廢氣再循環系統在車用發動機上的應用研究
摘要:介紹了EGR系統結構原理、NOx的形成機理以及EGR技術對抑制NOx生成的理論基礎;比較了柴油機和汽油機最優EGR率特性場的分布狀況;分析了幾種常用EGR率的測量方法、測量原理及其應用范圍。著重闡述了不同工況下不同EGR率對發動機動力性、經濟性及排放性能的影響;最后指出EGR率優化過程中應該考慮的幾個重要設計原則。
關鍵詞:內燃機,廢氣再循環,排放控制
NOx是汽車廢氣中主要排放物之一,排放法規對其限制非常嚴格。廢氣再循環(EGR)技術可有效降低發動機NOx排放,已經成為汽車發動機必不可少的排放控制措施之一。國外早在20世紀70年代就開始了EGR技術的研究,并率先在汽油機上應用,取得了很好的效果;90年代后EGR技術開始廣泛應用于柴油機。我國目前對EGR技術的應用研究處于起步階段。
1 NOx生成機理及EGR系統原理
1.1 NOx的生成機理及控制
NOx的主要成分是NO,有少量的繼續氧化產物NO2。NO是在高溫燃燒下(大于2 200 K),由分解的氧原子和氮原子發生反應而生成的,故NO的生成量在很大程度上取決于燃燒溫度,此外還與O2的體積分數直接相關。在稀燃時,O2體積分數足夠大,NO的生成主要取決于燃燒溫度;在濃混合氣條件下,NO的生成量主要取決于O2的體積分數。所以,NO體積分數最大點應該出現在混合氣略稀、火焰燃燒溫度較高的工況點,即過量空氣系數(a)在1.1~1.3的區域內,燃燒溫度很高的過濃混合氣區和O2體積分數大的過稀混合氣區都不會產生很高的NO體積分數。從NO的生成機理可以看出,為了降低發動機NO排放量,可以采取降低燃燒室峰
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