｍｉ ， 大 扭 矩 ４ｋ 标 ０ ／ ｎ 最
该 机 的 Ｎ０ 排 放 得 到 了有 效 地 降 低 ， 燃 油 消耗 率 增 加 较 小 ， 明 了该 Ｅ 且 表 ＧＲ 系 统设 计 和 工作 的有 效 性 。 关 键 词 ：柴 油 机 ； 流 室 ； 放 控 制 ；氮 氧 化 物 ； Ｇ 涡 轮 增 压 涡 排 Ｅ Ｒ； 中 图分 类 号 ： ４ ７ ４ ＴＫ ２ ． 文献标志码 ： Ｂ 文 章编 号 ： ０ １２ ２ （０ ６ ０ —０ ００ １ ０—２ ２ ２ ０ ） ４０ ３—５
Ｎ 排 放进 行有 效控 制 。在 诸 多控 制 措施 中 ， 气 废 再循 环 （ ＧＲ 是 一 种有 效 的 手段 ， Ｅ ） 同时 该 技术 的应 用对 发动机 的 改动小 ， 设计 自由度较 大 。 柴油 机采 用增压 后 ， Ｐ 排 放得 到降低 ， 同 其 Ｍ 但 时 ＮＯ 排放 会增 加 ， 即使采 用 中冷技 术 ， ＮＯ 其 排 放一 般仍 高 于原 机 。基 于 此 点 ， 本研 究 针 对 一 台增
在压 气机后 ， 样就 有 ４种 Ｅ 这 ＧＲ系 统 的 布置 方 案 。
本文选 取废 气在 涡 轮 前 引 出排 气 管 ， 压 气机 后 引 在
入进 气管 的方案 （ 图 １ 。 见 ）
因 为在 涡 轮前 引 出的废 气 压 力较 高 ， 易 实现 容 废气 的循 环 ， 同时在 压气 机和 中冷 器之后 引入 废气 ， 避免 了废 气对 压气 机 和 中冷 器 的污 染 ， 少 了对原 减
EGR对柴油机循环波动及燃烧过程的影响
参考文献
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△口．／ＭＰａ
０．１０７ Ｏ．０８１ ０．１６３ ０．０４０ ０．１６５ ０．０７０ ０．１８ｌ ０．０６２
Ａｐ：／ＭＰａ
△（ｄｐ／ｄｅＹ）。。／ ＭＰａ·（。）“
Ｏ．１６１
０．４４２
Ｏ．１３ｌ
０．４６７
０．０２４
０．５９８
０．０பைடு நூலகம்８
Ｏ．１７３
Ｏ．０２１
０．３４
０．０１７
０．１６１
０．０２１
０．３０７
１．Ｎａｖｅｃｏ Ｎａｎｊｉｎｇ，Ｎａｎｊｉｎｇ ２１００２８；２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆＡｕｔｏｍｏｂｉｌｅ ａｎｄ ｖｍｆｆｉｃ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｊｉａｎｇｓｕ Ｕｉｎｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｆｉａｎｇ ２１２０１３
［Ａｂｓｔｒａｃｔ］ Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔ．ｈｅ ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ ｏｆ ｉｎｄｉｃａｔｏｒ ｄｉａｇｒａｍ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ ｏｆ ａ ４１０２Ｑ ｄｉｅｓｅｌ ｅｎｇｉｎｅ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ＥＧＲ ｒａｔｅ，ｌｏａｄ ａｎｄ ｒｏｔａｔｉｏｎ ｓｐｅｅｄ，ｔｈｅ ｅｆｆｅｃｔ ｏｆ ＥＧＲ ｏｎ ｃｙｃｌｅ－ｔｏ—ｃｙｃｌｅ ｖａｒｉａｔｉｏｎ ａｎｄ ｐｅｒｆｏｒｍ—
０．０１７
０．１６２
由表１可以看出采用ＥＧＲ后，在柴油机不同负 荷下，△ｐ。卸ｉ、Ａ（ｄｐ／ｄｏｃ）…均有所降低，柴油机的 循环波动情况有所改善。小负荷时，引入ＥＧＲ可使 △ｐ：、（ｄｐ／ｄ ０１）。，有明显降低。
增压柴油机EGR技术的试验研究
Ｅ ｐ ｒｍｅ ｔｌＲｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｅ ｔＥＧＲ ｔ ｆＳ ｐ ｒ ｈ ｒ ｅ ｅｅ ｎ ｉｅ ｘ ｅ ｉ ｎ ａ ｓ ａ ｃ ｎ Ｂ ｓ Ｒａ ｅ ｏ ｕ ｅ ｃ ａ ｇ ｄ ＤｉｓｌＥ ｇｎ
Ｌｏ ｍ ｉ ｇ，Ｄｅ ｇ ａ ｇ ａ ｇ，Ｔａ ￣ ｉｎ ｕ Ｄｉ ｎ ｎ Ｘｉ ｏ ｕ ｎ ｎ ｒ ｑａ ｇ，Ｚｈ ｕ ｎｇ ｏ ｌｉ
同时 ，也会 对发 动机 的油 耗 、动力 性 以及微 粒 等排
咖 率塑 ：
含 义 为 ：进 排 气量 相 同 ，由 于 Ｅ Ｒ 的 引入 引 Ｇ 起 的 Ｃ ： 度 改 变 ，采 用 Ｅ Ｒ 前 后 进 气 Ｃ ： Ｏ浓 Ｇ Ｏ 的浓
放物含 量产 生负 面影 响 。如何选 取 适 当 的 Ｅ Ｒ率 ， Ｇ 以保证 发动 机正 常 工 作 情 况 下最 大发 挥 Ｅ Ｒ 的效 Ｇ
