EGR條件下過量空氣系數(shù)對直噴汽油機性能和排放的影響畢業(yè)論文

1、 本 科 生 學(xué) 號 吉 林 大 學(xué) 本 科 生 畢 業(yè) 論 文 EGR條件下過量空氣系數(shù)對直噴汽油機性能 和排放的影響 Effects of excess air factor on the Performance and Emission of Gasoline Direct-injection Engine In condition that of EGR 學(xué)生姓名： 學(xué)生班級： 學(xué)生學(xué)號： 學(xué) 院： 專 業(yè)： 導(dǎo)師姓名： 及 職 稱： 年 月吉林大學(xué)學(xué)士學(xué)位承諾書 本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在指導(dǎo)教師的指導(dǎo)下，獨立進行研究工作所取得的成果。除文中已經(jīng)注明引用的內(nèi)容外，本論文

2、不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的作品成果。對本文研究作出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確的方式表明。本人完全意識到本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。 簽名： 日期：摘 要EGR條件下過量空氣系數(shù)對直噴汽油機性能和排放影響能源的危機和環(huán)境的污染成為日益嚴重的問題，未來汽車發(fā)展的走勢在這兩個嚴峻的問題下也不得不面臨著許多的改革。因此對于直噴汽油機開發(fā)出經(jīng)濟高效，排放清潔的要求也是愈來愈高。本文是在四缸直噴汽油基礎(chǔ)上通過利用測功機氮氧化物檢測儀，EGR截止閥，EGR冷卻器等等實驗設(shè)備搭建構(gòu)成EGR技術(shù)，通過控制相應(yīng)的參數(shù)，保證在EGR條件存在的時候下，控制過量空氣系數(shù)變化來研究汽油機經(jīng)濟性

3、，動力性，排放的氮氧化物，一氧化碳，碳氫等數(shù)據(jù)的變化，來找出他們間的變化規(guī)律。通過分析結(jié)論如下：1. 對于EGR引入總體上對發(fā)動機動力性是提高的，而且對小工況的提高幅度很大，改變充量系數(shù)條件時，對于理想混合氣的動力性提升明顯。2.EGR對于整體的經(jīng)濟性也是提高的，工況的變動對其影響變動不是很大，但是充量系數(shù)不同時，系數(shù)在1的時候消耗最少。3.EGR技術(shù)采用對于氮氧化物排放濃度有著明顯抑制作用，濃度在不斷降低，最大的減低幅度可達88.3%。4.EGR技術(shù)會使碳氫的排放量增多，除過過量空氣系數(shù)為1時比較不明顯，其他狀況時均會增加。5.EGR技術(shù)對于一氧化碳增加影響并不大，而過量空氣系數(shù)卻影響明顯，

4、在過量空氣系數(shù)較大時一氧化碳濃度排放相對少。關(guān)鍵詞： EGR，過量空氣系數(shù) 汽油機性能 排放AbstractEffects of excess air factor on the Performance and Emissionof Gasoline Direct-injection Engine In condition that of EGREmergency of resource and environment solution are more and more worst,The future of vehicle must take action to avoid trouble

5、s with facing that two problems.,we can make revolution in the auto. So that the performance and emission of the Gasoline Direct-injection Engine are needing highly explore.This article is basing on a four cylinder of Gasoline Direct-injection Engine using power Engine, shutoff valve, boundary condi

6、tions,experimental platform to established EGR system. In this experiment, boundary conditions, HC as ignition timing engine speed, engine load(injection pulse width), air-fuel ratio and EGR rate, can be adjusted to explore the principle that how EGR affects the performance and emissions under diffe

7、rent conditions. According to the analysis of experiment result, the following conclusion can be obtained:After the EGR is introduced on a GDI engine, It can improve the power performance.Especially, it can improve power performance highly on the low load. When the excess air factor is HC change the

8、 power performance of the excess air coefficient is 1.0 can be improved immediately.To some extent, EGR can improve the fuel economy of GDI engine. It is corresponding with the power performance. As a whole, it can reduce the fuel economy . At low and medium load, EGR has the same effect on fuel eco

9、nomy.However, fuel economy varies with air-fuel ratio.When the excess air coefficient is 1.0, engine fuel economy can be reduced deeply.The introduction of EGR can restrain NOX emissions obviously.Under all the test conditions,the largest EGR rate can reduce NO emissions most .Under the operating co

10、nditions of 2500r/min, 7ms injection pulse width, the excess air ratio of 1.0, the most obvious inhibition of NOX emissions is up to 88.3%.HC emissions will increase with EGR rate. However, it does not rise significantly at the metric ratio. At each condition, HC emissions increase with the EGR rate

11、 significantly when the excess air coefficient is 1.1, The operating condition of lean gas, large EGR rate, early ignition timing will cause significant combustion, resulting in a large number of discharged HC. EGR can hardly affect the CO emissions on GDI engine. In the experiment, CO emissions onl

12、y vary from excess air ratio. In the case of small HC emissions increase, we can achieve effective control of NO emissions. Facing with increasingly serious energy crisis and environmental problems, EGR technology has great application prospects on a GDI engine.Key words:EGR Excess air factor Gasoli

13、ne engine Function Emission目錄TOC o 1-3 h u HYPERLINK l _Toc2672 第一章 緒論 PAGEREF _Toc2672 1 HYPERLINK l _Toc20723 PAGEREF _Toc20723 2 HYPERLINK l _Toc29904 1.2 過量空氣系數(shù)同EGR在直噴汽油機關(guān)系4 HYPERLINK l _Toc6003 1.2.1 EGR技術(shù)的簡介4 HYPERLINK l _Toc22393 1.2.2 EGR 技術(shù)的最新研究發(fā)展方向6 HYPERLINK l _Toc18441 1.2.3 EGR的原理7 HYPE

14、RLINK l _Toc11043 1.3 直噴汽油機的混合氣形成原理10 HYPERLINK l _Toc20325 1.4 直噴汽油機的噴射系統(tǒng)技術(shù)簡介141.5 小結(jié)16 HYPERLINK l _Toc30237 第二章 發(fā)動機臺架試驗17 HYPERLINK l _Toc4847 2.1 試驗臺架電控簡介17 HYPERLINK l _Toc26424 2.2 EGR試驗中工作模式19 HYPERLINK l _Toc4373 2.3 系統(tǒng)的搭建與細節(jié)選擇20 HYPERLINK l _Toc27267 第三章 實驗結(jié)果分析25 HYPERLINK l _Toc14234 3.1 E

