过量空气系数与废气再循环率耦合对汽油机性能的影响

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1、第30卷第1期农业工程学报Vo1．30No．12014年1月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringJan．2014过量空气系数与废气再循环率耦合对汽油机-Ia土．1-Z日~匕I$的影响马志豪，康宁，高定伟2，徐斌，吴健，贾宁2，宋东先2(1．河南科技大学车辆与交通工程学院，洛阳471003；2．长城汽车有限公司动力研究院，保定071000)摘要：为了提高汽油机部分负荷下的燃油经济性，该文通过改变废气再循环率(EGR，exhaus

2、tgasrecirculation)和过量空气系数，在一台增压进气道喷射汽油机上进行试验，研究了过量空气系数与EGR耦合对发动机部分负荷下燃油经济性和排放的影响。结果表明：随着EGR率和过量空气系数a的增加，燃烧循环变动率变大，燃烧持续期变长，且EGR是影响两者的主要因素；泵气损失显著减少，有效燃油消耗率显著降低，与EGR率=0和过量空气系数a=l条件下相比，EGR率=20％和过量空气系数a=1．1条件下的有效燃油消耗率降低了8．37％；随着EGR率的增加，THC(totalhydrocarbon)排

3、放增加，但NO排放显著降低，高达约80％。因此，将三效催化转化器和EGR技术相结合，燃烧稀混合气，可以在满足欧V排放法规的同时，大幅提高汽油机部分负荷下的燃油经济性。关键词：汽油机，废气，喷射，进气道，排放控制，再循环，过量空气系数，燃油经济性doi：10．3969~．issn．1002—6819．2014．01．005中图分类号：TK411．5；TK411．7文献标志码：A文章编号：1002—6819(2014)一O1—0034—06马志豪，康宁，高定伟，等．过量空气系数与废气再循环率耦合对汽油机性

4、能的影响[J]．农业工程学报，2014，3O(1)：34—39．MaZhihao，KangNing，GaoDingwei，eta1．Efectofexhaustgasrecirculationratewithdiferentexcessaircoeficientsonperformanceofgasolineengine[J]．TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE)，2014，30(

5、1)：34—39．(inChinesewithEnglishabstract)够降低泵气损失，但是该工况下EGR容忍度低，0引言当EGR比例较高时，燃烧循环变动大，HC排放增随着世界范围内对降低油耗的需求越来越急加；大负荷下EGR明显降低了排气温度，并且明迫，催生出一系列新的汽油机技术。其中，增压小显抑制了发动机爆震的倾向，从而可以增大压缩型化汽油机逐渐成为新一代发动机的发展方向1。比，提高热效率。对比EGR在小负荷和大负荷下但是，较高的热负荷和爆震倾向又严重限制了其发对发动机的不同作用效果，Alge

6、r等llUJ认为，大负展，利用推迟点火时刻以避免爆震，加浓可燃混合荷利用EGR来抑制爆震增加压缩比对热效率的提气以降低排气温度，两者都是以牺牲发动机燃油经高效果更为明显。世界上各大汽车厂商，如德国马济性为代价J。勒公司i1卜】、法国法雷奥公司、美国博格华纳汽美国西南研究院的一项新的高效稀燃汽油机车公司I】、美国贝尔公司【】6l等都进行过EGR技术(higheficiencydurablegasolineengines，HEDGE)对汽油机综合性能影响的试验研究。在国内，姚春技术，能够大幅度提高汽油机的

7、热效率，在国际上德"、许敏[20-等也开展了相关EGR应用于汽引起广泛关注。HEDGE技术的关键在于以增压小油机上的研究工作，并取得了一定成果。型化汽油机为基础应用EGR(exhaustgas以上研究主要集中在EGR抑制爆震的作用recirculation)技术。Roberts等[3-41首先将缸内直喷以及化学当量比的燃烧模式上，有关过量空气系少量柴油引燃作为一种高能点火手段以提高EGR数与EGR耦合来进一步降低发动机部分负荷油率，研究了HEDGE对重型发动机热效率和排放的耗的试验研究鲜有报道；且缸内

8、直喷汽油机仍具影响。Alger等[5-91在一台1．6L涡轮增压GDI发动有一些问题难以解决，如机油稀释问题、喷油器机上进行试验研究，结果表明：小负荷下EGR能和活塞积碳问题、颗粒物排放问题等24J。因此，本文主要在一台4缸、排量为1．5L的增压进气道收稿日期：2013—09．28修订日期：2013-11-20喷射汽油机上，研究了过量空气系数与EGR耦合基金项目：汽车安全与节能国家重点实验室(KF11161)；河南省自然科对发动机部分负荷下缸内燃烧特性、