废气再循环(EGR)的温度对可变EGR率的重型直喷式柴油机性能和排放的影响模板

废气再循环（EGR）的温度对可变EGR率的重型直喷式柴油
机性能和排放的影响
D.T.Hountalas a,G.C.Mavropoulos a,*K.B.Binder b
a Internal Combustion Engines Laboratory, Thermal Engineering Section, Mechanic
EngineeringDepartment,National Technical University of Athens, 9 Heroon
Polytechniou, 157 73 Zografou, Greece
b Development Basi
c Systems, Heavy Duty Engines, DaimlerChrysler AG, 70546
Stuttgart,Germany Received 10 December 2006
摘要
直喷柴油机是当今公认的卡车和其他有关重型车辆的动力总成。

与此同时，排放法规（主要针对NO X和颗粒物）变得更加严格，排放物限值降低到非常低的水平。

采用高比例废气再循环（EGR）是控制NO X排放以达到未来排放法规的一种有效方法，同时需要采用进气增加来降低对碳烟排放的负面影响。

该方法基于降低燃烧室内的气体温度和氧浓度，但通常会对碳烟排放和有效油耗率（BSFC）产生不利影响。

在采用高比例EGR时，需要EGR气体冷却以降低其在烟尘排放的不利影响。

尤其是在发动机高负荷时EGR流量和排气温度高时候，为此，本文，采用多区燃烧模型，在不同EGR比例下研究了冷却EGR温度对涡轮增压直喷重型柴油发动机全负荷工况下性能和排放的影响。

研究结果表明，降低EGR温度对有效油耗率和碳烟（低值）具有积极作用，同时，对NO也有一定的有利影响。

综上所述，低EGR温度的效果优于高EGR温度。

关键词：废气再循环；柴油机；EGR温度；排放
1引言
在柴油发动机的发展中，工程师和制造商面临的最困难的问题之一是控制和减少污染物排放[1,2]达到相关立法“可接受的”水平。