15、GR率對直噴汽油機動力性影響25 HYPERLINK l _Toc26849 3.2 EGR率對燃油經(jīng)濟性影響27 HYPERLINK l _Toc23896 3.3.1 EGR率對尾氣排放的影響29 HYPERLINK l _Toc12604 3.3.2 EGR率對碳氫排放的影響 PAGEREF _Toc12604 31 HYPERLINK l _Toc803 3.3.3 EGR率對一氧化碳排放影響 PAGEREF _Toc803 32 HYPERLINK l _Toc16485 3.4 過量空氣系數(shù)對發(fā)動機的排放和性能的影響 PAGEREF _Toc16485 34 HYPERLINK l

16、 _Toc23725 3.4.1 EGR下過量空氣系數(shù)對發(fā)動機動力影響。 PAGEREF _Toc23725 34 HYPERLINK l _Toc1248 3.4.2 EGR條件下過量空氣系數(shù)對經(jīng)濟性影響 PAGEREF _Toc1248 36 HYPERLINK l _Toc27031 3.4.3 EGR條件下過量空氣系數(shù)對排放的影響 PAGEREF _Toc27031 37 HYPERLINK l _Toc26160 第四章 全文總結(jié) PAGEREF _Toc26160 43 HYPERLINK l _Toc26653 參考文獻 PAGEREF _Toc26653 47 HYPERLIN

17、K l _Toc21341 致謝 PAGEREF _Toc21341 49第一章 緒論 工業(yè)文明的空前發(fā)展推動了人類社會的進步，同時也使得汽車的設(shè)計和制造的水平突飛猛進。隨著大眾生活的提高和人們消費的水平的提升，越來越多的汽車逐漸走入到我們的生活里，成為人們的交通工具。很短的一段時間內(nèi)，汽車的保有量出現(xiàn)了爆炸式的增長，隨著二十世紀七十年代，全世界的汽車數(shù)目大概每十五年增一倍.就目前一直在工作的汽車數(shù)目而言保守也有十億輛。隨著時間推移，目前來看增長的勢頭還未消退。我國汽車持有數(shù)量僅次于美國，發(fā)展超過了日本，成為世界第二大汽車國家【1】。 據(jù)統(tǒng)計，全世界每一千人平均汽車擁有為 148 輛，然而目前

18、國內(nèi)每一千人平均汽車保有量僅有58輛，與世界的平均水平去比較，這個差距還是明顯很大的，但同時這個問題側(cè)面反映出我們國內(nèi)汽車這個行業(yè)它的發(fā)展?jié)摿€是空前巨大的。我國汽車歷年產(chǎn)值如圖我國歷年車輛產(chǎn)值圖 但同時，隨著汽車保有量的的提高，人們的生活和未來的發(fā)展也面臨著越來越多的困擾。首當(dāng)其沖的就是能源的問題。石油是一種不可再生型能源，隨著汽車的數(shù)量不斷的增的大，對石油的需求量也是在與日俱增。石油資源面臨這即將枯竭的命運，根據(jù)目前的預(yù)測研究全世界的石油儲量將在本世紀面臨終結(jié)，這將對人類的未來發(fā)展產(chǎn)生重大的影響，隨著國內(nèi)經(jīng)濟在新世紀的不斷騰飛和增長下，中國的工業(yè)取得了大的發(fā)展，但這背后對石油資源的需求量也

19、是相當(dāng)可觀的，石油是工業(yè)發(fā)展的血液。就目前已知探明的石油資源也是有限的，同世界總石油資源相比較而言，我國石油資源處在匱乏的階段【2】。使得石油供給不足的矛盾日益突出，對石油的進口量增大，進口占消耗的比重超過了50%，這是歷年我國石油進口和消耗的統(tǒng)計圖表： 圖 1.2 我國石油消耗統(tǒng)計圖汽車日益增多的消耗已成為世界性的能源危機的問題，然而對于發(fā)動機的熱效率優(yōu)化和提升的空間就目前科學(xué)而言有研究的前景。世界汽車保有量的增高會帶來第二個嚴峻的問題，那就是汽車排放的尾氣中氮氧化物會嚴重污染大氣，污染我們懶以生存的環(huán)境。什么是氮氧化物，氮氧化物含有多種化合物，有一氧化二氮、 HYPERLINK :/bai

20、ke.baidu /subview/77625/77625.htm t :/baike.baidu /_blank 一氧化氮、 HYPERLINK :/baike.baidu /subview/77656/77656.htm t :/baike.baidu /_blank 二氧化氮、 HYPERLINK :/baike.baidu /subview/128134/128134.htm t :/baike.baidu /_blank 三氧化二氮、 HYPERLINK :/baike.baidu /subview/1095660/1095660.htm t :/baike.baidu /_blan

21、k 四氧化二氮,和 HYPERLINK :/baike.baidu /subview/58373/58373.htm t :/baike.baidu /_blank 五氧化二氮等。氮氧化物的特性是極不穩(wěn)定，在光照濕熱的環(huán)境下一氧化氮二氧化氮互變，是幾種 HYPERLINK :/baike.baidu /subview/11766618/12134599.htm t :/baike.baidu /_blank 氣體混合物，主要為一氧化氮和二氧化氮。氮氧化物有很強的毒性，對人動植物和建筑造成破壞，同時氮氧化物進入臭氧層與臭氧反應(yīng)分解臭氧，在大氣層形成臭氧空洞，導(dǎo)致紫外線輻射量增大，使得人們羅患皮膚

22、癌的概率變大【3】。氮氧化物通過呼吸進入人體肺的深部,可引起 HYPERLINK :/baike.baidu /subview/54055/54055.htm t :/baike.baidu /_blank 支氣管炎或 HYPERLINK :/baike.baidu /subview/44433/44433.htm t :/baike.baidu /_blank 肺氣腫。氮氧化物還會和空氣其他污染物質(zhì)混合發(fā)生光化學(xué)反應(yīng)，形成酸雨，腐蝕建筑物。這些氮氧化物的大量排放都來自于汽車的尾氣，在發(fā)動機內(nèi)部氮氧化物的生成機理一部分來自于發(fā)動機內(nèi)部高溫富氧的狀態(tài)空氣中的氮在高溫下被氧化生成的,燃料中各種氮化

23、物被分解氧化生成的氮氧化物。汽車尾氣中除過氮氧化物外，還含有大量排放的碳氫，一氧化碳，PM,這些也同樣是空氣污染的罪魁禍首。我國機動車排放污染物大部分來自于汽車。特別在大中型城市，汽車尾氣已成為城市最主要的污染來源。汽車未來發(fā)展方向受著排放技術(shù)的限制，由于日益嚴峻的環(huán)境下，不同的國家都對自己的汽車排放制定了相應(yīng)的法規(guī)和標準。我國已近頒布相應(yīng)的歐一，歐二的標準，目前執(zhí)行歐四的標準，目前就一些發(fā)達的一線城市則會執(zhí)行歐五的排放標準（見圖）。能源的短缺和環(huán)境排放污染的治理問題現(xiàn)在已擺在未來汽車發(fā)展的趨勢里，未來汽車進步不是在于大產(chǎn)量的市場保有，而是在于不斷優(yōu)化內(nèi)燃機的效率節(jié)約能源，不斷地開發(fā)新的排放技

