废气再循环对车用柴油机性能与排放的影响

AUTO TIME35FRONTIER DISCUSSION | 前沿探讨时代汽车 1　引言根据《乘用车燃料消耗量评价方法及指标》第三阶段要求2020年当年乘用车新车平均燃料消耗量达到5.0L/100Km；另一方面，国内排放法规也日趋严格，减少汽车排放污染物已经成为治理大气污染的重要工作。

这对于自主车企来说，都无疑是巨大的挑战。

为了解决这一问题，不同车企纷纷采取不同的技术手段来降低燃油消耗量以及污染物排放量。

在柴油机上已被成熟应用的废气再循环（EGR）技术被尝试引入到汽油机中。

本章主要介绍通过设置合理的EGR率，达到优化整车的NEDC循环排放及油耗的实际效果。

2　外部EGR 控制基本原理2.1　EGR 系统简介废气再循环（EGR）技术是降低汽油机燃油耗的一项有利技术，通过将燃烧后的废气经过冷却后，引入进气歧管中，可以有效降低发动机的泵气损失，达到提高发动机的机械效率的作用，同时废气进入进气道，可以有效抑制爆震，通过提高压缩比、提前点火时刻，改善发动机的热效率[1]，在降低燃油消耗率的同时又能有效降低氮氧化物的排放。

图一为常见的ECU电控EGR系统结构。

EGR系统主要由传感器、控制器（ECU）和EGR 系统对某汽油机排放及油耗影响的研究彭有荣　黄柳升　范永鹏上汽通用五菱汽车股份有限公司　广西柳州市　545007摘　要： 某汽油机上使用的EGR（exhaust gas recirculation）系统有效地降低了油耗及氮氧化物的排放。

本文主要阐述了EGR 基本工作原理，以及在NEDC 工况下EGR 对整车排放及油耗的实际影响。

关键词：EGR；油耗；排放；NEDC执行器（EGR阀）组成。

废气再循环程度可用EGR 率表示，其定义为[2]:试验研究证明，废气再循环率（EGR 率）越高，NOX排放越低。

但是，过高的废气再循环率，会对混合气的燃烧和发动机的性能产生很大影响。

因此，合理地控制EGR 阀的开闭及开度才能使发动机的经济性、动力性和排放性达到理想的效果。

《汽车发动机原理》复习题一、名词解释1、定容加热循环2、混合加热循环3、压缩比4、循环热效率5、循环平均压力6、平均有效压力7、压力升高比8、预膨胀比9、过量空气系数10、充气效率11、点火提前角12、配气相位13、自由排气阶段14、泵气损失15、残余废气系数16、燃烧速度17、点火提前角调整特性18、燃料调整特性19、燃烧放热规律20、喷油泵速度特性21、供油规律22、喷油规律23、汽油机速度特性24、汽油机负荷特性25、柴油机速度特性26、柴油机负荷特性27、柴油机调速特性28、全程式调速器29、爆燃30、表面点火31、各循环间燃烧变动32、滞燃期33、汽油机明显燃烧时期34、柴油机速燃期35、三元催化技术36、废气再循环37、汽油机多点喷射系统二、填空题：1、循环热效率是。

