【正文】 論文 30 圖 噴油脈寬 10ms 下 EGR 率對于氮氧化物排放影響 以上兩圖研究 EGR 率同尾氣中氮氧化物排放量之間關(guān)系，如圖給出的數(shù)據(jù)。通過對 7 毫秒和 10 毫秒噴油帶寬下的數(shù)據(jù)比較，發(fā)現(xiàn)從總體趨勢上而言，無論發(fā)動機運行在高速的 工況還是低速的工況下，氮氧化物的排放的濃度會隨著 EGR 率的提高會不斷地減少，但是在某些區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)會反常是應(yīng)為因為有其特殊的性質(zhì)，做特殊的分析。在七毫秒的噴油帶寬下，對于工作轉(zhuǎn)速在 1800轉(zhuǎn)每秒和 2022 轉(zhuǎn)每秒工況下， EGR 率不斷升高，氮氧化物濃度排放減低分別達到最小值 260ppm 和 220ppm,同樣的對于噴油帶寬為十毫秒的情況下，氮氧化物排放也在減少最低的時候得到了 650ppm 和 800ppm。對于發(fā)動機尾氣的排放在沒有采取 EGR 技術(shù)下，排放出氮氧化物的尾氣是很濃的。但是相比較而言，在發(fā)動機工作在高速工況時排 放的那氧化物在減少也比中低轉(zhuǎn)速負荷下排放的最小值還是要小許多的，這與發(fā)動機在高速負荷時，較多的供油量以及可能 EGR 率高還有高轉(zhuǎn)速造成缸內(nèi)氣流運動很快，熱量散失也多，氮氧化物失去高溫產(chǎn)生條件，自然就會減少 【 24】 。高速工況下氮氧化物減少曲線同中低速的相比較而言，他的曲線不變化斜率更陡一些，并不像中低速那樣很平緩，說明在高負荷時， EGR 對于氮氧化物的排放確實效果是極佳的。 但無論怎樣分析，整體而言 EGR 對于氮氧化物排放減少是很有效果的通過分析數(shù)據(jù)。 第三 實驗結(jié)果分析 31 EGR 率對碳氫排放的影響 圖 噴油脈寬 7ms 下 EGR 率對于 HC 排放影響 圖 噴油脈寬 10ms 下 EGR 率對于 HC 排放影響 通過對比兩圖的實驗數(shù)據(jù)， EGR 率對于碳氫排放的影響還是比家復(fù)雜的。在不同的兩種脈寬下，進行發(fā)動機中低速工況的運行和高速工況的兩種模式運行，發(fā)現(xiàn)隨著 EGR 率的增大，對于中低速負荷來說，碳氫的排放含量是增大的，只是增長的曲線趨勢并不是很快，在一個范圍內(nèi)持續(xù)波動。試想想碳氫的過多排放來自于氣缸內(nèi)的燃燒效果不好，形成的 混合氣 并不能完全的燃燒，是吉林大學(xué)本科生畢業(yè)論文 32 由于 混合氣 的形成不夠均勻，在中低工況運行的時候就會 導(dǎo)致充氣量的不足，氣體過濃那一部分并沒有去參加燃燒，這種損失直接轉(zhuǎn)變?yōu)橐曰旌咸細涞男问皆诟變?nèi)高溫的狀態(tài)下霧化成氣體排出，在惡劣的情況下甚至因高溫裂解碳化產(chǎn)生碳化物顆粒。而在高速運行的工況下起初的時候隨著 EGR 率增加，碳氫的排放量有小幅度的減小，但之后也會隨著 EGR 率增大也開始增大，這并不是說 EGR 率增大減少碳氫物質(zhì)的含量，起初剛在形成燃燒 混合氣 時的過度瞬間，缸內(nèi) 混合氣 是一瞬態(tài)過濃， EGR 技術(shù)就是將排放的廢氣回輸進氣缸內(nèi)，這種效應(yīng)類似于將混合氣的濃度進行適當?shù)氐慕档?，改善了缸?nèi)燃燒條件，使得在一個幅度內(nèi)燃料燃 燒利用率非常好，這樣沒有燃燒的碳氫直接排放出去的那一部分也就相應(yīng)的減少了。