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冷卻廢氣再循環(huán)渦輪增壓汽油機(jī)爆震抑制效應(yīng)的分析

現(xiàn)有的冷卻EGR（廢氣再循環(huán)）系統(tǒng)一直把重心放在如何抑制汽油機(jī)的爆震問(wèn)題上。研究指出，冷卻EGR系統(tǒng)對(duì)爆震抑制影響的同時(shí)也能夠降低油耗，此試驗(yàn)結(jié)果是在渦輪增壓發(fā)動(dòng)機(jī)中試驗(yàn)測(cè)得。

冷卻EGR系統(tǒng)的效果通過(guò)燃燒仿真預(yù)測(cè)模型來(lái)模擬。結(jié)果表明，處于爆震極限時(shí)的點(diǎn)火定時(shí)可以在每提高1%的EGR率基礎(chǔ)上提前1°，處于爆震極限時(shí)的燃燒相位可以在每提高1%的EGR率基礎(chǔ)上提前0.5°，燃油消耗率可以在每提高1%的EGR率基礎(chǔ)上減少0.4%。

冷卻EGR系統(tǒng)的影響通過(guò)試驗(yàn)方法驗(yàn)證。通過(guò)加入惰性氣體如N2或CO2作為模擬器氣體并充入進(jìn)氣管進(jìn)氣端，在模擬氣體和新鮮空氣混合均勻時(shí)研究EGR系統(tǒng)的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)EGR率為8%時(shí)，處于爆震極限的點(diǎn)火定時(shí)被提前7°，處于爆震極限的燃燒相位被提前5°，證明了仿真結(jié)果的有效性。

通過(guò)兩種不同方式引入EGR氣體，（即低壓EGR氣體和高壓EGR氣體），研究了不同EGR氣體混合條件的變化對(duì)爆震的影響。研究結(jié)果表明，不同條件下對(duì)于爆震的抑制效果幾乎相同，但是對(duì)油耗的影響不同，主要原因是燃燒速度的差異。

EGR系統(tǒng)能夠急劇減小廢氣溫度。因此，在發(fā)動(dòng)機(jī)處于高轉(zhuǎn)速、高壓力狀態(tài)時(shí)，即使受到排氣溫度的限制，也能夠提高EGR率，所以最大轉(zhuǎn)矩將會(huì)在每提高1% 的EGR率基礎(chǔ)上提高1.5%。

Kengo Kumano et al. SAE 2014-01-1217.

編譯：王一瀏