在过去的几十年里，减少NO X 和烟尘的排放量已取得重大进展。

但是与此同时，在欧V排放法规中，柴油机的允许排放的限值也变得更加严格。

柴油机被广泛的应用在交通运输中，作为在未来主要的动力来源来说，降低其排放是亟待解决的。

可采用先进的燃烧技术和（或）后处理系统来实现对排放的控制。

作为公认
的唯一有可能实现未来限值的是使用内部措施结合现有废气再循环（EGR）技术[ 3,4 ]。

在发动机进气冲程时，废气循环进入发动机是降低NO
[5,6]最知名的也是最
X
成熟的技术之一。

然而，在现有的发动机系统中要协调好各种影响发动机运行的因素。

通过这种方式，就可以确保达到预期的限值（降低污染物排放）同时避免牺牲现有的“有利因子”（如发动机效率等）。

建模的贡献是可以有效的研究所涉及对发动机性能和排放的各种参数。

其中一个重要的参数就是再循环的废气的温度。

图一.（a）区域在喷射方向形成“r-z”平面
（b）区域形成在“x-r”平面
总体来说，介绍了EGR对柴油机燃烧三种不同的方式：热，化学和稀释。

热效应对进气温度影响与容积效率的增加有关（热节流）和增加的电荷比热容取决于CO2和H2O的存在。

另一方面，在燃烧过程中的化学作用是气体的解离有关，而稀释是指减少氧气供应。

目前我们主要集中在第一种，即热效应，考虑再循环废气温度对性能和排放的影响。

本文在前人研究的基础上，对废气再循环的冷却是研究的EGR气体温度对不同EGR率下的性能和排放的影响一个重要课题，有利于发动机的使用和排放。

因此，我们研究重型直喷式单缸柴油发动机能否在高的峰值燃烧压力[7]进行工作。

欧盟项目HEDE-应用先进的喷射定时来改善有效燃油消耗率（BSFC）但是显然对NO X排放有不利影响。

控制氮氧化物，冷却EGR被认为是使用一个固定的对于所有的测试情况下的温度来进行检测。

在目前的工作中研究不同EGR温度来确定其对燃烧和污染物的形成机制。

目前的研究已经表明，如果我们希望没有显著牺牲发动机的效率时，保留低的NO X排放是对EGR冷却是有利的。

EGR冷却对防止烟尘排放量上升到不可接受的水平是必要的。

在高EGR率和发动机转速较低时，需要EGR的冷却将更明
显。

从理论的调查证明了，不同EGR 温度对部分负荷下的内燃机有不同的影响。

由于空间的限制，本研究是应用在满负荷和在最高EGR 质量流量的要求下不同的发动机转速为的条件的情况。

理论研究是利用现有的三维多区模型[8,9]进行适当的修改[4]包括影响EGR 率和温度。

为分析增压压力和喷油定时保持恒定时的发动机转速，EGR 率和EGR 温度作为计算参数。

如图所示EGR 温度对有效发动机的效率和烟尘的排放量产生不利的影响，而在EGR 温度范围内对NO 排放没有或者有小的影响。

如果EGR 上部温度范围内增加江油更显著的影响存在（热EGR ）。

如发现，EGR （废气再循环）冷却降温是有益的BSFC 和烟尘，而其影响取决于发动机转速和EGR 率。

2仿真模型
在这项研究中使用的模型已在过去[8,9]提出后被开发了。

它已被修改为包括EGR 率和温度影响的应用现状。

因此只简要的介绍了其主要原理。

所使用的模型是一个多区燃烧区域之一。

燃料射流被分成同心的三个区使用考虑。

这使发动机热力参数在燃料射流及其对污染物排放[10–12]形成详细的估计。

它也揭示了EGR 对污染物的形成机制的影响。

2.1. 发动机气缸的仿真
燃料混合后，在喷射前分为不同的量称为“zones”。

压力被认为在整个燃烧室是均匀。

每个区都有自己的温度和组成，运用热力学第一定律和质量守恒和动量守恒方程确定。

图.1a 和b 是同心的射流区。

喷射轴线使用的射流轴被指定为“X”和其他两个轴垂直于它的轴线作为“Z”和“R”。

在轴向方向上的区域的数量是由注射时间和时间步长来确定，目前是0.5。

CA 。

在其他两个方向的区域的数量为五，在圆周方
向上的径向数量是八。

2.1.1 热交换
传热计算特性速度是采用湍流动能的粘性耗散率k ～εt 模型[1,8,9,13–17]确定。

热交换率是这样得到的：
44[()()]c r g w A h Tg Tw c T T Q ∙=-+- (1) 其中T g 是由射流体积温度：
1
1n k vk k k n
k vk k m c T Tg m c ===∑∑ (2
（指数k 表示“kth”区的总数n ）
热交换率的估计是根据公式分布式喷射区中的公式：
)1(k vk k n
k vk k
k m c T k m c T Q Q ∙∙=∆=
∑ （3） 2.1.2. 空气涡流
以吸入空气的旋转运动为蓝本，有效地假设固体旋转包围的势流区[ 2,18 ]。

该方案考虑造成汽缸壁附近的边界层空气的粘性。

切向速度分布是由以下方程描述：
u=W P R for 0≤R ≤ R e
u=W P R e (Re/r)0.05 for R c ≤R ≤R P （4）
在RC 点是固体旋转结束的点，由下面的经验公式给出：
R c =R in (D b /2R p ) （5）
R P 是圆柱体的半径和R in 气缸阀的轴向距离。

解决的方法用旋转速度来确定，数据由[8,9]提供。

2.1.
3. 喷雾模型
从燃油喷射系统的仿真模型，确定了喷嘴出口处的初始条件。

最初，燃料行驶距离小（断裂长度）的内筒，在破碎成液滴。

断裂长度是由公式[2,8,9,18]给出了. 0.5inj 1()l break inj a
L u t c d ρρ=≅ (6) 其中C 1是一个常数， R a 和R l 分别是空气和燃料的密度。