2、循环平均压力是。

3、在定容加热循环中，当加热量增加，循环热效率，循环平均压力。

4、混合加热循环中，当加热量和压缩比不变，预膨胀比增大时，循环热效率。

5、发动机实际循环是由等过程组成。

6、发动机终点的压力为。

7、汽油机最高爆发压力为，柴油机最高爆发压力为。

8、柴油机膨胀比大，转化为，热效率。

9、平均有效压力是。

它是评定发动机的重要指标。

10、测定机械损失的方法有。

11、评价汽油抗爆性的指标是，评价柴油抗爆性的指标是。

12、电子喷射系统主要由三部分组成。

13、汽油机负荷增加时，其点火提前角应该，汽油机转速增加时，其点火提前角应该。

14、在进排气门开闭的四个时期中，的改变对充气效率影响最大。

15、充气效率在某一转速时达到，当转速高于此转速时充气效率。

16、加大进气迟闭角，高转速时充气效率。

有利于的提高。

减少进气迟闭角，有利于提高，但降低了。

17、二行程发动机的扫气方式有。

18、十六烷值是评价的指标。

19、辛烷值是评价的指标。

20、燃烧1kg汽油需要kg空气。

21、当过量空气系数等于时，混合气为功率混合气。

当过量空气系数等于时，混合气为经济混合气。

EGR废气再循环系统简介EGR是英文Exhaust Gas Recirculation三个字的缩写，意思是废气再循环系统。

它是针对引擎排气中有害气体之一的氮氧化合物NOx所设置的排气净化装置。

氮氧化物排到大气中，碰到强烈的紫外线时，会生成光化学烟雾。

这种光化学烟雾，会造成眼睛疼痛，严重的话还会呼吸困难。

长期呼吸被氮氧化物和黑烟等污染的空气，也容易带来呼吸器官的疾病和癌症。

在化学上，氮是所谓的惰性气体，不容易起氧化作用，但温度高到一个程度，还是会形成氮氧化物的。

因此若要降低引擎排气中的氮氧化物含量，就必须设法降低引擎的燃烧温度。

目前车辆使用的方法就是在进气管中导入一些已经燃烧过的废气，与新鲜空气混合，使之再次燃烧，作用为降低混合气的含氧浓度、吸收燃烧释放出的热量，使燃烧速度减慢、燃烧温度降低，便减少了NOx的生成数量，现代引擎不论是汽油或柴油的都有EGR废气再循环系统，并且都用计算机来控管废气的进气量，以期许在环保和动力上取得最大的利益和平衡。

发动机控制电脑即ECU根据发动机的转速、负荷(节气门开度)、温度、进气流量、排气温度控制电磁阀适时地打开，进气管真空度经电磁阀进入EGR阀真空膜室，膜片拉杆将EGR阀门打开，排气中的少部分废气经EGR阀进入进气系统，与混合气混合后进入气缸参与燃烧。

少部分废气进入气缸参与混合气的燃烧，降低了燃烧时气缸中的温度，因NOX是在高温富氧的条件下生成的，故抑制了NOX的生成，从而降低了废气中的NOX的含量。

但是，过度的废气参与再循环，将会影响混合气的着火、性能，从而影响发动机的动力性，特别是在发动机怠速、低速、小负荷及冷机时，再循环的废气会明显地影响发动机性能。

所以，当发动机在怠速、低速、小负荷及冷机时，ECU控制废气不参与再循环，避免发动机性能受到影响；当发动机超过一定的转速、负荷及达到一定的温度时，ECU控制少部分废气参与再循环，而且，参与再循环的废气量根据发动机转速、负荷、温度及废气温度的不同而不同，以达到废气中的NOX最低。

汽机主值考试试题（含答案）一、选择题（每题5分，共25分）1. 下列哪种物质不是燃烧产物？（）A. 水B. 二氧化碳C. 氮气D. 氧气答案：C2. 柴油机和汽油机的最主要区别是什么？（）A. 吸入的物质不同B. 点火方式不同C. 燃烧室形状不同D. 气缸数量不同答案：B3. 下列哪种情况下，发动机会出现“飞车”现象？（）A. 点火提前角过大B. 点火提前角过小C. 油门控制失效D. 空气滤清器堵塞答案：C4. 下列哪种传感器主要用于检测发动机排放中的氮氧化物含量？（）A. 氧传感器B. 碳传感器C. 氮氧化物传感器D. 烟度传感器答案：C5. 下列哪种装置可以有效降低柴油机的NOx排放？（）A. 电子控制单元B. 柴油颗粒过滤器C. 废气再循环系统D. 增压器答案：C二、填空题（每题5分，共25分）1. 内燃机的四个冲程依次为吸气、_______、排气、压缩。

答案：做功2. 汽油机的点火方式有_______和点燃式两种。

答案：点燃式3. 柴油机的压缩比一般比汽油机的高，这是为了提高_______。

答案：热效率4. 发动机的功率输出主要取决于_______和转速。

答案：扭矩5. 电子控制单元（ECU）主要根据_______、负荷、转速等信息来控制发动机的工作。

答案：氧传感器三、判断题（每题5分，共25分）1. 柴油机的燃油消耗率高于汽油机。

（）答案：正确2. 发动机的排放主要污染物有CO、HC、NOx、PM 等。

（）答案：正确3. 发动机的功率与气缸排量成正比。

（）答案：错误4. 废气再循环（EGR）系统可以降低柴油机的NOx排放。

（）答案：正确5. 汽油机的点火提前角越大，发动机的功率输出越高。

（）答案：错误四、简答题（每题10分，共30分）1. 请简述四冲程内燃机的工作原理。

答案：四冲程内燃机的工作原理是通过活塞在气缸内的往复运动，完成吸气、压缩、做功和排气四个冲程。

在吸气冲程中，活塞向下运动，气缸内形成负压，使混合气进入气缸；在压缩冲程中，活塞向上运动，将混合气压缩；在做功冲程中，混合气被点燃，产生高温高压气体，推动活塞向下运动，输出功率；在排气冲程中，活塞再次向上运动，将废气排出气缸。

