渦輪增壓發(fā)動機廢氣再循環(huán)技術(shù)的數(shù)值分析

廢氣再循環(huán)（EGR）是一項有益的技術(shù)，該技術(shù)在火花點火發(fā)動機上應(yīng)用日益廣泛，能減少發(fā)動機NOx的排放量，降低燃油消耗率。部分廢氣再次進(jìn)到進(jìn)氣中，對進(jìn)氣起到稀釋作用，降低了燃燒室的溫度，同時降低了NO的生成率。此外，充氣稀釋可以降低部分負(fù)荷下的泵氣損失及熱損失，提高發(fā)動機的效率。

進(jìn)行了大量的數(shù)值分析，以評估EGR技術(shù)在小型渦輪增壓發(fā)動機中的應(yīng)用潛力。在不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷下，對多種發(fā)動機的工作情況進(jìn)行了分析，主要關(guān)注發(fā)動機在低轉(zhuǎn)速和節(jié)氣門全開下的特性。建立了3維數(shù)值分析模型，分析燃油燃燒過程；分析了缸內(nèi)火焰?zhèn)鞑ズ蛷U氣溫度分布對充氣稀釋的影響。此外，對采用EGR技術(shù)發(fā)動機的主要控制參數(shù)（空燃比、點火提前和增壓壓力）與整體性能進(jìn)行了重新計算。

研究結(jié)果表明，參與再循環(huán)的廢氣改變了分布在燃燒室內(nèi)的殘留氣體餾分，火花區(qū)域中的燃燒氣體濃度明顯增加，而火焰?zhèn)鞑ニ俣茸兟?；峰值溫度和壓力降低，所以發(fā)動機對燃料辛烷值要求也降低；燃燒室內(nèi)的壓力變化及燃燒過程后期壓力波的上升可致發(fā)動機爆震；充氣稀釋降低了辛烷值的要求、爆震強度與廢氣溫度降低，但同時也會帶來扭矩和功率減少的不利影響。分析還表明，發(fā)動機主控制參數(shù)的最優(yōu)選擇，可以帶來燃料消耗與排放量顯著降低。

刊名：Applied Thermal Engineering（英）

刊期：2012年第39期

作者：Enzo Galloni et al

編譯：張林林