2014年第6期
国外内燃机
低温废气再循环及低压缩比对降低欧6柴油机氮氧化物排放的影响
【韩】Y.Kim C.Park J.Kim B.Min
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摘要：采用低温废气再循环(EGR)和低压缩比降低氮氧化物(NO,)排放，开发大型多功能运动车用欧6荣油机。低温EGR是通过低温EGR冷却液来降低再循环废气的温度，因而能在颗粒排放相同的情况下降低NO，排放。由于燃烧温度低，低压编比可降低NO，排放。这两种方法在实际应用中都适用于常规荣油机。另一方面，EGR冷却液温度和压缩比过低可能会导致一些问题，如EGR积炭和冷起动能力不足等。固此，必须具备避免产生这些异常现象的NO，排放降低策略。结果表明，低温EGR在EGR流量较低的低负荷条件下可显著降低NO,排放，在新欧测行驶循环的14个工况点，可降低NO，排放约4%。考虑到冷起动的持续时间、急速变动系数和生产偏差，将压缩比确定为 15.2。在调整EGR率和主喷油定时以保持相同的颗粒排放后，将压缩比调至15.2可降低NO,排放约5%。
关键词：低温废气再循环低压缩比氮氧化物排放
柴油机
0前言
大型轿车柴油机需要采用荣油机颗粒捕集器(DPF)及降氮氧化物（De-NO,)排气后处理装置来满足未来的排放法规-1-2]。由于成本相对昂贵，可通过减少发动机的原始排放尽可能缩小催化转化器的尺寸3)。低压废气再循环（EGR）、均质充气压燃、低温EGR，以及低压缩比被视为较实用的清洁柴油机燃烧技术-10)。与其他技术相比.低温EGR和低压缩比虽然不能大幅降低NO，排放.但在系统可靠性及成本方面具有优势，并且应用便捷，无须对目前的发动机硬件作很大改变。
低温EGR的作用是通过来自散热器和电动冷却液泵的低温EGR冷却液降低再循环废气的温度，它能增加相同空燃比下的EGR量，并降低NO，排放。随着低温EGR冷却液温度的降低，可以预计， NO，排放降低量也会增加，但同时可能会造成EGR 冷却器污染和更高的未燃碳氢化合物（HC)排放。因此，关键是要掌握NO，排放降低量与低温EGR 冷却液温度之间的关系。
由于燃烧温度低，低压缩比也能降低NO，排放，其缺点在于冷起动能力、息速稳定性和HC排放。在应用低压缩比之前，应仔细考察这些相关因素。本文研究低温EGR和低压缩比对降低NO，排放的影
响，并将此作为开发欧6柴油机的可行性研究方方数据
1试验装置和试验方法 1.1试验装置
图1为试验装置示意图。试验装置由柴油机、测功机、进排气系统、低温EGR冷却液控制装置和排气分析仪组成。试验发动机为4缸柴油机，排量为2157mL，电磁阀共轨喷油器最大喷射压力为 180MPa，配备电控可变截面涡轮增压器和可变涡流系统。试验发动机的主要技术规格如表1所列。采用AVL公司瞬态测功机控制发动机转速和负荷。中冷器之后的温度由水冷却系统控制。在排气管路中安装排气活门，以保持相同的排气压力。为了测量缸内压力和喷油器电流信号，各气缸都安装压力传感器（AVLGU13P）和电流传感器。采用AVL
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图1试验装置示意图