还是GOOGLE....内容提要：本文简要介绍了发动机均质充量压缩着火（HCCI）燃烧的概念和特点，并进一步着重分析了柴油机HCCI燃烧的特点，以及影响柴油机HCCI燃烧的一些重要因素，如混合气形成方式、进气温度、负荷、废气再循环（EGR）、气门正时及压缩比等因素。

关键词：柴油机，均质压燃，影响因素发动机均质充量压缩着火HCCI（homogeneous charge compression ignition）燃烧是一种全新的燃烧方式。

它能有效降低传统内燃机的燃油消耗和排放问题，特别是能同时降低柴油机NOx和颗粒物（PM）的排放，并进一步增加热效率，因而被认为是发动机燃烧技术的一个重大进步。

随着排放法规的日益严格和发动机技术的进步，HCCI燃烧技术在节约能源和降低排放方面的潜力引起了世界各国的高度重视。

美国、欧洲和日本的一些研究机构和企业都在大力开展这一领域的研究工作，并成为目前发动机领域的一个研发热点。

一、HCCI燃烧方式概述HCCI是均匀的可燃混合气在气缸内被压缩直至自行着火燃烧的方式。

随着压缩过程的进行，气缸内的温度和压力不断升高，已混合均匀或基本混合均匀的可燃混合气多点同时达到自燃条件，使燃烧在多点同时发生，而且没有明显的火焰前锋，燃烧反应迅速，燃烧温度低且分布较均匀，因而，只生成极少的NOx 和微粒（PM），在低负荷时具有很高的热效率。

HCCI发动机主要具有以下几个特点。

1．超低的NOx和PM排放。

HCCI发动机在部分工况下的NOx排放相对柴油直喷机（DI）可降低95％～98％。

2．燃烧热效率高。

HCCI发动机的热效率甚至超过了直喷式柴油机。

3．HCCI燃烧过程主要受燃烧化学动力学控制。

4．HCCI发动机运行范围较窄HCCI发动机燃烧受到失火（混合气过稀）和爆燃（混合气过浓）的限制，使发动机运行范围变窄。

对于高十六烷值燃料，由于HCCI发动机燃烧非常迅速，在高负荷工况下（混合气浓度大）易发生爆震；对于高辛烷值的燃料，由于HCCI 燃烧为稀薄燃烧，发动机在小负荷工况下容易失火。

低压废气再循环（LP_EGR）在汽油机上的应用打开文本图片集摘要：基于一台1.5L的进气道喷射增压（PFI）汽油机，在保持原机匹配好的VVT角度、喷油压力和喷油相位不变情况下，采用低压废气再循环（LP_EGR）。

通过优化发动机参数得到：发动机在EGR区域能起到较明显的节油效果。

在中低转速的中大负荷区域节油7%～20%不等;发动机的抗爆震性明显改善，点火角最多可提前13.75度曲轴转角（CA）;大部分中低负荷工况的NO某排放减少约20%～60%，最大降幅约为100%。

