第5期（总第232期） 2017年10月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
张翔宇"2，郑尊清”，李研芳’祝宇轩”，高英英，尧命发
No 5(Serial No 232)
Oct2017
（1.中国北方发动机研究所（天津），天津300400：2天泽大学内燃机燃烧学国家重点实验室，天津300072
摘要：在1台装有电液可变气门的单缸柴油机上，通过改变内外EGR策略和喷油压力，对票油机小负荷工况下低温燃烧的燃烧特性和排放特性进行了试验研究。内部EGR通过排气门两次开启实现，发动机转速和喷油量分别固定为1500r/min和20mg/cycle。研究结果表明，道过高EGR率控制可以实现超低NO，排放，其中采用高喷油压力可以降低内部EGR的炭烟排放，而采用低喷油压力可以降低外部中冷EGR的HC和CO排放。在内外 EGR耦合控制策略中提高内部EGR比例可以降低HC和CO排放，但改善效果逐渐减弱同时为了抑制炭烟排放，需要结合更高喷油压力，而提高外部中冷EGR比例可以获得较高热效率。
关键词：柴油机；废气再循环；喷油压力；低温燃烧 DOI:10 3969/j issn 1001-2222 2017 05 001
中图分类号：TK427
文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2017)05-0001-05
相比传统燃烧，柴油机低温燃烧可以获得极低
的NO，和soot排放，已在国内外得到了广泛研究1-3]。在小负荷工况，低温燃烧存在CO和HC排放过高、燃油经济性恶化间题4了，同时较低的排气温度也不利于采用后处理技术[7-9]。研究表明[10-13]，采用内部EGR策略可以有效降低小负荷工况下的不完全燃烧损失并获得较高热效率和排气温度，但随着负荷升高，内部EGR策略下soot排放急剧增加.需要采用外部中冷EGR策略来抑制soot排放但同时文献「14也指出，在某一特定工况（平均指示压力约为03MPa）.单纯采用内部或外部中冷 EGR策略难以同时获得较低soot，CO和HC排放。因此有必要在特定负荷工况下针对两种EGR之间的时渡第略，即内外EG耦合第略进行进一兆研究。
喷油策略是柴油低温燃烧过程控制的另一个主
要技术途径，可以通过形成合理的混合气分层来进一步优化燃烧过程，控制有害物排放15-16]，但关于内部EGR耦合喷油压力以及内外EGR耦合喷油压力对低温燃烧影响的试验研究鲜有报道。因此在小负荷工况下研究了内外EGR策略和喷油压力对柴油机低温燃烧的影响，探索了小负荷工况下实现柴油机高效清洁燃烧的控制方法。
收稿日期：2017-03-17；修回日期：2017-05-09
基金项目：国家自然科学基金资助项目（51576138）
试验装置和研究方法 1
图1示出本研究所用的发动机试验台架，主要
包括经过改造的单缸试验用发动机、测功机、高压共新燃油喷射系统、模拟进气增压系统、外部中冷废气再循环（EGR)系统、进气温度控制系统、缸内压力采集及分析系统、电液可变气门控制系统和尾气排放测试仪器等部分。缸内压力采集和分析采用了一套自制的数据采集和燃烧分析系统完成，缸内压力采样间隔设为05°曲轴转角，采集循环数设为50；发动机尾气测量采用了HoribaMEXA-7100DEGR 排气分析仪以及AVL415S烟度计：利用一套自制的电液可变气门控制系统使排气门在进气过程中额外开启一次，从而一部分发动机废气从排气管倒吸回缸内形成内部EGR。利用MEXA排气分析仪可测出外部中冷EGR流量以及过量空气系数，利用空气流量计可以测出新鲜空气流量，采用GT Power软件通过对比模拟外部中冷EGR流量、新鲜空气量、过量空气系数与发动机实际所测值，即可以分别算出外部中冷EGR率、内部EGR率以及总 EGR率1,14]。EGR率计算公式如下：
mEx-ECR +mIs-ECR
GRmit+ mmila+mEECn+ m C
一×100%。
作者简介：张翔宇（1984一）.男，助理研究员，博士，主要研究方向为案油机燃烧与排敏控制：fd@qqcom，
通讯作者：尧命发（1968一），男，研究员，博士，主要研究方向为柴油机燃烧理论与数值模拟技术y_mingfa@tjueduen，