第3期（总第230期） 2017年6月
车用发动机 VEHICLEENGINE
EGR柴油机瞬态性能优化研究
高官龙，李盛成，刘患长，田径，韩恒，于凯波
（吉林大学汽车仿真与控制国家重点实验室，吉林长春130022）
No.3(Serial No.230)
Jun.2017
摘要：以降低瞬态过程烟度和NO，排放为目标，在一台高压共航电控重型栗油机上进行了EGR对荣油机恒转速增担矩5S典型解态过程燃烧和排放性能影响的优化研究。结果表明：解态过程中固定EGR阀开度造成始负荷并揭合“分投轨压"可以有效降低瞬态过程烟度峰值；EGR阔的开闲对瞬态性能影响最大，瞬态过程1.5S关不大。
关键词：增压柴油机；瞬态工况；喷油压力；度气再循环；烟度；氮氧化物 DOl: 10.3969/j.issn.1001-2222.2017.03.008
中图分类号：TK421.5
文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2017)03-0042-07
车用柴油机大部分运行时间处于瞬态工况下，
增压柴油机脱态工况下进气严重后于喷油，会导致柴油机性能劣变)。与稳态工况相比，瞬态工况下存在噪声激增、排放及燃油经济性恶化等问题(2)，特别是引人EGR系统后，若将稳态性能优化时所采用的EGR阀开度直接运用于瞬态工况，更是加剧了排放及燃油经济性的恶化程度["]。为此，如何解决EGR柴油机瞬态过程的性能恶化问题已成为内燃机性能开发领域的研究重点。
为应对柴油机瞬态性能劣变问题，国内外柴油机研究机构更偏向于通过喷油参数柔性调制与 EGR阀耦合控制等常用稳态性能优化策略来解决。比如，将实现低温燃烧模式的高喷油压力和多次喷射方式[34]直接运用于瞬态工况，理论上有助于避开 NO，和炭烟生成区域。这主要得益于高喷油压力会提高燃油油束动量，促进发动机瞬态过程燃油和空气的混合，降低柴油机尾气中的颗粒物排放。此外，EGR阀动态响应差导致原机瞬态过程缸内油气混合状态较稳态工况明显偏离等因素，促使对柴油机瞬态性能的研究领域也侧重在EGR系统设计和控制方面，比如在EGR低压回路或低高压双回路实现对EGR率宽范围阈值可控[7-9]前提下，借助尾气中氧气质量分数作为EGR阀反馈控制参数[10]或
收稿日期：2017-03-03；修回日期：2017-03-29
基金项目：吉林省科技发展计划项目（20150520113JH）
构建EGR阀PID模块控制[11-12]等，均在一定程度上有效抑制了EGR超调现象及颗粒物峰值排放恶化问题。从而不难看出当下对柴油机瞬态性能优化研究主要集中于较为单一的优化方式探索，尚缺乏科学的系统性态性能优化路径分析。为此，本研究主要针对EGR导致瞬态性能严重劣变这一特征，在一台增压中冷高压共轨重型柴油机上从EGR 阀控制、喷油参数、脱态工况特征等多个角度探讨典型恒转速增扭矩瞬态过程性能优化的可行性，为制
定EGR瞬态性能优化路径提供理论依据。 1试验测控系统及研究方法
增压中冷高压共轨电控重型柴油机样机的技术参数见表1。试验台架装置及测控系统见图1。研究采用毫秒级A/D数据采集卡及相应的高速传感器构建了实时（10ms)参数测量系统，可以实现发动机转速、扭矩、进排气温度及压力、消光式烟度和尾气排放的实时测量和记录；共轨平台下发动机工况控制最终信号为油门电压，瞬态工况点控制借助单片机实现，具备了高响应速度和高精度优点，配合电涡流测功机可实现典型瞬态工况的重复再现。
此外，本研究采用高一低回路EGR循环方式，回流废气从涡轮机之前引出，废气流经单向阀后再
作者简介：高官龙（1991一），男，硕士，主要研究方向为内燃机公害与控制：ggld1991@163.com。通讯作者：李盛成（1965一），男，主要研究方向为内燃机公害与控制；lisc@jlu.edu.cn，