24、術(shù)和措施，這都是未來汽車行業(yè)所要解決的問題，而同時這個問題同樣會使得汽車技術(shù)的發(fā)展會不斷地進步。 圖1.3歐五排放標準圖 1.2 過量空氣系數(shù)同EGR在直噴汽油機關(guān)系1.2.1 EGR技術(shù)的簡介 EGR技術(shù)又簡稱排氣再循環(huán)（Exhaust gas recirculation），將內(nèi)燃機排出的尾氣進行部分的收集然后導(dǎo)入進氣通路與新鮮的工質(zhì)相結(jié)合進行再度燃燒的技術(shù)。EGR主要是減少排放尾氣中的氮氧化物，在一些特殊的負荷下反而提高燃油的利用率。它的原理就是發(fā)動機吸入的工質(zhì)在燃燒后，通過排氣管排出廢氣，這部分的廢氣是高溫但是其中的氧含量的成分是非常低低的，當(dāng)把這樣的氣體回輸進行下一次的燃燒，會降低缸內(nèi)

25、燃燒的溫度，這樣會抑制氮氧化物的形成。同時燃燒溫度的降低反過來會使得活塞汽缸壁面等一些部件的散熱量會減少，同時工質(zhì)因為高溫條件下的裂解和碳化而消耗的能量也會隨之而減少?！?】內(nèi)燃機有部分負荷為汽缸內(nèi)燃燒時內(nèi)在非EGR情況下，為了得到等價的氧氣含量，就需要將節(jié)氣門的開度調(diào)大，造成的結(jié)果就是吸氣時吸入油氣損失較低，燃油的消耗率反而會上升?；钊谝淮涡谐虝r進入的氧氣量過低，會使得小排量的內(nèi)燃機始終處于高負荷的狀態(tài)，EGR的反向的吸入量要根據(jù)內(nèi)燃機的實際燃燒情況，在吸氣量中的最大含量為15%，而在高負荷和怠速的狀態(tài)則要停止吸入。重量較大的柴油機汽車其內(nèi)燃機對外輸出的扭矩不是很大，同時它的負荷也非常高，

26、為了能使內(nèi)燃機的排放達到規(guī)定的標準的范圍內(nèi)就要采用EGR技術(shù)【4】。 EGR技術(shù)回輸?shù)膹U氣存在著惰性性質(zhì)這將會延緩缸內(nèi)燃燒的進程，換句話說就是燃燒速度將會減慢，這樣會使得燃燒室內(nèi)形成高壓力的進程也減慢，這就是為什么氮氧化合物會減少的主要原因之一。同樣的，使用廢氣再循環(huán)的技術(shù)會使總排放的廢氣流量(mass flow) 減少，因此包含在廢氣當(dāng)中的污染物的輸出量將會相對減少。構(gòu)建EGR系統(tǒng)的目的就是使廢氣再循環(huán)的量在每一個負荷下都達到最佳進行狀況，從而控制燃燒保持在理想的條件下完成，從而保證排放物中的最終污染成份很低。但由于廢氣再循環(huán)的量會改變廢氣中不同的污染成份，反而可能產(chǎn)生反作用的影響，為了促使

27、相關(guān)污染物總排放達到最佳的方案，最終最佳的狀況是受各種因素相互制約的【5】。例如，盡管一味提高廢氣再循環(huán)率對減少氮氧化物的排放是有明顯的效果, 但是這樣這也會造成顆粒物和其他污染成份的排放增加，反而產(chǎn)生消極的影響，未來法規(guī)下的排放（見圖）。 圖未來排放法規(guī)圖 在增壓中冷柴油機中，一般實現(xiàn)廢氣再循環(huán)有兩種方式：第一種將渦輪前的排氣引入中冷器之后，叫高壓廢氣反向。通常采用 HYPERLINK :/baike.baidu /view/2094241.htm t :/baike.baidu /_blank 可變截面的渦輪增壓器，使得廢氣再循環(huán)有效工作范圍變大，降低氮氧化物（NOX）和微粒（PT）的排放

28、，但油耗并不升高，這可能是將高壓廢氣再循環(huán)系統(tǒng)用于增壓中冷柴油機的最佳方式。第二種，便是將渦輪后的排氣引入壓氣機之前，叫做低壓廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，對降低氮氧化物的排放有顯著效果，同時廢氣循環(huán)工作范圍也很大，與柴油機匹配發(fā)會有效揮其功能。但現(xiàn)在一般用得最廣泛是低壓廢氣再循環(huán)系統(tǒng)，其系統(tǒng)的主要部件是數(shù)控式EGR閥。數(shù)控式EGR閥安裝在右排氣歧管上，目的是獨立地并且精確地控制再循環(huán)到發(fā)動機上的廢氣量，而不管歧管真空度的大小。EGR閥通過3個遞增的孔徑計量孔來控制從排氣歧管流回進氣歧管的廢氣量，為了產(chǎn)生7種不同流量的組合。每個計量孔由1個電磁閥和針閥組成，當(dāng)電磁閥通電時，電樞便被磁鐵吸向上方，會使計量孔開

29、啟。旋轉(zhuǎn)式針閥的特性保證了當(dāng)EGR閥關(guān)閉時，具有良好密封性。1.2.2 EGR 技術(shù)的最新研究發(fā)展方向最新研究出新的EGR技術(shù)，如日野汽車公司開發(fā)的脈沖式廢氣再循環(huán)系統(tǒng)。在柴油機進氣過程中，排氣門稍有提升，就會使部分高壓廢氣回流到汽缸內(nèi)。排氣門的這個作用是通過修改排氣門凸輪的形狀和將廢氣再循環(huán)系統(tǒng)微升來實現(xiàn)的。在脈沖式廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中，廢氣被重新送回氣缸內(nèi)，因此廢氣的壓力應(yīng)高到足以使氣流反向。要達到這樣高的壓力只有通過優(yōu)化氣門微升和定時，從而利用廢氣的壓力波才能實現(xiàn)，在該廢氣再循環(huán)系統(tǒng)中，廢氣壓力“脈沖”被有效利用【6】。 目前該技術(shù)還應(yīng)用于其他領(lǐng)域,如船用EGR（見圖3）,EGR+HCAM（