速度沿喷雾轴线分散后是区分喷雾穿透[18,19]随时间产生的相关性为： 0.250.50.52.95()2p inj g
P u d t ρ-∆=. （7）
在射流区外围，渗透速度乘以式（7）计算下列系数：
,2,1exp[()]j i
n j t inj r n n r α=-, (8)
在n j ，i 是本地区的速度修正系数，r j,i ，是其相对于射流轴线区起始位置（见图1b ），n 1，n 2是常数。

这样得到的速度分布，类似于实际在喷外围渗透比较慢的中央的一个区。

喷雾锥角是用来估计的喷射区域的几何位置由下列关系[2,18]确定的：
20.2520.05()inj a a d P
ραμ∆= （9）
计算在径向和轴向方向上的空气流速的局部成分和中轴线使用动量守恒方程，我们要考虑空气涡流射流的几何影响。

碰壁后每个区域的渗透速度是由下面的关系[17]确定
0.250.250.50.752.95(),2hit p inj g P t u d t
ρ∆= （10） 在区后冲击被假定为平行于气缸壁的路径，这是接近现实。

2.1.4.空气卷吸进入区
加气用动量守恒估计，这已被证明是稳定的，简单的和几乎不需要调整发动机的操作条件。

空气卷吸进区总量从注射时刻确定；
()inj f inj a f p a f f p u m u m m u m m m u =+⇒=- （11）
2.1.5.液滴破裂和蒸发
喷射的燃料是根据瞬时喷油率分布区。

每个区域内的燃料分按以下具有相同的直径Dd 组分布[2,8,9]：
313.5()exp[3()]().SM SM SM
dV Dd Dd Dd d V D D D =- (12) 索特平均直径的D SM 是从半经验公式得到的，来自实验数据：
0.250.320.370.4711,10.38Re ()(),SM inj inj inj a a
v D We d v ρρ--= (13)
0.250.750.540.1811,2 4.12Re ()(),SM inj inj inj a a v D We d v ρρ-= (14)
其中下标“1”,“2” 分别为的完整和不完整的喷雾。

索特平均直径为上述两个值的最大值。

博尔曼和约翰逊[20]的模型为蒸发过
程的之后，如[15].
2.1.6.燃烧模型
燃烧启动点火延迟期的关系[2,21,22]:
Pr 2.5 1.040g 11exp(5000)t t del g eq S d a P T φ--==⎰
(15)
其中“Φeq ”是在混合区内当地的燃料空气当量比，del a 是一个常数。

点火后的
局部反应率取决于燃料的质量浓度，氧气和温度适宜的地方。

下面的关系给出了燃料的反应速率：
fb 1m ,6af
ao Ec T b f o K C C e N -= (16)
其中K b 是常数，E C 是降低的活化能（K ），C f ，C o 分别是燃料和氧气的质量浓度。

2.2. 气体交换
使用的填充和排空的方法，实现了进排气系统的模拟，取得了良好的效果
[1,2,16]。

该模型是模拟涡轮增压内燃机，即模拟涡轮增压器和空气冷却器的运行[16]。

2.3. 一氧化氮和烟尘的形成的模型
2.3.1 一氧化氮的形成
一氧化氮在每个区域内都可形成，可以使用化学平衡。

认为在每一区都存在这11种物质[23]：
O 2，N 2，CO 2，H 2O ，H ，H 2，N ，NO ，O ，OH ，CO 。

在每个区域中的这些元素的平衡浓度是使用由作者开发的方法确定[7,15]。

一氧化氮的形成是由化学动力学控制。

在目前的工作中泽利多维奇用于涉及以下三个方程扩展机制：
2N NO N O +↔+ k 1f =1.6×
1010 2N O NO O +↔+ k 2f =6.4×106 T exp （-3125/T ）
N OH NO H +↔+ k 3f =4.2×1010 (17) 在每个区域的[NO]浓度变化可以表示为:
(18) 其中,
11f 22f 233f k [][],k [][],
k [][]e e e e e e R N NO R N O R N OH ===
β=[NO]/[NO]e 。

