基于熱態(tài)EGR的柴油機(jī)排氣熱管理技術(shù)研究.pdf

1、目前，我國(guó)已經(jīng)全面實(shí)施國(guó)IV排放法規(guī)，很多城市開(kāi)始要求新增車輛滿足國(guó)V甚至EUVI排放法規(guī)的要求，隨著排放法規(guī)的不斷加嚴(yán)，柴油機(jī)排氣后處理技術(shù)得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用，但在應(yīng)用過(guò)程中也暴露出許多問(wèn)題，例如，法規(guī)要求的測(cè)試循環(huán)工況與實(shí)際道路運(yùn)行工況相差比較大，主要是當(dāng)前法規(guī)中ETC測(cè)試循環(huán)運(yùn)行工況比較高，而實(shí)際道路使用車輛尤其是公交車等運(yùn)行在低負(fù)荷區(qū)域，導(dǎo)致廣泛采用的SCR后處理系統(tǒng)并未充分發(fā)揮效能，甚至沒(méi)起到降低NOx的作用，針對(duì)這一問(wèn)題

2、，針對(duì)城市運(yùn)行車輛提出了增加WHTC測(cè)試方法的要求，WHTC測(cè)試循環(huán)更偏重于低負(fù)荷運(yùn)行區(qū)域，與實(shí)際道路運(yùn)行工況基本符合起來(lái)，但這一變化導(dǎo)致柴油機(jī)排氣溫度比較低，現(xiàn)有配置SCR系統(tǒng)的柴油機(jī)無(wú)法滿足NOx排放限值要求，需要采取有效的排氣熱管理手段來(lái)滿足WHTC測(cè)試循環(huán)的要求。因此，本文圍繞柴油機(jī)可行的排氣熱管理技術(shù)措施開(kāi)展評(píng)估、開(kāi)發(fā)和驗(yàn)證工作，以滿足SCR系統(tǒng)對(duì)排氣熱量的需求，并為滿足未來(lái)EUVI法規(guī)進(jìn)行技術(shù)準(zhǔn)備。
　　首先，通過(guò)對(duì)幾

3、種典型的排氣熱管理技術(shù)手段進(jìn)行對(duì)比分析，通過(guò)對(duì)溫度提升、NOx排放、煙度、油耗率等指標(biāo)的評(píng)價(jià)，選擇合適的排氣熱管理技術(shù)作為開(kāi)發(fā)方案。
　　其次，為實(shí)現(xiàn)對(duì)熱態(tài)EGR系統(tǒng)的精確控制，針對(duì)三種不同形式的閉環(huán)控制方案進(jìn)行設(shè)計(jì)、分析和試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明，HFM雖然響應(yīng)性比較好，但其對(duì)管路要求比較高，而且小流量時(shí)測(cè)量精度差；氧濃度傳感器在低負(fù)荷時(shí)測(cè)量精度太差，而且在發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)工況過(guò)程中測(cè)量信號(hào)響應(yīng)速度比較慢；根據(jù)壓差和流場(chǎng)要求，設(shè)計(jì)廢氣文丘里

4、管路，并進(jìn)行仿真計(jì)算，保證系統(tǒng)的阻力和廢氣流通都達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。經(jīng)對(duì)三種閉環(huán)方式對(duì)比，文丘里方案策略精度較高，其計(jì)算新鮮進(jìn)氣量響應(yīng)也能夠滿足要求。經(jīng)綜合對(duì)比，最終采用文丘里閉環(huán)控制策略方案進(jìn)行技術(shù)開(kāi)發(fā)工作。
　　最后，采用前期選定及布置完成的EGR閥及相關(guān)管路和開(kāi)發(fā)完成的控制策略與傳統(tǒng)的進(jìn)氣節(jié)流閥熱管理方式進(jìn)行臺(tái)架對(duì)比試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，熱態(tài)EGR不僅能夠提升發(fā)動(dòng)機(jī)排氣溫度，還能夠大幅度降低NOx排放值；在低負(fù)荷區(qū)域內(nèi)，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)油耗