ｉ ｎａｃｒｉ ｈ ｎｅｏ ｇ ｅ ｏｋ ｏｄ ｉ ． ｇ ｅ ｃｏｄ ｇｔ ｔｅｃａｇ ｆ ｎ ｎ ’ｗ ｒｉｇｃｎ ｉｏｓ ｖ ｎ ｏｈ ｅｉ Ｓ ｎ ｔｎ
Ｋ ｙ ｏｄ ： Ｇ ａ ；ｅ ｓ ｏ ｓ ｕ ｒｈｒ ｄｄ ｓｌ ｎ ｎ ｅ ｗ ｒｓ Ｅ Ｒ Ｒ ｔ ｍ ｓ ｎ ；ｓｐ ｃ ａ ｅ ｉ ｅ ｅｇ ｅ ｅ ｉ ｉ ｅ ｇ ｅ ｉ
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第２ ９卷 （０ ７ 第 ６期 ２０ ）
柴 油 机
Ｄｉｓ ｌＥｎ ｉ ｅ ｅ ｅ ｇ ｎ
Ｖ １２ （ ０ ７ Ｎ ６ ０． ９ ２ ０ ） Ｏ．
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增压 柴 油 机 Ｅ ＧＲ技 术 的试 验 研 究
收 稿 日期 ：２ ｏ ６ ｏ ７ ６
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增压柴油机排气再循环(EGR)控制系统的设计
部步 进 电 机 带 动
。
EGR
控 制 系 统 的基 本 结 构 及 控 制 策 略
，
电 控 系 统 由传 感 器
运 行过程 中
。 ，
E CU
和 执行机构 三 部 分 组 成
在 发动 机
E CU
，
依据 发动机 转 速 和 油 门 位 置 信 号 确 定发动 并根 据发动机 的状 态 信 息 及 标定数据 得 出
图 ２ Ｅ Ｒ 制 ＭＡ 图 Ｇ 控 Ｐ
主 程 序
负 荷％ ２ 转 速ｒ ｍｉ ／ ｎ
节 气 阀 步 进 电机 控 制 ， ｌ 调节 节 气 阀 Ｉ
数 据 处 理
Ｅ Ｇ Ｒ闻 ］
Ｅ Ｇ Ｒ步 进 电 机 控 制 ， 调 节 ＥＧＲ阀 门
中 断 返 回
的输入量 ，确定发动机 当前的Ｅ Ｒ率，再输 出电平信号来控制 Ｇ 步进电机转动步数 ，以得到Ｅ Ｒ阀的不 同开度。在小负荷工况 Ｇ
废气再 循环 系统 (E G R ) 就是将 发动 机排 放 的部 分废 气 引入
进气管
，
与新 鲜 混 合 气 混 合 后 再 进 入 气缸
，
，
利 用 废 气 中所 含有
，
图
1
EG R
系统 结构
，
大 量 的 二 氧化碳 ( C O ) 虽 不参 与燃 烧 却 能 吸 收热 量 的特 点
低燃 油 在 汽 车 发动机 内 的燃 烧 温 度
，
现 有 国 内某汽 车 厂 商 的柴油 机
参数 如 表 1
机 当前所 处 的 工 况 控制 指 令
，
表
型式
1
某柴 油 机 参 数 性 能
直列
浅谈电控EGR在柴油机上的应用研究
电控Ｅ Ｇ Ｒ系统需要在一定的条件下进行Ｅ Ｇ Ｒ［ ６ ］ 。 在下述情况之一时， 电控
Ｅ Ｇ Ｒ系统 的Ｅ Ｃ Ｕ 将 停 止 向Ｅ Ｇ Ｒ电磁 阀发送 控制 指令 ， 电控Ｅ Ｇ Ｒ系统将 停 止工
作。
发动机 的工 况不 同 ， 对Ｅ Ｇ Ｒ Ｉ 的要 求也 不同 。 为 了使Ｅ Ｇ Ｒ系统 能更有 效地 发挥 作 用 ， 必须 对参 ￣ Ｉ Ｉ Ｅ Ｇ Ｒ的废气 数量 加 以 限制 。 （ １ ） 随着 负 荷的 增加 ， Ｅ Ｇ Ｒ的量也 相 应地增 加 ， 并 能达 到最 佳值 ； （ ２ ） 怠速 及 低负 荷 时 ， ＮＯ ｘ 排放 浓度 较 低 ， 为保 证 正常 燃烧 ， 不进行 Ｅ ＧＲ； （ ３ ） 暖机 过程 中 ， 发动 机 温度 低 ， Ｎ Ｏ ｘ 排放 浓度 也较 低 ， 为 防止Ｅ Ｇ Ｒ 恶 化燃
是 保证 迅速 升温 而正 常工 作 ， 防止 出现 怠速 不稳 定现象 。
（ ３ ） 发动机转速低于９ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ 或高于３ ２ ０ ０ ｒ ／ ｍｉ ｎ （ 上下限值取决于发动机
型号 ） 时， 转速 低时进行 Ｅ Ｇ Ｒ 容易 导致转速 不稳 ； 转速 高时是 为了保证 发机 输出 足够 的 动力 。 ５电控 Ｅ Ｇ Ｒ 的 展 望 发展至 今 ， Ｅ Ｇ Ｒ技术 已经 非常 完善 ， 是 目前控 制汽车 排放最 有前景 的一 种 技术 ， 对 改善 汽车 排放有 非常 明显 的效果 ， 目前 已在 汽车 制造 行业得 到普 遍 的
随着Ｅ Ｇ Ｒ 率 的增加 ， 发动机 油耗 和扭矩 也跟着恶 化 ， 而且ＨＣ 的排量 也相应 增加 。 由于废 气再 循环 造成 了失火率 增大 ， 燃烧变 得不稳 定 。 所 以在对 Ｅ Ｇ Ｒ 率 的 控制 中 ， 应 同时对 点火提 前角进 行控 制 ， 这样， 在 一定 的再循环 废气量 的范 围 内 也能 提高 动力 性 和经 济性 。 ２ Ｅ Ｇ Ｒ控制 原 则和 控制 方 式