在以前的关系指数e 表示平衡。

以往的微分方程我们可以得到在每个区NO 浓度整和。

2.3.2. 碳烟的形成
烟灰形成的速率是使用Hiroyasou 半经验确定，模型[2,15,26].碳烟的生成和氧化是由以下方程描述：
0.5,exp[/()]sf
f f ev sf mol t dm A m P E R T d =- （19）
2 1.8()exp[/()]O sb b s sb mol t P dm A m P E R T d P =- （20）
其中， “f ”表示碳烟的形成，“b ”表示燃烧，m ev 是区域中燃料蒸发的量，2O P 是氧气分压。

烟尘的形成E sf 和燃烧E sb 的活化能分别是82，000和120，000 kJ/kmol ，净碳烟的形成率用下面的公式确定，
sf s sb t t t
dm dm dm d d d =-. (21) 3.测试内燃机的描述
在使用的内燃机基于戴姆勒-克莱斯勒500系列的单缸直喷涡轮增压发动机。

引擎的基本参数在表1中给出。

压缩机已被风机所取代，喷嘴涡轮由具有等效流动面积提供了类似的平均排气压力的真正的发动机。

采用废气再循环的压缩机排
211231([])2(1)1/()
t d NO V R V d R R R ββ-=++
出的高压回路。

在欧盟项目“HEDE”中特定的引擎已经开发出并能承受高的峰值燃烧压力达280巴[7]。

通过戴姆勒克莱斯勒提供的HEDE项目发动机在试验过程中获得的试验数据，用不同的EGR率和恒定的EGR温度140°C（冷却EGR）。

因此，一个悬而未决的问题仍然是关于EGR气体温度水平对发动机性能和排放的影响。

这进行电流计算研究的主要动机。

4．模型验证
内燃机曲轴转角（度）EGR率
图2.比较在1130转的发动机转速100%负荷和-9°的喷油定时，不同EGR率。

计算和实验的气缸压力图图3. 比较在1130和1420 转的发动机速下100%负荷和-9°的喷油定时不同EGR 率，计算和试验有效热效率值的大小图
使用的多区模型来检测EGR温度对发动机性能和排放污染物的影响，有必要验证其能力作为EGR的效果而言。

为此，对上述单缸试验机我们使用的实验数据是在戴姆勒-克莱斯勒公司的研究实验室做的。

试验是使用EGR率从0%增加30%然后对发动机的运行状况进行检测。

如上所述自从先进的喷射定时被用来提高发动机效率。

EGR的使用检测了作为控制NO X排放的意义。

在目前的工作中获得的实验数据为两个发动机转速用于模型验证，即在全负荷时，1130和1420转使用在上止点-9°的喷油定时提前角（对1130转速和1400转速来说，普通值为上止点-2°…-5°）。

