JX493柴油機(jī)各缸EGR率均勻分配的模擬及試驗(yàn)研究.pdf

1、采用EGR(Exhaust Gas Recycle)排氣凈化技術(shù)，將發(fā)動(dòng)機(jī)排出的部分廢氣重新引入進(jìn)氣管內(nèi)與新鮮空氣混合后進(jìn)入各缸燃燒，既能增加混合氣的熱容量，又能降低缸內(nèi)燃燒最高溫度，所以能有效減少氮氧化物NOx的生成。另外，EGR排氣在各汽缸的均勻分配能有效改善機(jī)內(nèi)燃燒質(zhì)量，優(yōu)化排放。
　　 本文采用三維CFD分析方法，研究了JX493某款柴油機(jī)各缸EGR率的均勻分配。首先，改進(jìn)了該型柴油機(jī)進(jìn)氣歧管的結(jié)構(gòu)，闡釋了優(yōu)化后的進(jìn)氣歧

2、管模型B能優(yōu)化EGR率均勻分配的原因。然后，運(yùn)用三維CFD分析軟件AVL Fire對(duì)A、B兩種進(jìn)氣歧管模型分別進(jìn)行模擬仿真（模擬工況為功率72kW，轉(zhuǎn)速3600rpm，EGR率15％），依據(jù)仿真結(jié)果判斷優(yōu)化后的模型對(duì)EGR率均勻分配的改善情況。結(jié)果表明，發(fā)動(dòng)機(jī)采用優(yōu)化后的管路各缸EGR最大偏差率(8.99％)明顯小于采用原始管路的EGR最大偏差率(44.79％)，說(shuō)明優(yōu)化后的進(jìn)氣歧管非常有利于改善EGR率在各缸的均勻分配。
　　

3、 在發(fā)動(dòng)機(jī)性能試驗(yàn)階段，首先利用性能試驗(yàn)驗(yàn)證了優(yōu)化后的進(jìn)氣歧管B對(duì)EGR率均勻分配的優(yōu)化效果，方法是依據(jù)各缸進(jìn)氣端NOx濃度的偏差度來(lái)側(cè)面反映各缸EGR率的偏差度。選取了原機(jī)NOx排放相對(duì)較大的三個(gè)工況點(diǎn)，分別是1500rpm，150N;2800rpm，134N;3200rpm，155N，然后在試驗(yàn)中通過(guò)標(biāo)定手段將NOx排放人為加大，以便能更有效地分辨NOx濃度的偏差。試驗(yàn)結(jié)果與模擬仿真結(jié)果基本吻合，原始進(jìn)氣歧管各缸的EGR最大偏差率都

4、在10％以上，而優(yōu)化后的進(jìn)氣歧管B各缸的最大EGR偏差率都在10％以下。
　　 最后，對(duì)整機(jī)的排放和燃油經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行監(jiān)測(cè)。先對(duì)裝有A型進(jìn)氣歧管的原機(jī)進(jìn)行性能試驗(yàn)，然后更換優(yōu)化后的歧管B做對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)中，從1200-3000rpm，每隔200rpm選取一定負(fù)荷，對(duì)整機(jī)NOx、HC等的排放進(jìn)行監(jiān)測(cè)，同時(shí)記錄燃油消耗率。試驗(yàn)結(jié)果表明，優(yōu)化后的進(jìn)氣歧管B使得整機(jī)的NOx排放減少，整機(jī)的燃油經(jīng)濟(jì)性也得到了較好的改善（尤其在中低轉(zhuǎn)速區(qū)域）。