30、進氣加濕),EGR+兩級增壓+中等強度Miller循環(huán),EGR+WEF（燃油乳化),內(nèi)部EGR+DWI（缸內(nèi)噴水)等【7】。 圖EGR的新應(yīng)用前沿1.2.3 EGR的原理 EGR從結(jié)構(gòu)上劃分，有內(nèi)部 EGR 和外部 EGR 兩種系統(tǒng)，但區(qū)別是廢氣是否通過進氣系統(tǒng)進入缸內(nèi)。 先了解內(nèi)部EGR技術(shù)，內(nèi)部 EGR 技術(shù)結(jié)構(gòu)簡單，不用外部設(shè)備，一般情況下通過改變配氣相位就可以實現(xiàn)，就如同提高缸內(nèi)的殘余廢氣系數(shù)。但是缸內(nèi)的氣流運動一般復(fù)雜，隨工況不同氣流隨之變化運動，所以這種實現(xiàn)廢氣再循環(huán)的方式很難控制EGR 率；而去直接這樣引入，未冷卻的廢氣會提高混合氣溫度，氮氧化物的排放效果下降。 用兩種方法即可實

31、現(xiàn)內(nèi)部EGR，廢氣殘余法和廢氣再吸法【8】。兩種方法用同樣的原理但是實踐手段有區(qū)別。廢氣殘余法是將排氣門提前關(guān)閉，這樣缸內(nèi)保留一部分廢氣殘余，在進氣的時候完成殘余廢氣與新鮮工質(zhì)的混合，但是會產(chǎn)生相應(yīng)壓縮負功，推遲進氣門開啟時刻減少功率損失。廢氣再吸法又可以兩種方法實現(xiàn)：一是在進氣沖程中再次開啟排氣門，這樣活塞下行會重新吸收廢氣進入缸內(nèi)；二是在排氣沖程中開啟進氣門，這樣活塞上行會將部分廢氣壓入進氣系統(tǒng)，在接下來的進氣沖程中將帶有廢氣的混合氣一同吸入缸內(nèi)，以上方案中不管怎樣，都需要氣門的重復(fù)開啟，很難去實現(xiàn)。因此從實際操作看，廢氣殘余法更方便同時易于實現(xiàn)。再次了解外部EGR的特點，外部 EGR 技

32、術(shù)是在排氣系統(tǒng)上插入廢氣再循環(huán)管路，從而將廢氣引導(dǎo)到進氣系統(tǒng)中，在新鮮工質(zhì)進入前就與廢氣混合。外部 EGR 比內(nèi)部EGR要復(fù)雜，一般配有EGR閥門和冷卻器，包含一些特殊管路還有控制單元，也是因為這樣外部EGR才能對EGR率進行控制，使EGR發(fā)揮出本來有的效果。由于管路連接的不同，外部 EGR也分許多種，下面簡單介紹：一體增壓式 EGR 系統(tǒng) 圖一體式增壓EGR在一體增壓式 EGR 系統(tǒng)中將發(fā)動機尾氣一分為二，一部分為增壓氣機提供動力而另一部分通過 EGR 閥進入到壓氣機中增壓，之后同增壓后的工質(zhì)混合，進入不同的氣缸。整套系統(tǒng)只有一個渦輪機，為兩個壓氣機提供動力，兩個壓氣機分別對新鮮空氣和廢氣進

33、行增壓，是目前最新最先進的EGR 技術(shù)。但是因為有兩個壓氣機，在結(jié)構(gòu)和增壓匹配上難度大，同時產(chǎn)品成本隨之變大。2 進氣節(jié)流式 EGR 系統(tǒng)進氣節(jié)流EGR 此技術(shù)方案利用節(jié)流閥的工作原理，讓進氣管的廢氣開口處產(chǎn)生負壓，用壓差的辦法吸入廢氣。這種方法范圍廣，柴油機和汽油機都可用，但需要強調(diào)這個閥功能與發(fā)動機節(jié)氣門不一樣，它主要控制EGR率，也就是此系統(tǒng)應(yīng)用在汽油機上時進氣道上一共有兩個節(jié)流裝置。如果此時發(fā)動機工作在大負荷時，節(jié)流閥開度變大，EGR 率較減小；如果此時發(fā)動機處在中小負荷工況時，節(jié)流閥開度也減小，以保證需求的EGR的率。該系統(tǒng)容易操控，結(jié)構(gòu)較簡單，控制上也不復(fù)雜，但是因為節(jié)流閥的存在，

34、增加了進氣阻力，使發(fā)動機的性能多少都會受到影響【9】。3 低壓 EGR 系統(tǒng) 低壓EGR系統(tǒng) 此系統(tǒng)從渦輪機前或渦輪機后將廢氣導(dǎo)出，經(jīng)過 EGR 閥和冷卻器后在壓氣機前端將廢氣導(dǎo)入，由于氣壓始終高于外界大氣壓，用這種連接可以方便輕松的實現(xiàn)我們需要的。但是由于廢氣在壓氣機前就導(dǎo)入進氣了，廢氣中的部分有害物可能會損傷壓氣機，這樣會減低壓氣機的壽命，要解決這種問題必須給排放的管加裝廢氣處理設(shè)備，但也大大提高了成本。因為易于實現(xiàn)，此項方案在實驗研究中應(yīng)用廣泛，但是在工業(yè)產(chǎn)品中比較少見。4 文丘里管式 EGR 系統(tǒng) 文丘里管EGR根據(jù)文丘里管的工作原理，亞音速的氣體通過文丘里管的時候先進行膨脹過程，之后

35、會產(chǎn)生壓縮過程，膨脹過程中氣體的溫度和壓力都會下降，這樣就會在文丘里管的喉口處會產(chǎn)生真空度，利用真空度，就可以順利的將廢氣引入到進氣系統(tǒng)中。在使用了文丘里管以后，便可以大大降低了廢氣的流動阻力，可以輕松的實現(xiàn)較高的 EGR 率，而且發(fā)動機的功率損失小，不怎么受影響，文丘里管技術(shù)成熟，使用簡單，成本較低，目前該產(chǎn)品的應(yīng)用比較廣泛【10】。 1.3 直噴汽油機的混合氣形成原理 在內(nèi)燃機的氣缸中，新鮮的工質(zhì)與空氣混合過程可有兩種辦法實現(xiàn)，分別是均質(zhì)充氣和分層充氣。通過供油正時，節(jié)氣門開度和混合氣的濃度這三個方面可以清楚的區(qū)分。分層充氣可以使發(fā)動機獲得良好的燃油經(jīng)濟性，就目前而言，這兩種充氣方法間相互