但是從 EGR 原理出發(fā)，引入廢氣勢必會對缸內(nèi)參數(shù)造成影響，使得燃燒變?yōu)閺?fù)雜，在一小幅度下降后，碳氫排放逐漸增大，引入的廢氣會影響缸內(nèi)的燃燒溫度，一瞬間將整個燃燒反應(yīng)的化學(xué)機理反應(yīng)減慢，這將導(dǎo)致后續(xù)溫度降低使得 混合氣 霧化效果變得很差，雖然回引入充氣量但這起到的效果微乎其微，再加上回輸?shù)膹U氣中含有大量對燃燒有害的氣體以及含量稀少的氧氣使得燃燒進程進一步惡化，燃燒就會出現(xiàn)損失，使得燃燒不充分。再加上回輸尾氣的溫度比氣缸內(nèi)的溫度要低，這就相當于 給氣缸內(nèi)的缸壁面或者噴油器嘴面附近的壁面的溫度會降低，形成一個溫度非常不均勻的區(qū)域性面積，缸內(nèi)的空氣結(jié)合的霧化油滴由于擠氣效應(yīng)形成渦流在燃燒室循環(huán)的時候就會與這些極度不均勻區(qū)接觸，從而使得霧化成氣態(tài)油滴發(fā)生相變沉著下來并不參與燃燒，隨后溫度里被高溫氣化排出或者裂解，這就是淬熄效應(yīng) 【 25】 。通過實驗數(shù)據(jù)得出 EGR 引入會使得尾氣排放里碳氫的含量會增大，在大部分工況里運行時，這種增長的幅度并不是劇烈的，但是 EGR 率過分升高就如我們?nèi)缟纤窒档?，反而會影響燃燒，增加碳氫的排放含量? EGR 率對一氧化碳排 放影響 第三 實驗結(jié)果分析 33 圖 噴油脈寬 7ms 下 EGR 率對于 CO 排放影響 圖 噴油脈寬 10ms 下 EGR 率對于 CO 排放影響 通過以上那個兩個圖，分析 EGR 率與排放廢氣中一氧化碳的關(guān)系，在噴油脈寬分別為十毫秒和七毫秒的時候，分別在 1800 轉(zhuǎn)每秒和 2022 轉(zhuǎn)每秒下進行四組數(shù)據(jù)的結(jié)果，我們發(fā)現(xiàn)隨著 EGR 率的提升，一氧化碳的排放濃度先有一個小幅度的升高。然后又有一個小幅度的下降，之后升降趨勢就不是很明顯了，基本在一個大致的范圍內(nèi)波動。在 1800 轉(zhuǎn)每秒時一氧化碳濃度最 高達到 %，而在 2022 轉(zhuǎn)每秒的時候最高一氧化碳排放濃度達到 %，同樣對于噴油脈寬在 10 毫秒的時候下，二者的最大職業(yè)達到了 %和 %。從這些數(shù)據(jù)中我們看出在 EGR 率的增加時候，一氧化碳排放濃度百分比下降因為氣缸內(nèi)回輸廢氣相當于進入了新鮮空氣的類似效應(yīng)，一氧化碳的過多排放吉林大學(xué)本科生畢業(yè)論文 34 多是與缸內(nèi)燃燒的條件不好，高溫缺氧使得燃料燃燒的不夠充分產(chǎn)生大量的一氧化碳?；剌?shù)目諝庠谛Ч弦凰查g起到加大氧濃度的效應(yīng)，從而使得小幅度下降。但之后一氧化碳隨后小幅度的上漲是由于過高的提高 EGR 率造成的，回輸?shù)母邷貧怏w 和有害氣體成分反作用與缸內(nèi)的燃燒條件，使得燃燒惡化，整體燃燒的速率減緩，缸內(nèi)點火后爆發(fā)壓力和高溫升高時間延時，使得燃燒的重心后移。所以暫時的降低并不是 EGR 率帶來的真正效果。同時兩組數(shù)據(jù)對比，發(fā)動機在運行高中速工況的時候的一氧化碳的排放濃度要比低速工況時候小，這主要是在高速時候缸內(nèi)氣流在活塞高速運動下運動較快，使得 混合氣 混合均勻充分利于充分的燃燒，同時高速工況時候通常節(jié)氣門會開大，這時進氣量不斷的增大過多的新鮮空氣進入也會緩解燃燒不利。這就是低速工況一氧化碳排放較多原因。但總體數(shù)據(jù)分析的波動幅度來看， EGR 率的變化并沒有直接是一氧化碳的濃度有直接的大部分減少或增加，整體濃度都是在一個范圍內(nèi)波動的動態(tài)穩(wěn)定狀態(tài)，四組數(shù)據(jù)曲線數(shù)據(jù)也基本差不多，實際分析的結(jié)果來看，EGR 率變化對于一氧化碳濃度的變化影響不夠大。 EGR 技術(shù)對于一氧化碳的排放作用效果幾乎不大的 【 26】 。 過量空氣系數(shù)對發(fā)動機的排放和性能的影響 EGR 下過量空氣系數(shù)對發(fā)動機動力影響。 