【正文】 論文 30 圖 噴油脈寬 10ms 下 EGR 率對(duì)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(duì) 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(shì)上而言，無論發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)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(huì)隨著 EGR 率的提高會(huì)不斷地減少，但是在某些區(qū)域內(nèi)數(shù)據(jù)會(huì)反常是應(yīng)為因?yàn)橛衅涮厥獾男再|(zhì)，做特殊的分析。在七毫秒的噴油帶寬下，對(duì)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(dá)到最小值 260ppm 和 220ppm,同樣的對(duì)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(shí)候得到了 650ppm 和 800ppm。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)工作在高速工況時(shí)排 放的那氧化物在減少也比中低轉(zhuǎn)速負(fù)荷下排放的最小值還是要小許多的，這與發(fā)動(dòng)機(jī)在高速負(fù)荷時(shí)，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(yùn)動(dòng)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(huì)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(fù)荷時(shí)， EGR 對(duì)于氮氧化物的排放確實(shí)效果是極佳的。 但無論怎樣分析，整體而言 EGR 對(duì)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(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 31 EGR 率對(duì)碳?xì)渑欧诺挠绊? 圖 噴油脈寬 7ms 下 EGR 率對(duì)于 HC 排放影響 圖 噴油脈寬 10ms 下 EGR 率對(duì)于 HC 排放影響 通過對(duì)比兩圖的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)， EGR 率對(duì)于碳?xì)渑欧诺挠绊戇€是比家復(fù)雜的。在不同的兩種脈寬下，進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)中低速工況的運(yùn)行和高速工況的兩種模式運(yùn)行，發(fā)現(xiàn)隨著 EGR 率的增大，對(duì)于中低速負(fù)荷來說，碳?xì)涞呐欧藕渴窃龃蟮?，只是增長(zhǎng)的曲線趨勢(shì)并不是很快，在一個(gè)范圍內(nèi)持續(xù)波動(dòng)。試想想碳?xì)涞倪^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(yùn)行的時(shí)候就會(huì) 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(xì)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(yùn)行的工況下起初的時(shí)候隨著 EGR 率增加，碳?xì)涞呐欧帕坑行》鹊臏p小，但之后也會(huì)隨著 EGR 率增大也開始增大，這并不是說 EGR 率增大減少碳?xì)湮镔|(zhì)的含量，起初剛在形成燃燒 混合氣 時(shí)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(jìn)氣缸內(nèi)，這種效應(yīng)類似于將混合氣的濃度進(jìn)行適當(dāng)?shù)氐慕档?，改善了缸?nèi)燃燒條件，使得在一個(gè)幅度內(nèi)燃料燃 燒利用率非常好，這樣沒有燃燒的碳?xì)渲苯优欧懦鋈サ哪且徊糠忠簿拖鄳?yīng)的減少了。但是從 EGR 原理出發(fā)，引入廢氣勢(shì)必會(huì)對(duì)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?xì)渑欧胖饾u增大，引入的廢氣會(huì)影響缸內(nèi)的燃燒溫度，一瞬間將整個(gè)燃燒反應(yīng)的化學(xué)機(jī)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(duì)燃燒有害的氣體以及含量稀少的氧氣使得燃燒進(jìn)程進(jìn)一步惡化，燃燒就會(huì)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(dāng)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(huì)降低，形成一個(gè)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(shí)候就會(huì)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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出 EGR 引入會(huì)使得尾氣排放里碳?xì)涞暮繒?huì)增大，在大部分工況里運(yùn)行時(shí)，這種增長(zhǎng)的幅度并不是劇烈的，但是 EGR 率過分升高就如我們?nèi)缟纤窒档模炊鴷?huì)影響燃燒，增加碳?xì)涞呐欧藕俊? EGR 率對(duì)一氧化碳排 放影響 第三 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 33 圖 噴油脈寬 7ms 下 EGR 率對(duì)于 CO 排放影響 圖 噴油脈寬 10ms 下 EGR 率對(duì)于 CO 排放影響 通過以上那個(gè)兩個(gè)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(shí)候，分別在 1800 轉(zhuǎn)每秒和 2022 轉(zhuǎn)每秒下進(jìn)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(gè)小幅度的升高。然后又有一個(gè)小幅度的下降，之后升降趨勢(shì)就不是很明顯了，基本在一個(gè)大致的范圍內(nèi)波動(dòng)。在 1800 轉(zhuǎn)每秒時(shí)一氧化碳濃度最 高達(dá)到 %，而在 2022 轉(zhuǎn)每秒的時(shí)候最高一氧化碳排放濃度達(dá)到 %，同樣對(duì)于噴油脈寬在 10 毫秒的時(shí)候下，二者的最大職業(yè)達(dá)到了 %和 %。從這些數(shù)據(jù)中我們看出在 EGR 率的增加時(shí)候，一氧化碳排放濃度百分比下降因?yàn)闅飧變?nèi)回輸廢氣相當(dāng)于進(jìn)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(diǎn)火后爆發(fā)壓力和高溫升高時(shí)間延時(shí)，使得燃燒的重心后移。所以暫時(shí)的降低并不是 EGR 率帶來的真正效果。同時(shí)兩組數(shù)據(jù)對(duì)比，發(fā)動(dòng)機(jī)在運(yùn)行高中速工況的時(shí)候的一氧化碳的排放濃度要比低速工況時(shí)候小，這主要是在高速時(shí)候缸內(nèi)氣流在活塞高速運(yùn)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)較快，使得 混合氣 混合均勻充分利于充分的燃燒，同時(shí)高速工況時(shí)候通常節(jié)氣門會(huì)開大，這時(shí)進(jìn)氣量不斷的增大過多的新鮮空氣進(jìn)入也會(huì)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(dòng)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(gè)范圍內(nèi)波動(dòng)的動(dòng)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(shí)際分析的結(jié)果來看，EGR 率變化對(duì)于一氧化碳濃度的變化影響不夠大。 EGR 技術(shù)對(duì)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(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的排放和性能的影響 EGR 下過量空氣系數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力影響。 