EGR分配均匀性对发动机油耗的影响.pdf

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1、第32卷第3期2015年6月内燃机与动力装置I．c．E＆PowerplantV01．32No．3Jun．2015【试验研究】EGR分配均匀性对发动机油耗的影响金晖，陈伟国，冯心水(奇瑞汽车股份有限公司，安徽芜湖241009)摘要：EGR分配均匀性是影响EGR汽油发动机燃油消耗率的主要因素之一。本文针对一款三缸EGR汽油发动机，利用一维仿真软件进行分析，发现EGR分配过渡板对EGR均匀性有直接的关系，并通过优化EGR分配过渡板尺寸，改善发动机EGR均匀性，达到降低发动机燃油消耗率的目的。关键词：EGR；分配过渡板；EGR均匀性中图分类号：TK41

2、1文献标志码：A文章编号：1673—6397(2015)03—0001—04EffectofEGRUniformityonEngineFuelConsumptionJINHui；CHENWei—guo；FENGXin—shui(CheryAutomobileCo．，Ltd．，Wuhu241009，China)Abstract：EGRuniformityisoneofthemainfactorsinfluencingtheruelconsumptionrateofEGRgasolineengines．Basedonananalysisofatri

3、plexEGRgasolineenginebyusingone—dimen—sionalsimulationsoftware，itisfoundthattheEGRtransitionalslabhasadirecteffectonEGRuni—formity．AfteroptimizingtheallocationofEGRtransitionplatesize，theEGRuniformityhasbeenimproved，reducingtheenginefuelconsumptionrate．KeyWords：EGR；Transitio

4、nalSlabs；EGRUniformity引言随着油耗法规的日益严格，降低发动机的燃油消耗已成为目前汽车行业亟待解决的问题之一。缸内直喷发动机、混合动力以及发动机起停技术等都是为了追求发动机的低油耗，但是在工程应用中，却面临着成本高、可靠性低、存在技术瓶颈等一系列问题。而EGR技术作为一种成熟技术，可以在保证发动机动力性能不降低的前提下，根据发动机的转速和负荷需求，将一部分废气引入到气缸内进行燃烧，达到降低发动机燃油消耗的目的’1。2J。某款三缸EGR汽油发动机在试验阶段发现部分负荷引入外部EGR后，油耗率虽然有所降低，但降幅都在2％以下，低

5、于预期值；如果再继续增加EGR率，发动机工作不稳定，各缸燃烧质量一致性差。为此采用一维仿真分析软件对该发动机的EGR系统进行分析，优化EGR系统中分配过渡板尺寸，解决EGR分配均匀性差的问题。1问题描述某款三缸汽油发动机，采用EGR技术降低发动机燃油消耗率。EGR系统采用分配过渡板结构，将废气直接分配到三缸进气道中，发动机结构示意图如图1所示，原始设计的EGR分配过渡板如图2所示。发动机引入EGR后，在相同节气门开度的前提下，降低了进入缸内的新鲜空气量，需要通过调节节气门开度来增加新鲜空气，达到所需求的相同负荷。此时，节气门的节流损失会减小，泵

6、气损失会降低。试验结果表明发动机泵气损失确实随着EGR阀开作者简介：金晖(1979一)，男，工程师，主要从事发动机热力学开发、CAE性能模拟及性能试验相关工作。收稿日期：2015—02—09-2·内燃机与动力装置2015年6月度占空比的增大而降低，进气歧管真空度也随之降低。如图3所示。三元催化訇lEGR汽油发动机结构示意图EGR废气入口图2EGR分配过渡板示意图020406080EGR阀丌度占审比(％)图32000r／min不同负荷进气管真空度废气中的氧含量很低，含有大量N、CO：和水蒸气，这些气体很稳定，不可燃烧，能吸收大量热量’3J。当一部

7、份废气经EGR系统再次进入燃烧室与新鲜混合气混合后，稀释了新鲜空气或新鲜混合气中的氧浓度，使燃烧速度和燃烧温度降低，可以通过增大点火提前角使得对应50％燃烧质量分量的角度向上止点靠近，提高燃烧效率HJ。试验结果表明部分负荷点火提前角随着EGR阀开度占空比的增大而增大，如图4所示。但是经过对燃烧数据的分析，各缸的燃烧质量一致性很差，如图5所示。当EGR阀开度占空比值较大时，发动机就出现失火现象，油耗增加。所以虽然发动机的泵气损失随着EGR阀开度占空比增大而降低，点火提前角随EGR阀开度占空比增大而增大，但是由于燃烧质量差异大，发动机工作不稳定，油

8、耗降低率低‘5

9、。0204060EGR阀开度占审比(％)图42000r／min不同负荷点火提前角图52000r／min、2bar各缸燃烧放热率由于外部