废气再循环率及可变压缩比对pcci柴油机

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1、废气再循环率及可变压缩比对PCCI柴油机　　摘要：预混压燃（PCCI）柴油机的预混压燃功能是通过调整进气门关闭时刻和提前喷油角度实现的，其能有效的控制可溶性有机物的排放，在PCCI柴油机中，加入废气再循环系统（EGR）能有效的控制一氧化氮的排放，降低压缩比能够显著推迟缸内着火时刻，强化油气混合，同时降低氮氧化合物和干碳烟的排放，但油耗会提高，本文阐述了废气再循环率及可变压缩比如何对PCCI柴油机燃烧和排放产生影响。　　关键词：PCCI；柴油机；废气再循环率；EGR；压缩比　　中图分类号：TK427文献标识码：A　　柴油机作为运输动力之一，具有良好的热效率和燃油经济性，然而

2、，同时碳氢化合物的排放和干碳烟的排放方面也带来了很明显的环境污染问题，因此节能减排成为了当代发动机研究发展的重要方向之一。通过提高发动机压缩比可以加快发动机缸内燃烧速度，从而提高发动机的功率扭矩输出，降低燃油消耗率，减少碳氢化合物和一氧化碳排放等，与此同时，氮氧化合物将会增多，要有效降低发动机的排放则可采用废气再循环（EGR）技术。因此，预混压燃（PCCI）能够有效的降低碳烟和碳氢化合物的排放，废气再循环率（EGR）及可变压缩比则是影响PCCI柴油机燃烧和排放的主要原因。当今的排放法规对内燃机技术提出了更严格的要求，如何在保持良好经济性的同时，降低颗粒物和氮氧化合物排放，

3、实现高效、清洁燃烧已成为柴油机燃烧技术所面临的共同难题与挑战。6　　一、可变压缩比（VCR）对PCCI柴油机燃烧和排放的影响　　1压缩比计算　　ε=Va/VC　　ε表示压缩比，Va表示活塞处于下止点时气缸内的最大容积，VC表示活塞处于上止点时气缸内的容积，即为燃烧室容积。　　压缩比是指发动机混合气体被压缩的程度，用压缩前的气缸总容积与压缩后的气缸容积（即燃烧室容积）之比来表示。当压缩比较高时，压缩结束时所产生的气缸压力与温度相对地提高，当接近压缩上止点时，燃油分子能汽化得更完全，颗粒能更细密，混合气混合质量更好，在自燃瞬间更充分释放出爆发能量，推动活塞下行来实现发动机的动

4、力输出。当压缩比较低时，燃烧的时间会延长，增加发动机的温度并消耗能量，发动机动力的输出并未增加，因而，高的压缩比对提高发动机性能有利。压缩比的变化将对缸内燃烧产生影响，导致压缩终点时的缸内压力的变化和混合气温度的变化。　　2可变压?s比（VCR）对PCCI柴油机燃烧和排放的影响6　　可变压缩比（VCR）是根据柴油机内不同的负荷，采用提高或降低发动机的压缩比方法，在低负荷时，通过提高压缩比来增大发动机的温度和平均有效压力，进而使热效率增大，增大压缩比通过减小气缸容积，增大压缩冲程的最大缸内压力从而提高发动机的功率和扭矩等，但同时会使发动机的燃烧温度过高，爆震倾向严重，排气温

5、度过高。如果和其他技术相结合，则可以扩大压缩比的使用范围；在高负荷时，是降低压缩比，降低柴油机的爆震倾向，可以有效降低发动机的爆震倾向，此时即可使用较高的压缩比，一方面弥补由于的使用造成的功率损失，另一方面对于减少发动机油耗方面也可以有很好的效果。柴油机压缩比变化的空间相对有限，然而通过可变压缩比技术，可以使柴油机的经济性和排放性得到改善，如果和其他技术相结合，则可以扩大压缩比的使用范围，如在高负荷时采用废气再循环（EGR），能有效降低发动机的爆震倾向，此时可提高的压缩比，能有效的弥补由于使用废气再循环（EGR）而造成的功率损失，进而减少发动机油耗方面。　　可以根据发动机

6、工况的不同适时改变压缩比，从而获得更好的动力性能或者爆震性能，提高发动机的稳定性，可变压缩比柴油机能提高发动机的平均有效压力进而提高升功率，降低发动机的燃油消耗率，降低发动机的部分排放物的生成量，如氮氧化物、碳烟和碳氢化合物等，有效的提高燃料的能量利用率，增强发动机的燃料适应性。可变压缩比发动机减少摩擦损失和时间损失，尽管冷却损失和漏气带来的损失增加，可以抵消在同样的压缩比下，较高的压缩比与可变压缩比（VCR）发动机的活塞运动特点相结合可以提高燃烧的稳定性，从而可以扩大废气再循环（EGR）极限，最终达到减少油耗与排放的目的，并满足更严格的排放法规要求。　　二、废气再循环（

7、EGR）率对PCCI柴油机燃烧和排放的影响　　1EGR率计算　　mA表示新进气质量，mE表示循环废气质量。6　　废气再循环（EGR）率通常是指再循环废气的百分比，是重新进入气缸中废气的质量与进入气缸总的混合气质量的比值。废气再循环（EGR）系统则主要通过惰性气体在燃烧室内对燃烧的抑制作用，来影响燃烧速率、燃烧温度以及氧浓度产生，进而对发动机的排放和各项性能产生作用。不同压缩比下废气再循环（EGR）率对发动机HC、CO、NOX排放的影响如图1所示。　　2废气再循环（EGR）率对PCCI柴油机燃烧和排放的影响　　废气再循环（EGR