车用增压柴油机EGR冷却器性能对比试验研究
排放特性，最后根据发动机绝大部分标定工况下的EGR 冷却效率优化选择匹配优良的EGR冷却器。
各工况点的试验过程中，调节EGR阀门从0开始逐渐增加，直至阀门（阀门开度100%）或发动机性能严重恶化，同时调整相关标定参数（主喷油量、主喷正时、预喷油量、预喷与主喷间隔、增压压力及轨压等），以达到试验工况的转速为了进一步了解不同EGR冷却器的综合性能，本文计算了各EGR冷却器的冷却效率。
具体的计算方法参，细则如下：假设废气在经过EGR冷却器前后是具有相同比热值的理想气体，根据热量计算公式：经过EGR冷却器后，其中，m为进入EGR冷却器的废气的质量，则EGR冷却器效率为：即：2试验结果发动机燃油经济性图2，3，4为不同EGR阀开度（EGR率）下柴油机燃油消耗率的变化曲线。
图21120r/min55Nm工况下EGR对燃油消耗率的影响图32100r/min180Nm工况下EGR对燃油消耗率的影响从图中可以看出，各工况下不同EGR率下燃油消耗图1试验台架布置示意图率变化趋势并非一致。
低速低负荷1120r/min、55Nm）EGR 阀门开度较小（<20~25%）时，通过调整标定参数，可使得燃油消耗率呈减小趋势，说明EGR率在一定范围内增大时，EGR起到改善燃烧的作用，再循环废气的加入有助于改善发动机的燃油经济性[10]。
这可能是由于低速工况少量冷却废气的加入进一步降低了进气终了的缸内温度，有利于提高缸内的充量系数，致燃油消耗率降低[11]。
但当EGR 率继续增大时，燃油消耗率呈增加趋势，这是由于低速小负荷工况下，缸内燃烧温度及压力较低，燃油燃烧并不充分，冷却废气加入进一步降低了缸内温度，再者，随着缸内的再循环废气增多，EGR的稀释效应逐渐明显，氧气浓度的降低恶化了燃烧导致燃油消耗明显增加。
相比于低速工况，发动机中、高速工况下燃油消耗率随着EGR率的增加，燃油消耗率呈逐渐增大的变化趋势。
这可能是由于发的影响曲线。
增压柴油机瞬变工况egr控制策略研究
增压柴油机瞬变工况egr控制策略研究
随着环保意识的不断提高，汽车排放成为了一个备受关注的问题。
为
了降低柴油机的排放，研究人员提出了一种新的控制策略——增压柴
油机瞬变工况EGR控制策略。
该控制策略的核心是通过增加废气再循环（EGR）来降低氮氧化物（NOx）的排放。
在瞬变工况下，柴油机的负荷和转速会发生剧烈变化，这会导致EGR的控制变得更加困难。
因此，研究人员需要寻找一种有效的控制策略来应对这种情况。
研究表明，增压柴油机瞬变工况EGR控制策略可以通过调整EGR阀
门的开度和进气压力来实现。
具体来说，当柴油机处于瞬变工况下时，控制系统会根据当前的转速和负荷情况来计算出最佳的EGR阀门开度和进气压力。
然后，控制系统会通过调整EGR阀门和进气压力来实现NOx的降低。
此外，研究人员还发现，增压柴油机瞬变工况EGR控制策略可以通过优化控制算法来进一步提高控制精度和响应速度。
例如，可以使用模
糊控制或神经网络控制等高级控制算法来实现更加精确的控制。
总之，增压柴油机瞬变工况EGR控制策略是一种有效的降低柴油机排
放的方法。
通过调整EGR阀门的开度和进气压力，并优化控制算法，可以实现更加精确和快速的控制。
这种控制策略有望在未来的柴油机排放控制中得到广泛应用。
增压柴油机瞬变工况egr控制策略研究
增压柴油机瞬变工况egr控制策略研究增压柴油机瞬变工况EGR控制策略研究1. 引言随着环境污染和能源危机的日益严重，柴油机作为高效能源转化装置备受关注。
然而，柴油机的排放问题成为制约其发展的主要瓶颈之一。
尤其是在瞬变工况下，排放控制更为困难。
因此，研究如何有效地控制柴油机在瞬变工况下的排放成为亟待解决的问题。
本文将针对增压柴油机在瞬变工况下的EGR控制策略展开研究，旨在提供一种新的控制方案以降低柴油机的排放。
2. 瞬变工况下的EGR控制2.1 EGR技术简介EGR（废气再循环）技术是目前降低柴油机排放的一种有效手段。
通过将一部分废气重新引入燃烧室，可以降低燃烧温度，减少氮氧化物（NOx）的生成。
然而，在瞬变工况下，EGR控制更加复杂，需要针对不同工况设计相应的控制策略。
2.2 EGR控制策略研究现状针对柴油机瞬变工况下的EGR控制策略已经进行了一系列研究。
例如，基于模型预测控制（MPC）的方法可以准确预测未来瞬变工况下的EGR需求，并实时调整EGR阀的开度。
另外，基于模糊逻辑控制（FLC）的方法可以根据当前工况和目标排放要求，灵活调整EGR阀的开度。
此外，还有基于神经网络控制（NNC）的方法和基于遗传算法优化的方法等。
3. 提出的增压柴油机瞬变工况EGR控制策略为了更好地控制增压柴油机在瞬变工况下的EGR，本文提出了一种基于模型预测控制和模糊逻辑控制相结合的控制策略。