要完成過量空氣系數(shù)的變化同 EGR 率變化的這個試驗，要保證試驗的其參變量要取出一個明確的值，以確保這些值不在變化以影響整個試驗的數(shù)據(jù)準確性，在這些確 值環(huán)境中研究兩者之間的關(guān)系，我們讓發(fā)動機轉(zhuǎn)速設(shè)定在 2022轉(zhuǎn)每秒，確定出在 7 毫秒和十毫秒兩種噴油脈寬情況，同時使發(fā)動機的工作環(huán)境無論溫度濕度都要處在穩(wěn)定的環(huán)境里。這時候匹配發(fā)動機的最佳點火正時，我們通過改變節(jié)氣門的開度來控制過量空氣系數(shù)的變化，這里我們研究過量空氣系數(shù)在處在 1 和 兩種情況下。 第三 實驗結(jié)果分析 35 圖 EGR 條件下噴油脈寬 7ms 過量空氣系數(shù)對于動力性影響 圖 EGR 條件下噴油脈寬 10ms 過量空氣系數(shù)對于動力性影響 通過以上實驗數(shù)據(jù)， 我們進行分析 EGR 條件下過量空氣系數(shù)同動力性關(guān)系。通過兩組數(shù)據(jù)的曲線反應(yīng)性趨勢能夠看出無論在兩種噴油脈寬下的任何一種，隨著 EGR 率提升發(fā)動機的動力性總的來說是提高的，在噴油脈寬為 7 毫秒和十毫秒的條件下分別達到了 和 。但是在 EGR 率變化的時候也并不是都完全升高的，隨著 EGR 率增大轉(zhuǎn)矩的值也會小幅度的下降 。 當過量空氣系數(shù)為 1的時候提高 EGR率在起初 EGR率升高不明顯的時候轉(zhuǎn)矩增大也不明顯但隨后 EGR 率增加百分百增大轉(zhuǎn)矩隨之而大幅度的上升，由于在過量空氣系數(shù)為 1 時，是我們理論上認為燃油燃 燒同需要的空氣量正好匹配，但吉林大學(xué)本科生畢業(yè)論文 36 是實際是由于 EGR 的參與，高溫含氧量極低和有害物質(zhì)造成燃燒質(zhì)量的下降爆發(fā)的壓力減低隨之轉(zhuǎn)矩下降，但隨后轉(zhuǎn)矩升高由于 EGR 率的增大使得進氣量得到了較大的補充，在效果上相當于增大了充量系數(shù) 【 27】 。 而在過量空氣系數(shù)為 的時候， EGR 率提升的時候，扭矩隨之增大達到最大值之后一直保持緩慢平穩(wěn)的波動，較之于低充量系數(shù)下而言，高充量系數(shù)下，EGR 率增大可以快速提高發(fā)動機的扭矩，由于高充量系數(shù)需要較大的節(jié)氣門，這是的空氣量很多使得 EGR 率增大帶來的對于燃燒的損失減緩，由于燃燒效果好于低過 量空氣系數(shù)下的，所以增大幅度好于前者。 EGR 條件下過量空氣系數(shù)對經(jīng)濟性影響 圖 EGR 條件下噴油時刻 7ms 過量空氣系數(shù)對于經(jīng)濟性影響 圖 EGR 條件下噴油時刻 10ms 過量空氣系數(shù)對于經(jīng)濟性影響 第三 實驗結(jié)果分析 37 通過兩組圖表曲線實驗結(jié)果數(shù)據(jù)，分析過量空氣系數(shù)同燃油經(jīng)濟性的關(guān)系，在兩種噴油脈寬的條件下，總體來說隨著 EGR 率增大，無論是充量系數(shù)為 1和充量系數(shù)為 的條件下，燃油的油耗都是先下降達之后隨著 EGR 率增大又會有幅度的增大。在充量系數(shù)為 1 時減少達到了最小值 /( kw. h） ,通過比較該組數(shù)據(jù)下所有減少的幅度值發(fā)現(xiàn)最大節(jié)省率可以達到 7%，而在充量系數(shù)為 的時候，隨著 EGR 率的不斷增大燃油消耗率在不斷下降達到最小值 /( kw. h）通過比較該組數(shù)據(jù)下所有減少的幅度通過計算分析發(fā)現(xiàn)最大的好節(jié)省率可以達到 %。