在试验之中，EGR气体温度控制在140°C（冷却EGR）。

测量的发动机的性能和排放与理论计算的数据相比较获得EGR对性能和排放的影响。

这要求我们使用模拟研究的理论基础，研究EGR温度对性能和排放量的
影响。

在无EGR时，1130转的发动机转速和100%负荷下对模型进行校准。

参数调整为：缸压峰值使用修正的事实或空气卷吸率，点火延迟和烟尘的离子尾管值调整为常数，列入相关方程常数的值。

我们将保持发动机操作条件不变。

4.1. EGR对发动机性能的效果预测
在图2中给出了在1130转的发动机转速，100%负荷采用-9°ATDC喷射定时的0%，10%和20%的EGR计算和实验气缸压力曲线的比较。

观察到与计算的所有EGR率测量值有一个良好的一致性。

仿真成功捕捉了EGR对缸内压力轨迹的影响，导致在压缩过程中缸内压力小是减少燃烧和膨胀过程中更强烈的一个。

这一结果由于废气的存在增加，从电荷比热容，O2的可用性，对燃烧速率的影响减少可以看出CO2和H2O的解离。

应该说，（全负荷）空气燃料比（AFR）的值接近它们的最低限度。

因此，废气再循环的存在在发动机进气道进一步降低氧气供应，在目前情况下对即将到来的燃烧是一个主导因素。

因此，EGR发动机气缸内的百分比增加降低了气缸峰值压力值。

图4.在1130和1420转的发动机转速，
100%负荷和-9°上喷油定时。

EGR
率对计算和测量NO和碳烟排放的
影响
图5.发动机转速在100%负荷和91上的
喷射定时的影响，EGR温度和不同
EGR率对空燃比的影响然而，在部分负荷下的不同的情况可以参照在高EGR温度的经验（热EGR），氧利用率明显高于全负荷。

由于EGR增加入口空气温度增加可以减少点火延迟，在某些情况下会导致随EGR率的增加，气缸峰值压力增加[27,28]。

考虑到以前，预期EGR将对发动机效率产生负面影响。

这是由验证观察图
3提供的计算和发动机有效热效率为1130和1420转的发动机转速在100%负荷下EGR 率的函数的测量值的比较。

计算出的值是接近实验值和对EGR 率对速度为定值的发动机的有效效率的最重要的模拟预测的检查。

显然，采用EGR 对发动机效率的负面影响的百分比几乎呈线性增加。

尤其是在低转速时这种效果更加明显。

4.2. 尾气排放
为了检验模型的预测能力，对EGR 率对污染物的排放量的影响是图4给出的计算在1130和1420转发动机转速下，100%负载和不同EGR 率的NO 和烟尘测量值之间的比较。

烟尘的值是从尾气过滤器采集的（FSN ）。

观察模拟预测足够的EGR 率对污染物的影响。

EGR 率的增加结果为降低NO ，急剧增加的碳烟。

在发动机低转速对污染物、的作用强。

随着EGR 率的增加，NO 降低，而烟尘的排放几乎线性的指数增加。

因此，模拟可以预测定EGR 率对性能和排放的影响，因此它也似乎适合于研究EGR 温度的影响。

5.EGR 温度对性能和排放的影响的理论研究
在覆盖整个发动机工作转速范围的三种不同的发动机转速即1130，1420，1710转下和100%负荷的情形下，探讨EGR 温度对发动机性能和排放的影响效果。

在这一点上必须指出，由于考虑其重要性，在满负荷的情况下它是燃料消耗和污染物排放最优的结果（由于空间限制）。

然而，研究了在低发动机负荷条件下试验不同EGR 率，即5%，10%和15%的结果，此时喷油提前角（-9°ATDC ）和增压压力是恒定值。

对于每个测试案例，用不同的EGR 温度进行试验，范围从90°C 到240°C ，每50°C 为试验一次。

以前的温度范围是选取的一个温度代表，在满负荷使用冷却EGR ，在许多情况下，冷却介质是发动机冷却液。

EGR 率定义为
()100%EGR i EGR m EGR m m =⨯+﹪
EGR m 是废气再循环的质量，i m 是新鲜空气的质量，进气温度考虑新鲜空气和废气的进气质量流量用热力学第一定律估计。