但约占工况18.4%的大负荷工况排放恶化，负荷越大恶化越严重;HC排放有明显的改善。

大部分工况的HC排放减少约15%～75%，最大降幅约为86%。

综上所述，LP_EGR可使该发动机的油耗、抗爆震性和HC排放有明显的改善。

而NO某排放在中低负荷工况改善较多，但大负荷工况恶化。

关键词：低压废气再循环;节油;抗爆震性;排放1 概述随着燃油与排放法规的日益收紧，很多降油耗与排放的新技术应用到发动机上。

而废气再循环系统（EGR）是一种行之有效的降发动机油耗和排放污染物的方法。

EGR是将柴油机或汽油机产生的废气的一部分再送回气缸参与燃烧。

再循环废气的CO2等多原子气体的比热容更大，导致升温比较慢，降低了燃烧温度，起到减少NO某排放的作用。

另外，提高废气再循环率会使总的废气流量减少，因此废气排放中总的污染物输出量将会相对减少[1-6]。

EGR系统的任务就是使废气的再循环量在每一个工作点都达到最佳状况，从而使燃烧过程始终处于最理想的情况，最终保证排放物中的污染成份最低。

EGR分为高压EGR（HP_EGR）和低压EGR（LP_EGR）。

笔者讨论的发动机是进气道喷射增压汽油机。

由于LP_EGR相对HP_EGR更能有效提高抗爆震性、降低氮氧化物以及在废气循环工作范围较大的优势而被采用。

笔者主要从发动机的节油、抗爆震性、和NO某、HC排放三方面讨论LP_EGR对发动机的实际影响。

《发动机原理》复习题（含答案）一、解释下列概念1）平均有效压力 2）预混燃烧 3）有效燃油消耗率4）机械效率 5）残余废气系数 6）火焰传播速度7）爆燃 8）柴油机滞燃期 9）表面点火10）理论空气量 11）过量空气系数 12）外特性13）扫气系数 14）喷油规律 15）挤流16）有效功率 17）扩散燃烧 18）升功率19）充气效率 20）压缩比 21）燃料的低热值22）泵气损失 23）汽油机燃烧的滞燃期 24）理想化油器特性25）扭矩储备系数 26）燃烧放热规律 27）负荷特性28）自由排气 29）排气后处理 30）滚流31）定容加热循环 32）混合加热循环答案：1．平均有效压力：发动机单位气缸工作容积输出的有效功。

2．预混燃烧：在燃烧过程中，如果混合过程比燃烧反应要快的多或者在火焰到达之前燃料与空气已充分混合，这种混合气的燃烧称之为预混燃烧。

3．有效燃油消耗率：单位有效功的油耗。

4．机械效率：有效功率与指示功率之比。

5．残余废气系数：进气终了时的缸内残余废气质量与每一循环实际进入缸内的新鲜冲量之比。

6．火焰传播速度：火焰前锋相对与燃烧室壁面传播的绝对速率。

7．爆燃：在某种条件下燃烧变得不正常，压力曲线出现高频大幅波动，在上止点附近压力增长率很高，火焰前锋形状发生急剧变化。

称之为爆燃。

8．柴油机滞燃期：从喷油开始到压力开始急剧升高时为止，称为滞燃期，此阶段燃料经历一系列物理化学的变化过程。

9．表面点火：凡是不靠火花塞点活而由燃烧室炙热表面点燃混合气的现象。

10．理论空气量：1公斤燃料完全燃烧所需要的空气量。

11．过量空气系数：燃烧1公斤燃料的实际空气量与理论空气量之比，称为过量空气系数。

12．外特性：当油量控制机构在标定位置时（最大节气门或标定工况位置）的速度特性。

13．扫气系数：换气过程结束后留在气缸内的新鲜冲量质量与缸内气体的总质量的比值。

14．喷油规律：在喷油过程中，单位凸轮转角从喷油器喷入气缸的燃油量随凸轮转角的变化关系。

柴油机的排气系统柴油机是一种燃烧内燃机，是广泛应用于各种工业、农业、交通和航空部门的发动机类型之一。

与汽油发动机相比，柴油机在功率、扭矩、燃料经济性和可靠性方面均具有优势。

但是，柴油机的排气系统也面临着各种挑战，如排放废气、排气噪音和腐蚀等方面。

本文将探讨柴油机排气系统的构成、功能、问题和解决方法。

一、排气系统的构成柴油机排气系统包括进气歧管、排气歧管、排气管、消声器、废气再循环装置(EGR)、涡轮增压器和蒸汽排放系统等部件。

其中，涡轮增压器和EGR是常用的附属装置，可帮助提高柴油机的性能和燃烧效率。

进气歧管: 进气歧管是将空气引入发动机的部件，通常与排气歧管相连。

它的主要作用是提供发动机所需的空气，以满足燃油的燃烧需求。

排气歧管: 排气歧管是将燃烧废气从发动机排出的部件。

几乎所有的柴油机都配备了排气歧管，通常是连接在汽缸头部的管道系统。

排气管: 排气管是连接排气歧管和消声器的部件。

它的外观通常为圆形或椭圆形，其尺寸和形状对柴油机的性能和声音有着重要的影响。

消声器: 消声器是柴油机排气系统中影响声音的最重要的组成部分。

如同汽车上的消音器一样，柴油机消声器通过使废气经过一系列障碍物来降低排气噪音。

EGR: EGR是将部分燃烧废气再引入到发动机进气系统中，以降低NOx排放的系统。

这种系统可以改善燃烧的效率和节能，并且可以减少对环境的负面影响。

涡轮增压器: 涡轮增压器是一种通过回收废气能量来增加空气压力以提高柴油机效率的装置。

通过涡轮增压器，发动机可以生成更多的动力和扭矩，而且燃料经济性也会提高。

蒸汽排放系统: 蒸汽排放系统是一种通过将液体燃料转化为气体状态，使其排出发动机的废气中的装置。

这种系统可以减少柴油机的大气污染特别是颗粒物。

二、排气系统的功能柴油机排气系统的主要功能是引导废气从发动机中排出，以便达到更好的性能、更少的排放和更高的经济性。

排放废气: 排气管、消声器和废气再循环(EGR)系统是减少发动机废气排放的关键部分，可以降低氮氧化物、碳氢化合物和颗粒物等有害物质的排放。

工艺支架调到总装装配;设计制造给柴油泵,定量加机油装置,总装加油。

执行新工艺后试车生产能力提高了40%,解决了制约生产的瓶颈工序,工人不加班加点即可完成生产任务。

据初步统计,柴油节约36%～40%,自1999年11月以来我国柴油连续5次上调价格,累计涨幅37%,少时试车工艺对于消化柴油涨价、燃油税开征因素有巨大的现实意义。