36、轉(zhuǎn)換關(guān)系尚不明確。一般在高負荷的狀態(tài)下汽油機通常采用的是均質(zhì)充氣，這在效果上與多點噴射技術(shù)是異曲同工的，通常情況下燃油的吸入是在發(fā)動機進氣門打開的時候，這樣獲得的沖入效果是理想的。然而發(fā)動機在運行到其他符合時候就需要分層充氣方式，我們已知汽油的點火極限是1.5，如果燃油混合氣濃度變得過稀，在這種情況下還要繼續(xù)點燃混合氣，那么我們就要想辦法讓火花塞跳火點燃時它周圍混合氣變得濃度大一些，氣流、噴油和點火這三點必須要良好配合，條件允許可以開發(fā)特殊燃燒室進行配合。 對于第一種均質(zhì)充氣的方法，研發(fā)這種直噴均質(zhì)充氣汽油機為了實現(xiàn)兩種目標，一是汽車獲得優(yōu)良的動力特性和減低汽油機容易爆震的特點，二是使用三元催

37、化轉(zhuǎn)化技術(shù)來處理排放的尾氣以達到規(guī)定的標準，這樣可以節(jié)省昂貴的尾氣后處理設(shè)備，從而大大降低汽車的成本【11】。均質(zhì)充氣工作的原理就是通過節(jié)氣門調(diào)節(jié)進氣量，來去控制噴油器的噴油量，從而控制發(fā)動機的功率輸出，這一點在同化油器和多點噴射汽油機效果上是類似的，但他工作時充量系數(shù)恒定的。燃油在活塞往下 至點運行時進入氣缸，即使發(fā)動機運行速度特別快，也有足夠的時間形成混合氣，與分層充氣方法比較這點還是較容易實現(xiàn)的，均質(zhì)充氣方法的工作原理如圖。均質(zhì)充氣圖原理由于分層充氣的方法目前已在汽油機其他負荷下開始應(yīng)用，但是礙于其原理和結(jié)構(gòu)的復(fù)雜特點，如果想良好控制達到預(yù)期期望值還是難度很大，目前這種方法還需要大量試驗

38、和研究。由于直噴汽油機的燃油噴入直接進入氣缸，這樣燃油的溫度不會被加高冷卻的效果理想，也是爆震發(fā)生概率最小的汽油機。爆震傾向的降低就可以提高汽油機的壓縮比，最終可以提高 1.52，在這樣地模擬工作狀態(tài)下，可以對汽油機的燃油經(jīng)濟性進行適當(dāng)?shù)奶岣?。將均質(zhì)充氣方式同發(fā)動機增壓技術(shù)結(jié)合共同開發(fā)，通過增壓可以提高發(fā)動機的比功率，這樣會減少發(fā)動機的重量，減小摩阻的面積，減少摩擦損失，通過運用這些方法，就可以使汽油機在同等功率下提高近 10%的熱效率【12】。 需要強調(diào)的是要想在其他的負荷狀況下提高發(fā)動機的燃油消耗率要采用分層充氣方式，他的工作原理是燃油在活塞往上止點運行過程中被噴入，最極限的情況是當(dāng)活塞運

39、行到接近上止點時噴入，這樣以確保混合氣在火花塞附近的區(qū)域內(nèi)的濃度幾乎接近（=1）能夠被火花塞點燃，在距離火花塞末端較遠距離處油氣濃度不高但卻可以正常燃燒，距離火花塞更遠的末端混合氣中燃油的霧化微顆粒油滴幾乎為零。同普通汽油機比較，直噴汽油的分層充氣工作方式大量提升了氣缸里的等熵指數(shù)，使得其換熱損失和傳熱損失到的下降，通過這樣一些方法將汽油機熱效率提高將近20%【15】。不管發(fā)動機的轉(zhuǎn)速和工況進行如何的變化，在分層充氣方式里都要求在點火時刻火花塞附近的混合氣濃度恰好是可以被點燃，從而發(fā)動機才可以正常的工作。只有通過發(fā)動機的各項參數(shù)進行良好配合的條件下才可以達到預(yù)期期望，需要強調(diào)的是進氣流場，燃燒

40、室的結(jié)構(gòu)，火花塞及噴油器等的布置，凡是與噴油機有關(guān)的相關(guān)參數(shù)有關(guān)的都得仔細考慮。通過開發(fā)到目前階段為止可以用三種方法實現(xiàn)分層充氣的方式，以促使混合氣的形成，三種方式的不同點是將燃油導(dǎo)向火花塞周圍的方式，他們分別為壁面導(dǎo)向型、氣流導(dǎo)向型與噴霧導(dǎo)向型。（見圖）幾種類型充氣燃燒室由于燃燒室結(jié)構(gòu)上噴油嘴和火花塞之間相距較遠，混合氣在燃油束和燃燒室的壁面互相作用下，存在火花塞附近。在燃油從噴油嘴到火花塞處利用了渦流汽和燃燒室的結(jié)構(gòu)作用。供油時刻和活塞之間運動關(guān)系也變得不一樣，從而影響發(fā)動機轉(zhuǎn)速。但噴油嘴與火花塞距離很長，發(fā)動機在任何工況和轉(zhuǎn)速下要保持氣流運動，通過精確的一系列控制實現(xiàn)能夠燃燒混合氣。但是

41、這種方式會導(dǎo)致殘留燃油形成在壁面和活塞頂，從而使得這種方式并不能很好的發(fā)揮出直噴汽油機的工作效果。b. 這種方式中用氣流傳送燃油至火花塞處，這種方式的活塞頂會促進氣流運動。既要避免燃油接觸燃燒室還要充分混合氣，需要好的擠氣運動，保證進氣性同時會影響充量系數(shù)。這僅僅是一種這種的辦法，并沒有解決噴油嘴與火花塞相距遠的問題，但是卻不會在壁面和活塞頂產(chǎn)生殘留燃油。c. 這種方式可以最大限度展示出直噴汽油機力，也是最接近于柴油機的工作模式，這是理想的工作模式，但是這種方式下火花塞與噴油嘴的設(shè)計結(jié)構(gòu)上較近，但會造成機械強度下降熱負荷會增大。噴霧導(dǎo)向型燃燒方式形成混合氣利用空氣噴出燃油濃度中心很高周圍很低的