具体步骤如下：3.1 建立EGR控制模型根据增压柴油机的特性和瞬变工况下的EGR控制需求，建立EGR 控制模型。
考虑到瞬变工况下的不确定性，采用模糊逻辑控制方法对模型进行修正。
3.2 预测未来瞬变工况下的EGR需求基于历史数据和当前工况，利用模型预测控制方法预测未来瞬变工况下的EGR需求。
通过对瞬变工况的分析和建模，可以准确预测未来EGR的变化趋势和幅度。
3.3 调整EGR阀的开度根据预测的EGR需求和当前工况，利用模糊逻辑控制方法调整EGR 阀的开度。
增压柴油机外部EGR系统设计与试验分析
增压柴油机外部EGR系统设计与试验分析摘要眼下，我国汽车产业的发展势头迅猛，汽车保有量正在快速增长，汽车不仅给人们提供了舒适和方便，还带来了交通堵塞、交通事故以及有害尾气等危害。
尤其是有害尾气（一氧化碳、氮氧化合物、碳氢化合物、PM颗粒）对人类生存环境的影响很大。
所以控制尾气排放，已成为全球各大汽车公司以及相关专家的研究重点。
在汽车排出的尾气中，氮氧化合物的危害最大，且难以消除。
目前，EGR（废气再循环）系统在降低氮氧化合物排放方面效果最为显著，该系统根据发动机的实时工况，将适量发动机排放的废气再循环至气缸参与燃烧，由于废气的比热容较高，减缓了燃烧速度、降低了燃烧温度，使得氮氧化合物生成量降低。
本文结合国内某一汽车公司增压柴油机研发项目，对EGR系统零部件进行设计，在排放标准上能达到国Ⅳ标准，在工程实际应用上具有一定的参考和使用价值。
首先，从氮氧化合物形成机理入手，分析EGR技术的基本原理，分析几种典型EGR技术以及在柴油机上的应用情况。
其次，结合本文所设计的增压柴油机的需要，对EGR系统的主要零部件的结构参数进行计算确定，对部分部件进行选型设计。
最后，利用GT_Power和三维star-CD软件建立热力学模型进行计算，对EGR系统进行试验验证，并对试验结果进行分析，本文设计的EGR系统是否满足各缸燃烧均匀性及降低油耗的要求，同时经过试验比对，确定废气出口方案及管路上下腔深度方案进行试验验证，选出最优方案。
关键词：EGR原理；EGR技术应用；EGR系统设计；试验验证Design and experimental analysis of turbochargerdiesel external EGR systemABSTRACTWith rapid develop ment of auto mobile ind ustry,the amount of car ownership of our country grows fastly in recent years,which bring not only comfort and convenience,but also traffic jams,traffic accident and exhaust of vehicle.Particularly, harmful auto mobile exhaust emissions,which consist o f carbon mono xide,nitrogen oxides,hydrocarbon and fine particles has far-reaching influence particulate matter,make considerable negative influence to on the human survival enviro nment.Therefore,exhaust emissio n control has attracted much attention of global car firms and experts.In which,nitrogen oxides makes the greatest damage to enviro nment,and it is difficult to eliminate.At present, Exhaust Gas Recirculatio n has been widely used to reduce the emission of nitrogen oxides ,which using it recirculate proper amount o f engine exhaust gas to cylinder,according to the real-time status of engine,powertrain has remarkable effects in respect of nitrogen oxides reductio n.Because of specific great heat capacity of exhaust，the rate of combustion and burning