5.1．EGR 温度对发动机性能的影响
很明显，在恒定的增压压力下，EGR率的增加的结果是每循环引入的新鲜空气的量减少。

因此，由于每循环喷射的燃料的量仍保持不变，空燃比应减少。

增加EGR气体温度在一个给定的EGR率时的效果与预期类似。

图5提供了在不同EGR率下的EGR气体温度，空燃比在所有案例的变化。

AFR的EGR气体温度的变化几乎是线性的。

在同一图给出了空燃比与EGR率的在EGR气体温度较高和较低时检测的相对变化，与发动机运转无EGR时空燃比相借鉴。

据观察，温度的增加的EGR对AFR增加产生负面影响。

对于所有的试验情况下，EGR 率和温度的影响在发动机低转速更为明显。

因此，在满负荷时的热节流效应（减少气缸进气量）是重要的，尤其是在EGR温度提高到较高的值。

在满负载和转速1130转下，EGR气体温度对最高燃烧压力的影响呈现在图6.EGR气体温度增加降低了最高燃烧压力，尤其在高EGR率下更强烈。

这显示最高爆发压力的百分数的变化的曲线相比没有EGR来说是更好的结果。

在其他两个发动机转速下类似的结果已被试验得到。

有一点上应该强调的是发动机运行在满负荷，空燃比接近下限的情况下。

因此，使用高EGR温度进一步降低了氧的量。

这在气缸进气后氧气不足将导致燃烧率降低，从而延缓燃烧，降低了气缸最大爆发压力。

另一方面对点火延迟的影响几乎可以忽略不计，因为满负荷时，较高的压力和温度下的燃气导致非常低的点火延迟值。

从以前的结果来看，增加EGR气体温度的影响燃烧机理导致最高燃烧压力的减小很明显。

因此，图7表示，它在全负荷下不同EGR率和发动机转速影响有效热效率。

如图所示，有效热效率随EGR温度线性降低。

有效热效率下降的原因主要是空燃比降低，从而影响燃料的燃烧率，增加气缸内的平均气体温度，影响热损失。

从提供发动机有效效率的变化（减少）随着较高和较低的EGR气
体温度下试验的EGR率来看，这曲线显示的很明显。

图6.EGR温度对不同EGR率的峰值缸压力在1130转的发动机转
速，100%负荷和-9°上的喷油定时
的影响
图7.EGR温度对不同EGR率，发动机转速在100%负荷和-9°的喷射定时的有
效热效率的影响
在EGR温度高和发动机转速低时，EGR的效果更加明显。