42、過渡帶。部分燃油混合氣可正常點燃。但是這個方式并不是完美的，熱負荷增大和強度下降使得目前應(yīng)用受限。氣流運動的不穩(wěn)定同時使的燃油不均勻。這種工作方式在未來還有很大的研究發(fā)展空間。1.4直噴汽油機的噴射系統(tǒng)技術(shù)簡介 直噴汽油機的噴射系統(tǒng)受到影響的因素是諸多的，打比方像燃燒室外形，噴油嘴與火花塞位置布置，擠氣運動形成渦流運動等都是影響參數(shù)。設(shè)計的時候也要避免繁復(fù)過多的驅(qū)動件，以免造成功率的損耗。正是這些種種限制，使得研究設(shè)計上時很復(fù)雜的。但是不管怎么說，一個直噴汽油機的性能好壞最終取決于這個噴射系統(tǒng)的霧化程度。業(yè)界內(nèi)有常用的兩種方式實現(xiàn)直噴技術(shù)，分別是低壓空氣輔助技術(shù)和高壓共軌技術(shù)。在九十年代初，O

43、rbital 公司在低壓空氣輔助噴射系統(tǒng)中取得較大的開發(fā)進步，研發(fā)出利用小的噴射壓力，將極濃的燃油混合氣化作極微小的油粒滴噴入燃燒室，當(dāng)時的技術(shù)落后還沒有高壓的噴射系統(tǒng)。【13】到上世紀九十年代中期，在柴油機上高壓共軌技術(shù)才逐漸嶄露頭角，這項技術(shù)同樣也可以被直噴汽油機借鑒。 先來說說低壓空氣輔助噴射系統(tǒng)，從硬件方面它組成有預(yù)混合室，噴油器。預(yù)混合室里有背壓一般有0.5兆帕，又壓縮機維持，燃油一般先進入混合室內(nèi)部分與空氣混合，之后再噴入燃燒室。這個原理來源于流體力學(xué)中液滴在高速得氣流運動中，液滴會被破碎成更小的顆粒然后利于蒸發(fā)掉。同樣在該系統(tǒng)里，燃油在預(yù)混使里和其中的空氣發(fā)生上述的原理，油滴被快

44、速氣流分的細碎蒸發(fā)與空氣混合，直到再次噴入燃燒室又會進一步的發(fā)生蒸發(fā)混合。有擠氣運動的效應(yīng)使得油氣擴散均勻，火花塞跳火點燃。這種技術(shù)通常使用外張式噴嘴，噴油時刻即使很早也來得及形成良好的混合氣。這種技術(shù)美中不足就是在較低壓力下噴射，發(fā)動機的工況不斷地變動，氣流變化規(guī)律也是無序的這將導(dǎo)致點燃的混合氣的穩(wěn)定性降低。想維持壓縮機的動力是必要消耗發(fā)動機的功，反而會使發(fā)動機功率下降。但是該技術(shù)易于實現(xiàn)，大多數(shù)汽車廠商都在使用。然而對于高壓共軌技術(shù)來說，顯然這個問題就要復(fù)雜許多，最初的設(shè)想是用于解決柴油機上的問題【14】。但由于之后個個廠商的技術(shù)買入和聯(lián)合開發(fā)使得這個技術(shù)不斷發(fā)展和創(chuàng)新，它的核心就是高雅供

45、油軌道，之后用于汽油機中。該技術(shù)中使用的是共同油軌，目的存儲由高壓油泵直接提供的燃油，還有減少噴供油產(chǎn)生壓力沖擊。他的優(yōu)點在于發(fā)動機的工況在變動油壓也可以跟著變動，保持著穩(wěn)變。硬件構(gòu)成有高壓低壓油路組成，在低壓油路中一邊鏈接油箱另邊連油泵，高壓軌始于油泵終于油嘴。通過這些系統(tǒng)以保證噴油嘴的供油。噴油嘴采用電控控制避免以往機械控制帶來的各種延時，使得噴油嘴及時噴油。由于電控措施的引入，通過調(diào)節(jié)個個參數(shù)，便可以簡單方便的對燃油噴射進行電控，這些措施最終目的能保證發(fā)動機運行時有好的霧化混合氣供給，使得發(fā)動機無論在個個工況下都可以達到最佳的運行狀態(tài)。如下圖高壓共軌系統(tǒng)簡圖： 高壓共軌簡圖1.5 小結(jié)

46、EGR技術(shù)很早就已經(jīng)提出，同其他的技術(shù)結(jié)合集成于一體，目的在于提高汽油機的熱效率同時減少污染排放的目的。EGR將廢氣同新鮮混合油氣結(jié)合，以改變?nèi)紵奶攸c，既節(jié)省油耗又減少排放，由于他的優(yōu)點突出，現(xiàn)在已廣泛的進行了應(yīng)用。本研究內(nèi)容工作如下: 建立發(fā)動機監(jiān)控系統(tǒng)。油路途徑，冷卻水，電控設(shè)計組裝。 設(shè)計 EGR 試驗系統(tǒng)。應(yīng)用低壓回路，裝載 EGR 冷卻器EGR 閥門，用調(diào)節(jié)EGR率和廢棄的引入。 研究 EGR 條件下過量空氣系數(shù)對發(fā)動機性能的影響。在不同轉(zhuǎn)速、負荷、空燃比條件下調(diào)節(jié) EGR 率，根據(jù)測試發(fā)動機扭矩、比油耗及主要排物的變化規(guī)律，并分析原因。 第二章 發(fā)動機臺架試驗2.1 試驗臺架電控

47、簡介要想研究在EGR條件下過量空氣系數(shù)對發(fā)動機性能的影響我們必須組建一個試驗平臺去測試。我們實驗做要用的最主要核心發(fā)動機是1.8L排量，并擁有渦輪增壓功能。是直列四缸機，并且具備良好的穩(wěn)定性和抗疲勞性質(zhì)。采用缸內(nèi)直噴，每缸包含四個氣門，擁有VVT技術(shù)。為了保證實驗數(shù)據(jù)的準確對發(fā)動機的機械部件不能修改。由于本實驗引入的參數(shù)較多，在發(fā)動機不同工況的變化下，會對實驗數(shù)據(jù)會有變動的影響，因此用電控設(shè)計單元控制實驗整個的參數(shù)數(shù)據(jù)會有利于試驗準確性【15】。通過向電控單元發(fā)出指令反饋作用與試驗調(diào)節(jié)。由測功機對發(fā)動機實驗數(shù)據(jù)進行采集?？刂频膮?shù)也是多因素的，有噴油正時，噴油脈寬，節(jié)氣門開度等。廢氣排出物有相