temperature were reduced, which lead to less production of nitrogen oxides.Based on development project of supercharged diesel engine of one certain automob ile enterprise,design of key parts of EGR was discussed in this thesis to meet the fourth generatio n emissio n standards provides referential values to practical applications.Firstly，fundamental mechanism o f EGR was analyzed,and several typ ical EGR technologies were introduced.Secondly，structural parameters of key parts in EGR system were designed .Finally,GT_Power and star-CD were used to establish thermodynamic model of the system,and experimental tests of EGR system were carried out to verify the presented model.The requirements on uniformity of the combustion and lower fuel costs were evaluated,and the feasib ility of exhaust exit p lace and the depth of top and bottom lumen in p ipe were verified.At the end,the structure of the system is optimized.Keywords：Principle of EGR techno logy；EGR techno logy applicatio n；Design of EGR system；Experimental verification致谢在职业学校的教师岗位工作六七年后，能够重新踏入学校的大门，较为系统和深入的学习车辆工程知识，对我来说，实在是难得的充电机会。
柴油摩托车发动机的排气再循环技术研究与应用
柴油摩托车发动机的排气再循环技术研究与应用摩托车作为城市交通工具的重要组成部分，其发动机的燃烧和排气系统的效率直接关系到车辆的动力性能和环境污染排放。
为了提高柴油摩托车发动机的燃烧效率和降低尾气排放，排气再循环技术成为近年来研究的热点。
排气再循环（Exhaust Gas Recirculation，简称EGR）技术是通过将一部分废气重新引入进气道，与新鲜空气混合后再进入燃烧室进行燃烧，从而降低燃烧室温度和压力，减少氧气的含量，从而抑制NOx（氮氧化物）的生成。
这项技术在柴油发动机上的应用已有很长的历史，但在摩托车领域的研究和应用相对较少。
柴油摩托车发动机的燃烧过程与汽油发动机有所不同，由于柴油燃料的特性，其燃烧室内的温度和压力较高，容易产生较多的氮氧化物。
而氮氧化物是主要的大气污染物之一，对人体健康和环境造成严重威胁。
因此，降低摩托车发动机排放的氮氧化物成为一个迫切的需求。
排气回收技术正是为了满足这一需求而发展起来的。
通过将一部分废气再循环到燃烧室，氮氧化物的生成得以抑制。
具体来说，EGR技术使用一个EGR阀来控制废气的再循环比例，通过调整阀门的开度，可以精确控制废气的流量，以满足不同工况下的排放要求。
通过这种方法，可以将废气中的氮氧化物与新鲜空气稀释，从而降低燃烧室的温度和压力，减少氮氧化物的生成。
与汽油发动机不同，柴油发动机在燃烧过程中产生的颗粒物较多，因此，排气回收技术在柴油摩托车上的应用仍面临一些挑战。
首先，由于摩托车的行驶速度和负荷变化范围较大，对排气再循环比例的控制要求较高。
因此，需要开发出适应不同工况的EGR控制策略和系统。
其次，EGR技术会降低发动机的燃烧效率，导致燃油消耗增加。
因此，需要进一步研究如何优化发动机的燃料喷射和空气进气系统，以提高整体效率。
近年来，柴油摩托车发动机的排气回收技术得到了一定的研究和应用。
一些发动机制造商已经利用EGR技术实现了排放标准的达标，同时提高了发动机的燃油经济性。
EGR技术对柴油机排放和性能影响的试验研究
EGR技术对柴油机排放和性能影响的试验研究1 引言柴油机经过100多年的发展已被广泛应用于农业、工业、交通运输和国防建设事业。
