EGR技术在国Ⅳ柴油机上的应用开发

发布时间：2017-10-01 17:11

  本文关键词：EGR技术在国Ⅳ柴油机上的应用开发

  更多相关文章： 柴油机 EGR系统 EGR率 瞬态标定策略 增压器匹配

【摘要】：随着排放法规的不断加严,我国内燃机行业在燃油系统、EGR系统和电控系统等方面已经取得了质的飞跃。本文以某12升重型柴油机为研究对象,采用外置EGR技术进行开发和匹配应用,不采用SCR系统,仅用EGR技术,实现国IV发动机开发。通过设计优化手段,选择出最优的三维设计方案,在此基础上利用仿真计算分析,确定合理的设计方案。对于整个EGR系统,优化设计EGR管路、EGR混合器的结构并对EGR阀进行选型,确定EGR系统的最优方案。EGR取气位置选择从123缸混合处和6缸取气;从各缸EGR均匀性、压损及布置空间考虑,EGR混合器结构选择EGR出气管开口方向背向新鲜空气方向,并带有漏孔;选择流通能力大、压力损失小的冷端EGR蝶阀。通过仿真分析计算后对优化的设计方案进行试验验证,试验结果显示优化设计的EGR混合器,即EGR出气管末端形状为斜口时,发动机的综合性能最佳;使用冷端EGR蝶形阀能在不增加NOx排放及PM值的情况下降低发动机油耗,优化区域为全转速范围的中低负荷区,以及中低转速的高负荷区。对于采用EGR技术的发动机而言,匹配增压器的关键目标之一就是能实现足够的EGR率。本文介绍了高压比增压系统、可变流道增压器及EGR发动机涡轮增压器匹配的特性及原则,为EGR发动机增压器的匹配提供理论基础和依据。考虑成本要素,本文选取普通增压器与EGR系统进行匹配研究。采用EGR技术的柴油机,由于增加了EGR系统,柴油机的瞬态控制变的更加复杂。本文分析了瞬态变化过程中燃油系统和EGR系统标定策略对排放及经济性的影响,通过试验研究瞬态控制过程中燃油系统和EGR系统的瞬态控制能够降低颗粒物的排放,对瞬态控制策略进行了论证,研究表明,由于瞬态工况下进气量的增加滞后于燃油的增加,使得燃烧质量恶化,导致了瞬态工况下的微粒排放量的增加。通过对轨压、EGR开度进行瞬态修正,可以有效降低瞬态PM排放。本文通过对EGR系统进行设计优化,通过仿真计算分析确定最优技术方案。在此基础上对EGR系统与增压系统的匹配进行分析研究,并通过瞬态控制策略使发动机满足国Ⅳ排放要求。试验证明,对于重型车用柴油机,采用合理的燃油系统和相应EGR系统匹配,通过增压+EGR技术在无后处理系统的情况下满足国Ⅳ排放是可行的。
【关键词】：柴油机 EGR系统 EGR率 瞬态标定策略 增压器匹配
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TK422
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第1章 绪论12-20
• 1.1 引言12-13
• 1.1.1 柴油机的应用趋势12
• 1.1.2 排放物对环境的危害12-13
• 1.2 排放技术路线13-15
• 1.3 EGR技术发展状况15-17
• 1.4 本文研究内容及意义17-20
• 第2章 EGR系统设计优化及仿真分析20-38
• 2.1 EGR技术工作原理20-22
• 2.2 EGR冷却器设计与仿真分析22-25
• 2.3 EGR取气管设计与仿真分析25-31
• 2.3.1 模型的建立和校准25-30
• 2.3.2 计算结果分析30-31
• 2.4 EGR混合器设计与仿真分析31-35
• 2.5 EGR阀选型35-36
• 2.6 本章小结36-38
• 第3章 EGR系统设计方案对发动机性能的影响38-46
• 3.1 EGR取气位置优化对发动机性能影响分析38-41
• 3.1.1 试验方法39
• 3.1.2 试验结果分析39-41
• 3.2 EGR出气管末端形状对发动机性能的影响分析41-44
• 3.2.1 试验方法41-42
• 3.2.2 试验结果分析42-44
• 3.3 不同类型的EGR阀对发动机性能的影响分析44-45
• 3.3.1 试验方法44
• 3.3.2 试验结果分析44-45
• 3.4 本章小结45-46
• 第4章 EGR与增压系统的匹配分析46-58
• 4.1 EGR与高压比增压系统匹配分析46-54
• 4.1.1 高压比增压器系统概述46
• 4.1.2 EGR与高压比涡轮增压技术匹配特性研究46-54
• 4.1.2.1 对涡轮的要求48
• 4.1.2.2 EGR发动机匹配要点48-54
• 4.2 EGR与普通增压器匹配分析54-55
• 4.3 本章小结55-58
• 第5章 EGR技术柴油机瞬态控制策略分析58-68
• 5.1 瞬态控制策略研究58
• 5.2 燃油系统标定策略58-61
• 5.2.1 试验方法59
• 5.2.2 试验结果分析59-61
• 5.2.2.1 轨压对NOx和PM的影响规律分析59-60
• 5.2.2.2 轨压对经济性的影响规律60
• 5.2.2.3 轨压瞬态控制结果分析60-61
• 5.3 EGR控制策略61-66
• 5.3.1 EGR电控系统组成及工作原理61-63
• 5.3.2 位置控制策略63-65
• 5.3.3 EGR瞬态控制策略研究65-66
• 5.3.3.1 试验方法65
• 5.3.3.2 试验结果分析65-66
• 5.4 试验数据分析66-67
• 5.5 本章小结67-68
• 第6章 结论68-70
• 参考文献70-74
• 作者简介74-75
• 致谢75