当转速从1130增加到1420时，转有效效率急剧增加，在发动机转速为1710转时降低。

这种变化可以在图5中看出，参考EGR下空燃比和EGR气体温度的变化。

在1420和1710转的转速下空燃比的值是非常相似，而在1130转，其相应的显著降低了。

这是由于EGR实施相结合对发动机运行产生的不同影响。

在目前满负荷运行的情况下，热节流效应（即进气冲程期间减少空气和氧气的量）是重要的，当EGR温度值较高时，随着EGR温度的提高而增加。

这显然对燃烧产生负面影响。

同时，由气缸内温度水平的增加，导致高的EGR温度，从而导致热损失的增加。

最后，由于EGR的存在，进气时氧浓度降低，对燃烧有显著的负面影响。

上述结果充分说明图7中观察到有效热效率。

5.2. EGR温度对排放的影响
总所周知，采用EGR有效降低NO X的排放量。

通过这点，图8介绍不同的EGR率的EGR温度对NO变化的函数。

如图所示，在满负荷时，选择温度在取值范围内时，NO的排放是一个定值，在高EGR率下有个小的增加[34]可以观察出。

考虑到氮氧化物的形成温度和氧气敏感性，得出了燃烧室内部的温度增加，如下在图10中所示，由于EGR温度的增加是由AFR比减少来补偿。

观察在较高和较低的EGR温度值的EGR率下NO的变化，试验的结果证实了在试验范围内在所有发动机转速NO没有明显变化，仅在高EGR率下NO有微小的变化增加。

另一方面，EGR率的影响在低转速稍高。

正如已经提到的，这是因为在发动机低转速较低的空燃比引起的。

在热EGR的情况下（没有冷却）进气温度的增加会显著，预计将导致冷却的EGR的案例[5,6,27]NO将增加。

如图9显示, 增加EGR温度,碳烟排放量随着其值的增加而增加。

原因可能是因为AFR的减少。

氧气的浓度的减少影响了碳烟的形成和排放。

在高EGR率和低转速下，EGR温度的影响几乎呈线性明显变化。

在同一表格给出了对于三种发动机转速和EGR气体温度上限和下限时，碳烟的排放随EGR率的相对变化，与没有EGR时作比较。

EGR率对碳烟的效果在高EGR温度更强。

此外，如图所示，EGR温度的影响在低转速更大，碳烟变化的最大值可以观察[5,35]。

在烟尘的排放量可以预期，使用较高的EGR温度可以提高碳烟氧化，减少烟尘排放情况。

这可能是为重型柴油机低负荷运行由于采用AFR即使使用EGR氧利用率高碳烟也少的原因的解
释。

然而，在满负荷运转，没有的这种情况。

作为EGR温度的增加对AFR产生负面影响，因为没有足够的氧气来氧化碳烟。

提供对以前的意见，关于EGR温度对NO和烟尘的影响有了更好的解释。

图10给出了满负载EGR温度对平均气体温度的变化，本地区的温度（区1,1,1-1st 外围区），NO和碳烟的形成历史。

EGR温度从90°C到240°C的增加导致了主燃烧期气体的温度的和个别区的温度的增加。

最后是由于增加的EGR温度的结果，减少了空燃比和增加区内卷吸的空气温度的补偿的，对CO2和H2O的离解产生负面效应。

气体温度增加，从而氧气供应不足，烟尘不能氧化，热节流增加。

导致烟尘排放的增加。

图8.对不同EGR率，发动机转速在100%
负荷和91上的喷油定时对NO排放
的EGR温度的影响
图9.烟尘排放量在100%负荷和91上的
喷油定时的EGR温度和不同转速
率的变化。

很明显，当使用高EGR气体温度，由于缺乏氧气，碳烟氧化在膨胀冲程中更早时停止。

这提供了EGR气体温度对碳烟排放增加的负面效应的一个解释。

考虑图5提供EGR温度对整体的空燃比的影响，在EGR温度下NO有一个微小的变化是解释是局部区域气体温度的变化。

随着EGR温度增加，局部气体温度的增加对NO的形成有一个小小的积极影响，这显然是因为O2百分比的减少。

最后这两机制在EGR温度水平试验下NO有一个非常小的增加，在高EGR率下，更加明显。

图10.EGR温度对平均工作气体温度，温度效应，NO和烟尘的形成历史的影响。

结论
本研究，采用现有的三维多区模型研究EGR温度对涡轮增压直喷柴油机性能和排放的影响。

全负荷运行时，在涵盖全部转速范围下的三个不同转速下对不同EGR温度和EGR率进行了研究。

研究表明，EGR温度对发动机有效效率，最高燃烧压力和碳烟排放均有不利影响。

采用高EGR温度（低冷却）也会对空燃比负面影响。

同样，有效效率也会受到不利影响。

EGR温度的增加和氧浓度的降低，对碳烟排放产生了不利影响，同时阻碍了碳烟的生成和氧化。

由于EGR温度的升高，增加温度和降低氧浓度的综合作用，对一氧化氮净排放量的影响较小。

因此，一氧化氮排放量基本保持不变，仅随EGR温度有轻微上升，这在高EGR率条件下更加明显。

在低转速和高EGR率时，EGR温度对有效热效率和碳烟的影响较大。

目前的研究已经表明，如果我们希望没有显著牺牲发动机的效率时，保留低的NOx排放是对EGR冷却是有利的。

EGR冷却对防止烟尘排放量上升到不可接受的水平是必要的。

在高EGR率和发动机转速较低时，需要EGR的冷却将更明显。

从理论的调查证明了，不同EGR温度对部分负荷下的内燃机有不同的影响。

致谢
我们想对欧盟委员会在财政上的支持表示感谢，目前项目已经实施。

也感谢对姆勒-克莱斯勒汽车公司为这一研究提供实验数据和对本项目的协助指导。