48、應(yīng)的監(jiān)測設(shè)備。原理圖簡介如下：發(fā)動機的臺架布置主要試驗儀器有測功機、測功機控制系統(tǒng)、廢氣分析儀、寬帶氧傳感器和油耗儀。簡單說說測功機及其控制系，本電磁渦流測功機有應(yīng)變傳感裝置，轉(zhuǎn)速用電磁脈沖測試，特點是精確髙。其控制系統(tǒng)也是該公司一體設(shè)計，通過該公司不斷努力的改進和研究，使得整個操作采集數(shù)據(jù)由繁化簡，使得平臺在測試實驗中性能變得出色。尾氣分析裝置采用國外的五氣分析裝置，可以對一氧化碳、二氧化碳、未燃碳氫、殘留氧氣和氮氧化物進行精確的測量。由于系統(tǒng)的響應(yīng)速度很快，我們可以對尾氣中的個個氣體的數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測和掌控。尾氣通常會被分層兩個部分去檢測，一部分利用化學(xué)法監(jiān)測氮氧化物，另一部分采用紅外分析

49、儀監(jiān)測二氧化碳，一氧化碳和碳氫氣體含量。我們引入寬帶氧傳感儀目的適用于監(jiān)測混合氣的值，該儀器是由美國 ETAS 公司生產(chǎn)的，要想得到精確的數(shù)據(jù)，我們通常將該檢測設(shè)備放在發(fā)動機的排氣管道的總口處，已使得能夠檢測每缸的平均氧含量濃度。采用日本小野公司生產(chǎn)的油耗儀（見圖），因為他體積輕巧，測量精準，安裝簡便，可以進行不同類別的監(jiān)測。它對應(yīng)于不同燃料會自動讀取相應(yīng)燃料密度，通過自身傳感器進氣實際修正?？蓽y平均流量和定時流量，測量精度可以達到 0.01g/s。 油耗檢測儀簡單的來說，這個控制系統(tǒng)硬件上也是有三部分組成的。包括信號處理模塊，單片機系統(tǒng)模塊和執(zhí)行器驅(qū)動模塊。信號處理模塊負責(zé)接送發(fā)動機發(fā)送來的

50、運轉(zhuǎn)參數(shù)，既有數(shù)字信號又有模擬信號，將其分配給兩部分處理。曲軸相位和凸輪相位是數(shù)字信號，其余均為模擬信號。ECU的核心是單片系統(tǒng)模塊，他接收信號運算處理過后，然后對外發(fā)出相應(yīng)指令以保證試驗運行。單片機利用 RS232 串口協(xié)議與上位機實現(xiàn)通訊，執(zhí)行器驅(qū)動模塊收到單片機系統(tǒng)模塊的指令后，按照一定的優(yōu)先級執(zhí)行各項指令。執(zhí)行器驅(qū)動模塊里又有燃料供給系統(tǒng)的驅(qū)動電路，點火系統(tǒng)的驅(qū)動電路和節(jié)氣門位置驅(qū)動電路等，點火驅(qū)動，和噴油驅(qū)動都是利用相應(yīng)的電路回饋實現(xiàn)。此外該系統(tǒng)還具有電源管理功能，反接保護功能，過載保護功能，這些功能保證整個系統(tǒng)的安全和穩(wěn)定性。上位機與 ECU 的通訊通過串口實現(xiàn)，發(fā)動機的控制程序通

51、過 Code Warrior IDE 軟件編寫，在經(jīng)過線下調(diào)試完成后，利用 BDM 將控制程序?qū)雴纹瑱C中?？刂瞥绦蛴傻讓?、上層和應(yīng)用層三部分組成，底層軟件是通訊及數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換驅(qū)動程序，上層軟件是對底層軟件采集的數(shù)據(jù)集中處理，應(yīng)用層軟件主要針對執(zhí)行機構(gòu)?？刂茀?shù)主要包括點火正時、噴油正時、噴射脈寬和節(jié)氣門開度等，由串口通訊軟件以十六進制數(shù)的形式發(fā)送給 ECU，實現(xiàn)發(fā)動機的實時控制。（控制流程簡圖） 圖試驗控制流程圖2.2 EGR試驗中工作模式 內(nèi)燃機排放的氮氧化物來源于其內(nèi)部高溫富氧狀態(tài) ，空氣中氮氣和氧氣在缸內(nèi)發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，主要存在的是一氧化氮，但這之后大部分一氧化氮與氧氣進步反應(yīng)為二氧化

52、氮。這個過程可以參考澤爾多維奇的鏈式反應(yīng)理論，環(huán)境的高溫使得氧分解為氧原子，隨著濃度溫度的持續(xù)增加，一氧化氮的含量會逐步上升，這個過程中高溫富氧起了決定性做用。在發(fā)動機之后運行狀態(tài)里一氧化氮的分解速率并不快，隨著溫度的降低逐漸在停止，之后的二氧化氮也會同氧氣生成二氧化氮。這樣一氧化氮與二氧化氮混合構(gòu)成排除的氮氧化物。 都說EGR可以減低氮氧化物的濃度，那么這個過程通過不停試驗驗證得以明確，在EGR中，CO2水蒸氣兩會是工質(zhì)比熱容增加，廢氣的進入使得氧氣濃度下降，從而使得整個燃燒的進程得以減慢，這樣反饋會是總的燃燒溫度也會減低，從而在環(huán)境條件上抑制氮氧化物生成。由于汽油機通常采取量調(diào)節(jié)，引入EG

53、R會使進氣量增大，會減少低負荷的節(jié)流損失。廢氣重新進入燃燒會使得整個缸內(nèi)環(huán)境改變，影響因素也是諸多的。但益處也是多多，減少發(fā)動機泵氣損失功，減少傳熱損失，提高燃油經(jīng)濟特性【16】。 但同時EGR率過高會延緩燃燒的時間，燃燒重心后移，混合氣濃度的降低，會是燃燒變得不良無法進行，產(chǎn)生大量的碳氫積碳顆粒，使得油耗反而上升，使得發(fā)動機整體性能反而下降。2.3 系統(tǒng)的搭建與細節(jié)選擇 EGR系統(tǒng)布置也是至關(guān)重要的，其布置結(jié)構(gòu)見圖，由于增壓發(fā)動機的原因，低壓回路的壓降差性能會變得更好，從而實現(xiàn)容易控制EGR率。 EGR的布置 因為渦輪機前的排氣系統(tǒng)布置緊密，由于試驗要求又加裝了大量傳感器，已經(jīng)沒有可操作空間

