第4期（总第231期） 2017年8月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
No 4 (Serial No 231)
Aug2017
单缸EGR发动机压缩比优化及涡轮增压器匹配研究
马兴兴2，马志"2，于书海12，孙剑2，乔静波2，崔亚彬2，宋东先"2
（1.长城汽车股份有限公司技术中心，河北保定071000；2.河北省汽车工程技术研究中心，河北保定071000）
摘要：在1台气道喷射单缸EGR发动机上，独立控制EGR缸喷油及点火，实现燃料改质，研究了不同压缩比对发动机性能的影响，此外还匹配了不同涡轮增压器，用于改善外特性扭矩。试验结果表明：单缸EGR能有效改善发动机的燃油经济性，NO，和CO排放性能均所改善，但THC排放恶化，动力性能下降：提高压缩比能有效提高发动机的热效率，降低燃油消耗，但过高压缩比使发动机爆震倾向严重，限制发动机外特性扭矩；通过匹配小涡轮增压器低速扭矩有所改善。
关键词：汽油机；废气再循环；压缩比；热效率 DOI: 10 3969 /j issn 1001-2222 2017 04 012
中图分类号：TK4115
文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2017)04-0059-04
在日益严格的汽车油耗和排放法规驱动下，汽车行业都在积极探索解决方案，提高传统发动机热效率是一种有效的方案1-4]。研究表明,汽油机采用高EGR率能有效提高燃油经济性，降低污染物排放，提高发动机热效率。但采用高EGR率的发动机面临燃烧稳定性等限制，会降低发动机热效率的改善效果[5-6]。
美国西南研究院在汽油机上提出了D-EGR(DedicatedEGR，D-EGR)概念，将发动机某一缸排气全部引人到进气系统中，实现废气再循环。对该缸单独控制，通过加浓策略对燃油组分进行重组，生成H2和CO等成分，从而加快燃烧速度，优化燃烧相位[2,7]
美国西南研究院把24L自然吸气发动机改造成1个缸单独提供25%EGR率的发动机.试验结果表明.EGR缸加浓后产充定的H2和CO.能有效改善发动机的EGR容忍度和燃烧稳定性，从而提高发动机燃油经济性[2.7]
本研究在1台直列四缸增压气道喷射汽油机上，通过改动排气歧管，加装EGR中冷器，实现单缸EGR。通过独立控制EGR缸喷油、点火，实现 EGR缸喷油加浓，燃料改质。对比分析了不同压缩比对单缸EGR汽油机性能的影响。此外，还对比分析广不同涡轮增压器对发动机动力性的影响
收稿日期：2017-02-16；修回日期：2017-07-17
1试验
1.1发动机及试验设备
本研究采用某15L气道喷射汽油机，该机采用涡轮增压、电子节气门、DOHC轻量化设计、进气 VVT正时链传动等技术，其主要技术参数见表1。
表1试验发动机主要参数
排量/L 压缩比紅径/mm 行程/mm 燃油
涡轮增压器涡轮直径/mm
1497
93(原机),105,115
75 0 847 92号汽油 43（原机），3734
试验使用的主要设备见表2。冷却水温控制在（060（88）为25℃。试验室内环境大气温度为298K.压力为 100kPa，相对湿度约为40%。
表2发动机测试设备
设备
电力测功机油耗仪
燃烧分析仪
直采排放分析系统缸内压力传感器空燃比分析仪
型号
HORIBA HT460
FuelFlow Meter FQ-2100DP
AVL622
HORIBA MEXA-7100DEGR
KISTLER615BFD34 ETAS ES 630 J_E
作者简介：马兴兴（1987一），女，工程师，主要研究方向为发动机燃烧系统开发；maxingxing117@163eom。通讯作者：宋东先（1982一），男，博士，主要研究方向为内燃机燃烧过程测量与分析；songdongxian@163com，