内部EGR技术及其在小型挖掘机柴油机中的应用.pdf

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1、第42卷第3期2013年6月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDMOTORCYCLEV01．42No．3Jun．2013·研究·开发·内部EGR技术及其在小型挖掘机柴油机中的应用+胡钟林1边强2高(1一山河智能装备股份有限公司湖南长沙410100博2高文志22一天津大学内燃机燃烧学国家重点实验室)摘要：以某小型挖掘机柴油机为研究对象，分析了几种能够实现内部EGR的方法，提出采用双峰排气凸轮，即排气门在进气行程后期二次开启的方法来实现内部EGR。对排气小凸轮的升程、包角和位置进行了优化，分析了双峰排气凸轮对该

2、柴油机的NO。排放、功率和油耗率的影响，并进行了柴油机EPA八工况法排放测量来验证优化的结果。关键词：内部EGR双峰排气凸轮NO。中图分类号：TK421+．5文献标识码：A文章编号：1671—0630(2013)03—0001—04InternalEGRTechnologyandItsApplicationintheDieselEngineforSmallExcavatorHuZhonglinl，BianQian92，GaoB02。GaoWenzhi21一SunwardIntelligentEquipmentCo．，Ltd．(Changsha，Huna

3、n，410100，China)2一StateKeyLaboratoryofEngines，TianjinUniversityAbstract：SeveralmethodsofachievinginternalEGRareanalyzedwiththedieselengineofasmallexcavatorastheresearchobject．Theadoptionofdouble．peakexhaustcamwhichmakestheexhaustvalvesecondopenisadoptedtoachieveintemalEGRisputfor

4、ward．Thestroke，wrapangleandpositionofthelittlecainareop—timizedandtheeffectofdouble·peakexhaustcallaonNO。emission，powerandfuelconsumptionratioofthedieselengineisanalyzed．ThentheemissiontestingofthedieselengineunderEPAeightconditionsismadetoidentifytheoptimizationresult．Keywords：

5、InternalEGR，Double—peakexhaustcam，NO。引言由于柴油发动机功率大、热效率高及燃油经济性好等特点，使其广泛应用于工程动力机械。随着人们的环保意识加强，工程机械的排放法规日趋严格。柴油机主要的排放物为NO。和微粒，其中影响NO，生成的要素包括柴油机燃烧时产生的高温、持续时间及燃烧的富氧¨J。因此任何能降低燃烧峰值温度、缩短高温持续时间的措施都有利于降低NO。的排放。其中废气再循环技术(EGR)是最有效的方法之一口J。EGR技术的基本原理是将部分排气引入进气管，以提高混合气中的废气成分，这样一来，废气对新气的稀释作用意味着降

6、低了氧浓度，破坏了富氧的条件；另一方面，由于废气中含有的水蒸气和二氧化碳等三原子分子，比热容大，可以有效地降低气缸内的最高燃烧温度，破环高温的条件，从而达到降低NO。含量的目的。EGR技术被认为是柴油机达到欧三以上排放标准不可缺少的一项重要技术pJ。目前废气再循环有外部与内部两种方式。外部十基金项目：国家863计划课题资助(2009AA045103)。作者简介：胡钟林(1966一)，男，大本，学士，高级工程师，主要研究方向为内燃机工作过程。2小型内燃机与摩托车第42卷EGR是将发动机的部分排气从排气管引入进气管，通过改变进气气体的成分，达到降低NO；的

7、目的。外部EGR需要有外部废气再循环管道及控制阀，结构复杂，对原机改动较大，成本高。内部EGR是利用进排气配气机构的特殊设计，使发动机气缸内的残余废气量增加，达到降低最高燃烧温度和减小NO；排放的目的，内部EGR只需对进排气凸轮轴进行改动就能实现。内部EGR在结构上无外部连接管和EGR阀等附件，结构简单。1内部EGR方案对内部EGR的研究是在一款小型挖掘机柴油机上进行的，利用发动机一维数值模拟软件GT—POW—ER对该柴油机进行建模与内部EGR模拟。发动机的主要技术参数如表1所示。表1柴油机主要技术参数缸径×行程／(mm×mm)90×100额定功-率-

8、／kW27(2200r·min一)最大扭矩／(N·m)143(1320r·min“)进气凸轮升