柴油机工业的发展，对国民经济和国防建设都有十分重要的意义。
柴油机在汽车动力方面也是极其重要的，柴油机汽车活跃在世界的各个角落。
为了改善人类生活，创造社会文明做出了巨大的贡献。
由于柴油机具有热效率高、适应性好、功率范围宽等优点，目前，美国、日本和欧洲发达国家在大、中型载重汽车上已全部柴油机化，柴油机汽车在全球总量中所占的比例呈逐年上升趋势。
图1：柴油机汽车比例图1.1柴油机排放污染物柴油机的排放污染物主要包括一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）合颗粒物（PM）。
它们都会对人体健康产生不良影响。
由于柴油机所用燃料及其燃烧方式的特征，使其具有热效率高、过量空气系数较大的特点，使得柴油机排放的CO和HC远低于汽油机，但排放的NOx与汽油机在同一数量级，而颗粒物的排放要比汽油机大几十倍甚至更多。
因此，柴油机排放控制的重点主要在NOx和PM上。
表1 柴油机主要排放污染物污染物危害CO 窒息性的无色无味有毒气体，会在血液中取代氧而形成牢固的血红蛋白，影响氧气输送。
人体吸入后，使心脏、头脑等重要器官严重缺氧，引起头晕等症状。
轻度时使中枢神经系统受损，严重时会使心血管工作困难，直至死亡。
NOx 棕红色强烈刺激性的有毒气体，是柴油机排气中恶臭物质成分之一，被人体吸入时，能与肺部的水分结合生成可溶性硝酸，有刺激性作用，严重时会引起肺气肿。
在强烈阳光下会发生化学反应，形成二次污染。
HC 燃烧后生成的多种碳氢化合物的量总称，其中含有少量醛类（甲醛和丙烯醛）和方向烃（最后组成苯丙芘）。
对鼻、眼、呼吸道的粘膜有刺激作用，可引起结膜炎、鼻炎等，苯丙芘是一种致癌物质，与NOx发生光化学反应是造成化学烟雾重要因素之一PM 微粒中主要成分是碳。
柴油机排放物中的微粒大多小于0.3μm，可以被吸入肺叶，并在肺里滑动，造成肺组织摩擦损伤。
柴油机EGR系统的应用
系统的应用柴油机EGR系统的应用1、背景柴油机具有低油耗、高效率的特点，有着良好的经济性和动力性，因此，汽车柴油化已经成为—个不可逆转的趋势。
但柴油机同时具有噪声大、NOx和颗粒排放高等缺点，且排放技术的研究也落后于汽油机，成为限制车辆柴油化的“瓶颈”。
为了满足日益严格的排放法规，国内外内燃机工作者们作了大量的研究工作来降低柴油排放，开发出了多种行之有效的控制方法，主要有废气再循环（EGR）、推迟喷油提前角、燃油掺水、采用高压共轨喷射等。
相比较而言，由于EGR技术降低NOx排放效果最为显著，且对原机改动小，设计自由度大等优点，目前已被大众、奥迪、宝马、丰田和沃尔沃等柴油机制造商广泛采用。
2、柴油机EGR的控制方法为了满足不同的动力性和经济性需求，发动机需要在多种运行工况间不断切换。
实践证明，发动机的工况不同，对EGR量的要求也不同。
因此为了充分降低NOx，又不使其它排放增加，并能保证柴油机的良好性能，有必要对柴油机不同工况下的EGR率分别进行最优控制。
3、EGR系统的改进及其在重型增压器柴油机上的应用EGR技术在汽油机和轻型柴油机的应用发展相对成熟，但在应用于重型增压柴油机时，由于进气管与排气管之间的压差较小，尤其是在涡轮增压柴油机中，在大、中负荷工况范围压缩机出口的增压压力往往大于涡轮机出口的排气压力，EGR难以自动实现，使EGR的应用范围以及EGR的回流量均受到限制，从而使得EGR在重型增压柴油机上的发展和应用一直没有达到完全实用化阶段。
为此，国内外学者在这方面已做了大量研究工作，并提出了如下几种EGR改进方法，以促进EGR 在增压柴油机上的应用。
4、结束语在重型柴油机领域，应用EGR所带来的问题相对复杂，在重型柴油机常用的较高负荷情况下，EGR会使颗粒排放猛增，发动机的耐久性和可靠性也将受到影响。
目前，EGR在重型柴油机的应用已经成为国内外的一个重点研究方向，今后，EGR技术也将在重型柴油机领域得到广泛的应用。
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论文分类号 TK421.5 单 位 代 码10183密 级 内 部研 究 生 学 号2200608吉 林 大 学硕 士 学 位 论 文车用增压柴油机EGR 技术的应用试验研究Study of EGR Technology on Diesel Enginewith Turbo-charger作者姓名：李文军专 业：动力机械与工程 导师姓名 及 职 称：洪 伟 教授论文起止年月：2002年8月至2003年3月硕 士 学 位 论 文 吉 林 大 学 作 者 李 文 军提要本文首先介绍了车用柴油机的发展现状，探讨了限制车用柴油机发展的排气污染物尤其是NOx和微粒的产生机理及其治理措施。