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 ;柴油机电控系统[J];车用发动机;1996年03期

2 刘保河;柴油机电控技术的现状及发展前景[J];常州技术师范学院学报;2002年02期

3 黄茂杨;卞晓东;;我国柴油机电控技术发展的现状、问题与对策[J];轻型汽车技术;2003年10期

4 李新甫;;电喷柴油机的检测与故障诊断[J];工程机械与维修;2006年05期

5 池建军;侯妮娜;;国内柴油机电控技术的现状及发展方向[J];机械管理开发;2007年01期

6 孟祥奎;;柴油机电控技术简介[J];黑龙江科技信息;2007年07期

7 敏瑞;;德尔福柴油机电控高压共轨喷油系统(一)[J];汽车维修与保养;2007年12期

8 廖华新;韦雄;祝轲卿;梁锋;卓斌;;柴油机电控系统车速处理及最高车速限制策略开发[J];车用发动机;2008年05期

9 邓志明;欧阳光耀;;柴油机的模块化技术[J];内燃机;2011年06期

10 汪世民;缪小兵;;我国柴油机电控技术概况[J];江苏农机化;2011年06期

中国重要会议论文全文数据库 前5条

1 孔霞;;柴油机电控燃油喷射的发展及应用[A];重庆汽车工程学会2008年学术会议论文集[C];2008年

2 张荣侠;;柴油机电控技术的发展及电控共轨系统功能介绍[A];2008年安徽省科协年会机械工程分年会论文集[C];2008年

3 张维;申立中;颜文胜;毕玉华;雷基林;;柴油机电控标定系统中的键盘扫描程序设计[A];第十七届全国测控计量仪器仪表学术年会（MCMI'2007）论文集（下册）[C];2007年

4 张幽彤;程昌圻;范伯元;;柴油机电子控制技术应用开发研究[A];材料科学与工程技术——中国科协第三届青年学术年会论文集[C];1998年

5 万启伟;;浅析柴油机电控高压共轨技术[A];“2011西部汽车产业·学术论坛”暨四川省汽车工程学会四届第九次学术年会论文集[C];2011年

中国重要报纸全文数据库 前7条

1 刘锐;上柴今年主攻国3柴油机电控产业化[N];中国工业报;2006年

2 北内集团总公司 翟绪茂 许小红;柴油机电控[N];中国汽车报;2000年

3 董尧清;商用汽车柴油机电控市场升温 国内自主开发力量渐强[N];中国电子报;2008年

4 陈燕;18年磨一“金”[N];现代物流报;2008年

5 刘少彦 方祖华;智能化：未来船用柴油机的主流[N];中国船舶报;2005年

6 本版编辑 记者　 李映　西门子VDO汽车电子中国 张京永;市场增长带动柴油机电控系统革新[N];中国电子报;2006年

7 赵三明;走出具有中国特色的柴油机电喷技术之路[N];中国工业报;2008年

中国博士学位论文全文数据库 前8条

1 韦雄;满足国Ⅳ以上排放的轿车柴油机控制策略研究[D];上海交通大学;2012年

2 舒畅;船用大功率低速智能化柴油机可变排气正时特性研究[D];武汉理工大学;2012年

3 宋百玲;柴油机控制系统半物理仿真技术研究[D];哈尔滨工程大学;2009年

4 刘勇强;柴油机掺混燃烧机理及排放控制的研究[D];合肥工业大学;2013年

5 张焕宇;基于多物理场耦合的柴油机仿真模型研究与声学性能优化设计[D];浙江大学;2013年

6 李煜辉;中压共轨柴油机电控系统控制器设计与研究[D];武汉理工大学;2004年

7 蒋方毅;基于模型的柴油机硬件在环仿真与控制研究[D];华中科技大学;2009年

8 张捷;高压共轨式柴油机硬件在环仿真系统研究[D];华中科技大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 刘贵林;某船用柴油机电控化改造过程中的燃烧测试分析[D];集美大学;2015年

2 贾富;RT-flex智能型柴油机控制系统分析[D];大连海事大学;2015年

3 朱纪宾;潍柴WP3柴油机国Ⅳ性能开发[D];吉林大学;2016年

4 时保帆;发电ⅢA内置EGR发动机开发[D];吉林大学;2016年

5 张英;EGR技术在国Ⅳ柴油机上的应用开发[D];吉林大学;2016年

6 徐洋;航天测控船柴油机工况建模与仿真研究[D];国防科学技术大学;2007年

7 谭丞;柴油机非线性模型的研究[D];辽宁工学院;2007年

8 乔英志;4190型柴油机工作过程仿真与性能优化[D];集美大学;2013年

9 陈巨辉;柴油机电控系统硬件在环仿真技术研究[D];哈尔滨工程大学;2008年

10 沈成宇;若干柴油机电控系统配套工具开发[D];浙江大学;2012年

，

本文编号：954647