要完成過量空氣系數(shù)的變化同 EGR 率變化的這個(gè)試驗(yàn)，要保證試驗(yàn)的其參變量要取出一個(gè)明確的值，以確保這些值不在變化以影響整個(gè)試驗(yàn)的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，在這些確 值環(huán)境中研究?jī)烧咧g的關(guān)系，我們讓發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)使發(fā)動(dòng)機(jī)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(shí)候匹配發(fā)動(dòng)機(jī)的最佳點(diǎn)火正時(shí)，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(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 35 圖 EGR 條件下噴油脈寬 7ms 過量空氣系數(shù)對(duì)于動(dòng)力性影響 圖 EGR 條件下噴油脈寬 10ms 過量空氣系數(shù)對(duì)于動(dòng)力性影響 通過以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)， 我們進(jìn)行分析 EGR 條件下過量空氣系數(shù)同動(dòng)力性關(guān)系。通過兩組數(shù)據(jù)的曲線反應(yīng)性趨勢(shì)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(dòng)機(jī)的動(dòng)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(dá)到了 和 。但是在 EGR 率變化的時(shí)候也并不是都完全升高的，隨著 EGR 率增大轉(zhuǎn)矩的值也會(huì)小幅度的下降 。 當(dāng)過量空氣系數(shù)為 1的時(shí)候提高 EGR率在起初 EGR率升高不明顯的時(shí)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(shí)，是我們理論上認(rèn)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(shí)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(jìn)氣量得到了較大的補(bǔ)充，在效果上相當(dāng)于增大了充量系數(shù) 【 27】 。 而在過量空氣系數(shù)為 的時(shí)候， EGR 率提升的時(shí)候，扭矩隨之增大達(dá)到最大值之后一直保持緩慢平穩(wěn)的波動(dòng)，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(dòng)機(jī)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(duì)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(duì)經(jīng)濟(jì)性影響 圖 EGR 條件下噴油時(shí)刻 7ms 過量空氣系數(shù)對(duì)于經(jīng)濟(jì)性影響 圖 EGR 條件下噴油時(shí)刻 10ms 過量空氣系數(shù)對(duì)于經(jīng)濟(jì)性影響 第三 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 37 通過兩組圖表曲線實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)，分析過量空氣系數(shù)同燃油經(jīng)濟(jì)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(dá)之后隨著 EGR 率增大又會(huì)有幅度的增大。在充量系數(shù)為 1 時(shí)減少達(dá)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(dá)到 7%，而在充量系數(shù)為 的時(shí)候，隨著 EGR 率的不斷增大燃油消耗率在不斷下降達(dá)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(jì)算分析發(fā)現(xiàn)最大的好節(jié)省率可以達(dá)到 %。然而這個(gè)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(shí)節(jié)氣門開度大進(jìn)入的空氣較多，同時(shí) EGR 率提高的引入會(huì)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(huì)增加，在節(jié)省燃油的效果上遠(yuǎn)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(huì)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(shí)候，是最經(jīng)濟(jì)省油的。所以過量空氣系數(shù)一般在理論燃燒氣左右的時(shí)候要比告訴工況時(shí)的燃油消耗要少。 條件下過量空氣系數(shù)對(duì)排放的影響 （ 1） 過量空氣系數(shù)對(duì)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(shí)刻 7ms 過量空氣系數(shù)對(duì)于氮氧化物影響 圖 EGR 條件下噴油時(shí)刻 10ms 過量空氣系數(shù)對(duì)于氮氧化物影響 通過對(duì)圖表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)試驗(yàn)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(jìn)入的空氣多含氧量就會(huì)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?xì)鈱?duì)于氮氧化物濃度排放都是減少的而且波動(dòng)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(shí)氮氧化物排放減低理想。 第三 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 39 （ 2） 過量空氣系數(shù)對(duì)于 HC 排放影響 圖 EGR 條件下噴油時(shí)刻 7ms 過量空氣系數(shù)對(duì)于一氧化碳影響 圖 EGR 條件下噴油時(shí)刻 10ms 過量空氣系數(shù)對(duì)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(shí)候 混合氣碳?xì)涞呐欧艥舛仍黾硬⒉欢喽乙膊豢?，說明燃燒的效果還是理想的。但是對(duì)于充量系數(shù)在 時(shí)候的 混合氣 碳?xì)渑欧艥舛群苛ⅠR 增加了，而且增長(zhǎng)幅度還特別的明顯，因?yàn)?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(huì)是燃燒速率減延遲從而燃燒不完全使得尾氣中碳?xì)浜颗欧旁龃蟆Ｍ执髮W(xué)本科生畢業(yè)論文 40 過計(jì)算分析發(fā)現(xiàn)對(duì)于充量系數(shù)較小的燃油氣 EGR 對(duì)于碳?xì)浞抛饔貌幻黠@，而對(duì)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?xì)渑欧拧? （ 3） 過量空氣系數(shù)對(duì)于 CO 排放影響 圖 EGR 條件下噴油時(shí)刻 7ms 過量空氣系數(shù)對(duì)于一氧化碳影響 圖 EGR 條件下噴油時(shí)刻 10ms 過量空氣系數(shù)對(duì)于一氧化碳影響 通過實(shí)驗(yàn)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(shí)時(shí)候隨著 EGR 率提高，一氧化碳濃度排放會(huì)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(duì)于沖流量系第三 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析 41 數(shù)為 時(shí)一氧化碳排放量會(huì)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(duì)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