着重对废气再循环（EGR）技术降低NOx排放的原理进行了理论分析，得出了NOx的生成环境主要是高温富氧，而废气再循环技术一方面废气不参加燃烧过程而且经再循环废气稀释的混合气比热容增加，从而降低了最高燃烧温度，另一方面惰性气体的加入降低了进气氧浓度，从而抑制了NOx的生成的结论。
同时指出了EGR技术又会使微粒、CO和HC的排放量增大。
本文介绍了EGR技术对发动机性能的综合影响，EGR技术在重型增压柴油机上应用应注意的问题及其实现方式，还介绍了一些常用的机械式和电控式EGR系统。
本文针对朝柴6102BZQ和6102BZLQ发动机进行了EGR的试验研究。
本文直接采用冷EGR方式，并采用经验公式的方法设计了冷却器的尺寸。
同时，本文也通过经验公式的方法设计了EGR的管径。
在EGR的实现方式上，本文采用了将废气引入压气机前的低压回路系统，这样做的好处是结构简单，比较容易实现，也比较容易控制。
本文采用80C196KC单片机作为控制单元，发动机的转速和负荷作为控制参数，采用真空度控制的EGR阀，通过改变单片机输出的占空比来调节EGR阀的开闭时间比例，从而对再循环废气量进行调解。
设计了EGR控制系统的软硬件。
本文针对两台发动机分别做了四条负荷特性试验，得出了EGR对两种柴油机排放性能和经济性能的影响规律。
并从降低NOx排放、改善NOx与微粒的折衷关系、降低燃油经济性损失角度出发，在权衡各工况点的排放加权比的基础上，确定出了各工况点相应的最佳EGR率，并进行了定EGR率下的十三工况计算。
关键词：车用柴油机，冷EGR，低压回路系统， EGR冷却器，电控EGR系统，最佳EGR率。
目录第一章绪论 (1)§1.1车用柴油机发展现状 (1)§1.2 车用柴油机的排放法规 (1)§1.3控制车用直喷式柴油机各种有害排放物的技术措施 (2)§1.4国内外车用柴油机EGR技术研究应用现状 (4)§1.5本课体的研究工作任务与主要内容 (5)第二章 EGR系统概述 (6)§2.1EGR技术降低NO X的机理 (6)§2.2EGR对发动机的影响 (7)§2.3采用EGR系统时应考虑的主要问题 (8)§2.4几种典型柴油机EGR系统概述 (11)第三章 EGR控制系统的设计 (15)§3.1控制系统设计思想 (15)§3.2控制单元简介 (15)§3.3传感器信号处理电路设计 (16)§3.4系统软件设计 (17)§3.5控制系统的模拟 (20)第四章试验装置及试验方法 (21)§4.1试验对象 (21)§4.2试验仪器和设备 (21)§4.3试验方案 (21)§4.4EGR率的测取和计算 (24)§4.5 EGR管径的设计 (24)§4.6 EGR冷却器的设计 (25)第五章试验结果 (27)§5.1 6102BZQ试验结果分析 (27)§5.2 6102BZLQ试验结果分析 (39)§5.3本章小结 (52)第六章全文总结 (54)致谢 (55)参考文献 (56)摘要 (57)Abstract (Ⅰ)第一章绪论1.1车用柴油机的发展现状在世界范围内，汽车正逐步成为运输旅客和货物的主要交通工具。
发动机仍是主要的动力源。
柴油机由于其较高的压缩比（汽油机的压缩比受爆震限制）、稀混合气燃烧（汽油机的混合气受点火界限和三效催化转化器的要求限制的要求限制，不能过稀）以及无进气节流损失等原因，具有油耗低的优点。
低油耗意味着较低的CO2排放。
CO2是导致温室效应的原因，低的CO2排放可以减轻地球温室效应的压力。
就轿车用内燃机来说，传统的间接喷射式柴油机（预燃室式或涡流室式），在典型的部分负荷工况点（2bar平均有效压力；2000r/min）的CO2排放低于现代气油机13%左右；在怠速状态下，低18%；全负荷时，低1%。
现在，市场上的直喷式柴油机的经济性更佳，CO2排放也更低，在部分负荷时，低于现代汽油机23%；怠速时，低35%；全负荷时低18%。
另外，柴油在生产和运输中产生的CO2也远远低于汽油。
由于以上一些优点，柴油机在船舶、载重汽车、工程机械等动力机械中得到了广泛的应用[52]。
在汽车领域，目前，美国、日本和欧洲发达国家在大、中型载重汽车上已全部柴油机化，特别是近年来由于广泛采用增压技术，使其升功率达到了汽油机的水平，从而大大改善了柴油机的动力性，因而在轿车和轻型车上柴油机的应用比例也越来越大。
1.2车用柴油机的排放法规随着汽车工业的飞速发展，汽车保有量急剧膨胀，汽车排放问题受到极大关注，因为汽车排放严重影响着生态环境、人身健康，制约着经济的发展。
所以世界上各发达国家相继投入大量的人力、物力和财力控制环境污染，保护生态平衡。
为了能更好的治理环境污染，相继制定了一系列的环境保护法规，其中包括车辆排放法规，一起达到依法的形式来治理空气污染的目的。
特别是近十年来由于环保意识加强，对车用柴油机的低污染要求越来越突出，美国、日本和欧洲等国家相继颁布了愈来愈严格的排放法规[40]。