然而這個數(shù)據(jù)同上面的比較燃油的節(jié)省效果比不是很高，通過之前的分析，充量系數(shù)為 時節(jié)氣門開度大進入的空氣較多，同時 EGR 率提高的引入會使得缸內(nèi)的燃燒條件變得差 【 28】 ，燃燒變的惡化燃油消耗率自燃就會增加，在節(jié)省燃油的效果上遠不如 第一種充量系數(shù)的燃油氣。EGR 技術(shù)的應(yīng)用雖然使得燃油消耗總體上看有下降的效果，但是由于過量空氣系數(shù)的原因，并不是在所有過量空氣系數(shù)下都會減少燃油的消耗，反而隨著過量空氣系數(shù)的增大這種燃油的節(jié)省反而下降起到相反的結(jié)果。最理想的適用條件就是在充量系數(shù)為 1 的時候，是最經(jīng)濟省油的。所以過量空氣系數(shù)一般在理論燃燒氣左右的時候要比告訴工況時的燃油消耗要少。 條件下過量空氣系數(shù)對排放的影響 （ 1） 過量空氣系數(shù)對于氮氧化物的影響 吉林大學(xué)本科生畢業(yè)論文 38 圖 EGR 條件下噴油時刻 7ms 過量空氣系數(shù)對于氮氧化物影響 圖 EGR 條件下噴油時刻 10ms 過量空氣系數(shù)對于氮氧化物影響 通過對圖表中的實驗數(shù)據(jù)試驗數(shù)據(jù)的分析，總的曲線的反應(yīng)是氮氧化物的的排放是減少的，但是無論怎樣減少，由于過量空氣系數(shù)的不同使得在同樣的 EGR 率的條件下，過量空氣系數(shù)值較大的排放的氮氧化物濃度也是想度較高的，這是由于充量系數(shù)大節(jié)氣門開大進入的空氣多含氧量就會高，高溫富氧的條件下自然使得缸內(nèi)的氮氧化物的排放增多。但是 EGR 率增兩種充量系數(shù)不同燃氣對于氮氧化物濃度排放都是減少的而且波動的幾乎沒有 【 29】 。但是二者由于充量系數(shù)的原因不同，通過 分析發(fā)現(xiàn)燃油 混合氣 充量系數(shù)是 1 左右時氮氧化物排放減低理想。 第三 實驗結(jié)果分析 39 （ 2） 過量空氣系數(shù)對于 HC 排放影響 圖 EGR 條件下噴油時刻 7ms 過量空氣系數(shù)對于一氧化碳影響 圖 EGR 條件下噴油時刻 10ms 過量空氣系數(shù)對于一氧化碳影響 通過圖表中的數(shù)據(jù)，我們分析得出，在哪種重量系數(shù)下的燃油氣最終隨著EGR 提高， HC 排放濃度還是增加的。但是圖表中充量系數(shù)是 1 的時候 混合氣碳氫的排放濃度增加并不多而且也不快，說明燃燒的效果還是理想的。但是對于充量系數(shù)在 時候的 混合氣 碳氫排放濃度含量立馬 增加了，而且增長幅度還特別的明顯，因為 EGR 率提高廢氣回輸使得缸內(nèi)燃燒變得不好，瞬間的溫度降低會是燃燒速率減延遲從而燃燒不完全使得尾氣中碳氫含量排放增大。通吉林大學(xué)本科生畢業(yè)論文 40 過計算分析發(fā)現(xiàn)對于充量系數(shù)較小的燃油氣 EGR 對于碳氫放作用不明顯，而對于充量系數(shù)較大的 混合氣 反而起到反作用結(jié)果，增加碳氫排放。 （ 3） 過量空氣系數(shù)對于 CO 排放影響 圖 EGR 條件下噴油時刻 7ms 過量空氣系數(shù)對于一氧化碳影響 圖 EGR 條件下噴油時刻 10ms 過量空氣系數(shù)對于一氧化碳影響 通過實驗中的圖表數(shù)據(jù)結(jié)果，我們 分析發(fā)現(xiàn)在兩種噴油脈寬下過量空氣系數(shù)為 1 時時候隨著 EGR 率提高，一氧化碳濃度排放會有略微增加然后略有下降之后以保持著大概的幅度變化不明顯，而對于沖流量系第三 實驗結(jié)果分析 41 數(shù)為 時一氧化碳排放量會有略微減小之后也保持著一種幅度變化不是很明顯了。說明 EGR 率對于中小工況的一氧化碳排放效果影響不明顯，這不是影響一氧化碳排放因素。通過圖中比