废气再循环技术在汽油发动机上的实验研究与仿真分析

摘要

着世界各国节能法规和汽车排放要求日趋严格，节能减排已成为现代汽车技术的主要发展方向。引入废气再循环技术能有效降低油耗，减少污染物排放，降低氧浓度和燃烧温度，抑制氮氧化物生成，已经成为改善汽车尾气排放的一种有效手段。基于国外排放法规的严格性，国外在废气再循环技术上的研究已取得一定成就;而基于国内的国情，国内对该技术的研究还并不是特别深入。
　　本文通过分析不同工况下废气再循环对发动机经济性、动力性以及排放性的影响，为该发动机进行降排放提供了技术基础，同时也得出了该发动机经济性、动力性最优、排放性最低时的一个最佳废气再循环率。本文选取航天三菱汽车发动机制造有限公司4A9四缸四气门四冲程汽油机作为实验样机，加装了外部排气再循环装置。在此基础上，对某自然吸气发动机进行台架标定。确定发动机的动力性和经济性，标定发动机的万有特性以及外特性。其次在该机型状态下添加废气再循环系统，采用低压废气再循环在三元催化后取废气。通过对添加废气再循环发动机的台架实验标定，结果表明:一定的废气再循环率在不影响发动机性能的情况下可以降低发动机的油耗，对功率扭矩影响不明显。更进一步分析了废气再循环对发动机燃烧等相关性能的影响。最后利用boost仿真分析软件，搭建发动机模型和带有废气再循环的发动机模型。先根据实验数据标定了仿真模型，再依据标定好的模型，通过改变废气再循环率，计算发动机性能的变化，进而得出更为详细的油耗和燃烧性能变化数据。
　　合适的废气再循环能够降低汽油机的油耗，但是废气的引入在低负荷时容易造成失火，全负荷时功率不足，废气再循环的主要应用领域是中低转速。研究结果对于改善汽油机的性能和排放具有一定的指导意义。通过废气再循环的引入在中低转速下能有效的降低发动机油耗3％左右。通过合理的控制策略就能通过废气再循环实现发动机的节能与减排。