表1.1给出了部分国家和地区的载重车用柴油机的排放限值。
表1.1欧洲联盟载重车用柴油机的排放限值[52]（g/kW.h）标准欧洲1 欧洲2 欧洲3 欧洲3测试循环ECE R49 ECE R49 ESC ETC生效日期1992 1996 2000 2000COHC NMHC CH4NO X微粒动态烟度4.51.1____8.00.610.36(1)4.01.1—__7.00.150.25(2)2.10.66____5.00.100.13(2)0.8m-15.45__0.781.65.00.160.21(2)(1)适用于额定功率小于等于85kW的柴油机。
(2)适用于单缸排量小于0.7L,额定转速大于3000r/min的柴油机。
表1.2美国载重车用柴油机的排放限值[52] （g/hp.h）（1）生效日期 CO HC NO X微粒1994 15.5 1.3 5.0 0.1 1998 15.5 1.3 4.0 0.1 （1）1hp=745.700W欧美的排放限值基本上代表了世界上排放控制的总发展趋势。
从表1.1和1.2中可以看出，载重车用柴油机排放限值逐年加严，特别是体现在NO X和PT的控制上，这就使排放控制和提高柴油机经济性的矛盾越来越大。
所以柴油机排放控制研究是21世纪研究的核心问题。
1.3控制车用直喷式柴油机各种有害排放物的技术措施1.3.1车用柴油机的有害排放污染物车用柴油机排放污染物主要有以下几种：HC(碳氢化合物)：HC包括未燃和未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解和部分氧化的产物，如烷烃、烯烃、芳香烃、醛、酮、酸等数百种成分。
烷烃基本上无味，对人体健康不产生直接影响。
烯烃略带甜味，有麻醉作用，对粘膜有刺激，经代谢会转化成对基因有毒的环氧衍生物。
烯烃是与氮氧化物一起在太阳光的紫外线作用下形成有毒的“光化学烟雾”的罪魁祸首之一。
芳香烃对血液和神经系统有害，特别是多环芳香烃及其衍生物有致癌作用。
醛类是刺激性物质，对眼、呼吸道、血液有毒害。
CO：它是发动机内不完全燃烧的产物，是汽车排气中有害物质浓度最大的成分。
CO是一种无色无味的气体，它和血液中输送氧的载体血红蛋白的亲和力是氧的240倍。
CO与血红蛋白结合生成羟基血红蛋白，就剥夺了血红蛋白对人体组织的供养能力。
空气中CO的体积百分数超过0.1%时，就会导致人体中毒；超过0.3%时，则可在30分钟内使人致命。
NO X（氮氧化物）：它是燃料在发动机内高温燃烧而生成的产物。
内燃机排放的氮氧化物绝大部分是一氧化氮NO，少量是二氧化氮NO2,一般用NO X表示。
NO是无色气体，本身毒性不大，但在大气中缓慢氧化成NO2。
NO2呈褐色，具有强烈的刺激味，对肺和心肌有很强的毒害作用。
NO X是在地面附近形成光化学烟雾的主要因素之一。
CO2：它是汽车排放物中含量最多的物质，目前虽未列入控制项目，但由于它是导致全球温室效应的物质，以包括在环境净化所考虑的范围内。
PM（微粒）：它是柴油发动机的主要污染物之一，主要是由柴油燃烧生成的（柴油机排放的微粒是汽油机的几十倍）。
其粒径大致在0.01—0.05之间，大于1μm的微粒很少。
其主要成分是碳及其吸附的有机物质。
吸附物中有多种PAH，具有不同程度的致癌作用。
SO X（硫的氧化物）：燃料中的S在燃烧后会形成SO X（SO2\SO3）排出发动机外，能形成酸雾，污染环境。
含硫量较高的燃料，在燃烧后形成的SO X还会毒化催化器中的催化剂，降低净化效果。
目前，有的国家已将硫在燃料中的含量进行了限定1.3.2车用柴油机的有害排放污染物的控制技术除了极低的挥发性碳氢化合物外，低的CO2、CO和HC排放（特别在冷起动情况下）是柴油机的固有特点。
然而较高的NO X和微粒排放给柴油机的发展投下了阴影。
减少柴油机排放的技术大多受到NO X、微粒和油耗反比例关系的束缚。
发动机研究者采用各种不同的技术，如采用直喷化、增压中冷、高压喷射、废气再循环、电子控制、低润滑油耗等措施来降低排放，取得了一定的效果[41]。
从降低排放的措施的发展来看，依靠单一技术同时满足几项污染物的法规要求是很难实现的，应将积累的技术集结起来，在发动机功率、耐久性、紧凑型等基本性能提高的基础上，实施减少排放的措施。
预计今后柴油机发展的趋势是涡轮增压、电控喷油、电控废气再循环和排气催化后处理[44]。
减少车用发动机NO X的措施及其相应的技术见表1.3所示。
减少NO X的方法可分为两种，一种是抑制它的生成，二是对排出的NO X进行后处理。
在发动机燃烧室内NO X 的生成速率受燃烧气体的温度和氧浓度的控制。
也就是说，为了减少NO X的生成，就要采取使燃烧室内温度和氧浓度降低的方法。
降低燃烧温度的方法有推迟喷油、冷却进气、废气再循环等[41]。