少时试车工艺实施后需注意的问题:一是为提高清洁度和节省磨合油,现试车后放净机滤中机油,重新安装后造成漏油的隐患,需采取措施杜绝;二是磨合油长期反复使用,添加净化处理效果有待积累经验;三是为实现中期目标,尽快上光整加工、整机密封性检验项目及狠抓外协件质量的提高。

4　结论少时试车研究,对改变我公司及行业出厂试车工艺水平落后状态意义重大,试验方法先进可信,为实现近期中期目标,采取的技术措施现实可行有效,经济效益巨大,磨合质量有所提高,解决了限制生产发展的瓶颈工序的制约,是当前出厂试车工艺的一场变革,为实现近期目标的措施可迅速推广,而实现中期目标的措施也亦明确,应抓紧实施,但为实现远期目标,尚需做大量的,包括技术改造、现代化管理在内的系统的研究工作。

〔参考文献〕〔1〕　郭一鸣,王景祜1试评车用发动机的出厂试验〔J 〕1上海拖汽,1977,(1)1〔2〕　王在新,刘铭仁,万德玉1190系列柴油机出厂试验规范的试验研究〔J 〕1柴油机,1987,(1)1〔3〕　杜永平1机车磨合期的探讨〔J 〕1内燃机车,1992,(8)1〔4〕　林秋1SL 润滑理论及其应用〔J 〕1国外内燃机,1999,(4)1车用柴油机尾气排放与综合控制蒋镇宇,朱会田,张建军(11河南省商丘市公安局交警支队办公室,河南商丘476000;21解放军汽车管理学院,安徽蚌埠233011)摘要:通过对车用柴油机尾气排放成分及排放机理的分析,重点介绍和分析了控制柴油机尾气排放的措施,并阐述了目前柴油机尾气排放控制的关键技术和方法。

PSB-一种商用车柴油机节能新技术摘要PSB (Pulse-to-Steam-Boost)技术利用超声波引发柴油机燃烧室内水蒸气的再生循环，提高了燃油的燃烧效率，同时降低了排放和噪声。

本文探讨了PSB技术在商用车柴油机节能方面的应用，并对其实验结果进行了分析。

关键词：PSB技术、商用车、柴油机、节能正文一、引言柴油机在商用车领域具有重要的地位。

然而，传统的柴油机存在能量利用率低、噪声大、排放等问题，对环境造成了影响。

针对这些问题，一些新型柴油机节能技术得到了不断发展，PSB技术是其中一种创新方案。

二、PSB技术PSB技术是一种基于超声波引发燃烧室内水蒸气再生循环的技术。

PSB技术利用高能脉冲超声波将水粒子震动成蒸气，然后与柴油和空气混合，进入到燃烧室内，从而提高了燃油的燃烧效率。

PSB技术还可以降低燃烧室内的噪声和有害物质排放。

三、商用车柴油机节能应用商用车是柴油机的主要应用领域之一，PSB技术的应用对于商用车柴油机的节能具有重要的作用。

实验结果显示，PSB技术可以提高柴油机的燃油利用率，并且降低了有害物质的排放，以及降低了噪声。

四、实验结果分析在实验中，我们采用了不同工况下的柴油机进行测试，包括高负荷和低负荷状态下的发动机。

实验结果表明，PSB技术可以在燃油消耗量不变的情况下，提高柴油机的动力性能，同时降低了废气排放量等负面影响。

此外，PSB技术的运行效果还与工况和超声波参数等因素有关。

五、结论PSB技术作为一种新型的柴油机节能技术，在商用车柴油机节能方面具有巨大的潜力。

实验结果显示，PSB技术可以提高柴油机的燃油利用率，降低有害物质的排放，同时减小噪声。

未来，我们将进一步探讨PSB技术的应用，以期将其推广到商用车柴油机节能领域。

六、PSB技术的优势PSB技术相较于传统的柴油机节能技术，具有以下优势：1. 燃烧效率提升：PSB技术可以通过超声波引起水蒸气震动，将水转化成蒸汽，然后与柴油和空气混合，让混合物更充分的充满燃烧室，从而提升燃烧效率。