涡轮增压发动机废气再循环技术的数值分析

涡轮增压发动机废气再循环技术的数值分析

废气再循环（EGR）是一项有益的技术，该技术在火花点火发动机上应用日益广泛，能减少发动机NOx的排放量，降低燃油消耗率。部分废气再次进到进气中，对进气起到稀释作用，降低了燃烧室的温度，同时降低了NO的生成率。此外，充气稀释可以降低部分负荷下的泵气损失及热损失，提高发动机的效率。

进行了大量的数值分析，以评估EGR技术在小型涡轮增压发动机中的应用潜力。在不同转速和负荷下，对多种发动机的工作情况进行了分析，主要关注发动机在低转速和节气门全开下的特性。建立了3维数值分析模型，分析燃油燃烧过程；分析了缸内火焰传播和废气温度分布对充气稀释的影响。此外，对采用EGR技术发动机的主要控制参数（空燃比、点火提前和增压压力）与整体性能进行了重新计算。

研究结果表明，参与再循环的废气改变了分布在燃烧室内的残留气体馏分，火花区域中的燃烧气体浓度明显增加，而火焰传播速度变慢；峰值温度和压力降低，所以发动机对燃料辛烷值要求也降低；燃烧室内的压力变化及燃烧过程后期压力波的上升可致发动机爆震；充气稀释降低了辛烷值的要求、爆震强度与废气温度降低，但同时也会带来扭矩和功率减少的不利影响。分析还表明，发动机主控制参数的最优选择，可以带来燃料消耗与排放量显著降低。

刊名：Applied Thermal Engineering（英）

刊期：2012年第39期

作者：Enzo Galloni et al

编译：张林林