54、，所以廢氣由渦輪機后端引出，經(jīng)過 EGR 冷卻裝置，然后通過 EGR 閥控制其流量，在壓氣機前端與進氣混合，因為 EGR 閥是自制的，為避免其工作在較高溫度下，將 EGR 閥安裝在了冷卻器后，同時為了保證廢氣與進氣的充分混合，在壓氣機前端還增加了穩(wěn)壓箱。 EGR流量控制閥門的選擇也是至關(guān)重要的，應(yīng)為發(fā)動機內(nèi)部不同參數(shù)的變動使得燃燒性能反而一度下降，要想探索EGR條件下過空系數(shù)，對整體發(fā)動機性能影響，必須使得不同工況下的EGR率要變得精準，這個EGR閥門控制可以達到這點，一般使用的閥門類型有機械和電磁的兩種【17】。一般機械式EGR流量控制閥有兩部分組成，并且這種真空閥的構(gòu)造并不簡單，由真空轉(zhuǎn)換

55、和閥體裝置構(gòu)成 。其原理利用真空壓差形成動力，由于發(fā)動機工況不同，控制孔開啟讓真空度進入真空閥室里，以便開啟閥體。真空度會影響閥門開啟，存在著延時效應(yīng)，再有膜片的疲勞耐久時間長也不好，都會造成EGR控制精度下降，影響整個實驗結(jié)果。然而對于電磁式的流量控制閥，則會好的在許多，在性能上更是優(yōu)越于機械式的那種，究其是利用了先進的電控技術(shù)，通過脈譜的反饋和調(diào)節(jié)使得我發(fā)動機在不同工況下，EGR率得到快速的變換響應(yīng)和精確的控制【18】。當(dāng)然這其中不同類型的電控閥也有許多種類，但目的不盡相同。 （1）比例電磁鐵式 EGR 流量控制閥,通常中小型發(fā)動機采用這種配置，由于電磁的應(yīng)用，使得這個閥門采用的是電磁式那

56、種作為驅(qū)動件，通過將驅(qū)動電壓的有效值轉(zhuǎn)換為調(diào)節(jié)驅(qū)動磁力的調(diào)節(jié)，通過利用磁力吸引桿件的位置的的變動來改變EGR的開度的大小，這個開度又可以控制EGR率不斷地在改變。這種調(diào)節(jié)閥結(jié)構(gòu)簡單操作方便，同時它的響應(yīng)速度也是非常靈敏的，百毫秒內(nèi)的變動不會出現(xiàn)延遲。通常防止外界對閥體磁場產(chǎn)生干擾加裝感應(yīng)器形成閉合系統(tǒng)。由于其自身的優(yōu)越性，普遍使用范圍是很廣的。步進電機EGR流量控制閥這種流量控制閥利用的是步進電機，這可以將監(jiān)測的參數(shù)變量轉(zhuǎn)化為電機的啟動和停止從而控制相位的變化和直線位移，從而來去控制，由于其不受外界的輕易影響，即使在沒有閉合反饋調(diào)節(jié)系統(tǒng)的修正下，也可以對其EGR率進行精確的調(diào)節(jié)，并且它的穩(wěn)定性

57、強，不管在哪種工況下，由于它的體積小耐久性就比較強。但在這些調(diào)節(jié)閥中它的工作效率并不高，可調(diào)節(jié)的范圍也通常是有限的。直流電機EGR流量控制閥 與步進電機相似的是，前者用步進電機作為驅(qū)動，而直流電機在這里是這個閥門的驅(qū)動力，外界參數(shù)的相信變化引起脈沖信號的變化，直流電機接受信號的變動發(fā)生相應(yīng)的工作變化。但是這種流量的控制閥通常靈敏度非常好的原因得益于它的即時在轉(zhuǎn)速的方向上進行快速的變化。但是這種控制閥門在結(jié)構(gòu)和設(shè)計上更加的不簡單，內(nèi)部的控制和傳感控制系統(tǒng)對實時監(jiān)測的需求是很高的。所以該調(diào)節(jié)閥門的反饋響應(yīng)是這幾個中反應(yīng)很快的，這樣的優(yōu)點使得他能夠越來越多進行應(yīng)用。 同樣實驗里用的EGR控制閥對于閥

58、門管徑的要求也是需要通過計算的，EGR管徑對整個實驗驗證的數(shù)據(jù)都是有影響的，因為這決定了控制EGR率準確性，從而得到可靠的實驗數(shù)據(jù)【19】。這里我們可以利用流體力學(xué)的知識推出： （式2.1） Qve 回流體積 單位 立方米每秒SEGR 廢氣循環(huán)管路面積 單位 平方米P 兩端壓力差 單位 帕斯卡廢氣密度 單位每千克立方米從而我們計算出有效面積： （式2.2） 考慮到實驗中個個存在的因素，循環(huán)管路的有效循環(huán)面積同壓力差與廢氣的密度的關(guān)系，通過公式解釋出廢氣密度越低，壓差越小對于理論上的有效面積都是擴展的，通過各種綜合分析原因，管徑試取取30毫米，參與完成實驗。在實驗中，同樣考慮進氣溫度這個問題，E

59、GR使得廢氣得以回流進氣缸中，使得氣缸中的溫度變高，使得總的充氣量下降【20】。同時高溫還會使得EGR工作負擔(dān)加重，影響EGR率使得實驗數(shù)據(jù)變得不會給更加準確?；貧鉁囟纫刂频暮侠?，過低也會使得高溫蒸汽冷凝，這樣廢氣中的氮氧化物及一些酸性化合物都會溶解在其中，像腐蝕劑的效果一樣，對EGR那部分的裝置造成腐蝕，從而使得實驗數(shù)據(jù)不準確。通常采用的冷卻方式一般有兩種，風(fēng)冷卻和水冷卻，他們各有優(yōu)點和缺點。EGR率的計算方法及測量：它定義為進入廢氣同總進氣量的比值，計算公式：（式2.3）這種定義的計算方法在實際上是很難應(yīng)用的，因為在實際實驗操作過程中，它的參變量是非常多的，并且有些參量不是容易得到的，從

60、而使得直接計算EGR率變得很困難，并且這種方法也不實用【21】。在實際計算EGR我們通常應(yīng)用二氧化碳留跡法和空燃比法?？杖急确ㄓ嬎愎剑?（式2.4）二氧化碳留跡法利用進排氣的二氧化碳濃度比值確定公式： （式2.5）EGR率均可通過上述兩個公式來計算出來。第三章 實驗結(jié)果分析 影響直噴汽油機動力性和排放的因素是許多的，但是我們通篇的文章主要著力去分析過量空氣系數(shù)和EGR兩者之間的關(guān)系是否存在相互的影響關(guān)系共同作用影響汽油機的整體性能，其他的變化參數(shù)影響也是存在的，但就研究而言并不是我們側(cè)重的范圍【22】。通過實驗不斷調(diào)節(jié)EGR率值和過量空氣值得變化，然后觀察實驗關(guān)于汽油機運行的扭矩，燃油的燃油