不同增压系统对重型柴油机性能和排放影响的试验研究

摘要

在一台电控高压共轨重型柴油机上,基于高压冷却废气再循环(EGR),对比研究了带废气放气阀式单级固定涡轮截面增压器(WGT)、单级可变涡轮截面增压器(VGT)、二级固定涡轮截面增压器(WGT-FGT)和二级可变涡轮截面增压器(VGT-FGT)四种增压方式对柴油机性能与排放的影响.结果表明:可变截面相对固定截面增压系统(VGT相对WGT,VGT-FGT相对WGT-FGT),能显著提高涡前与进气压差,实现更高EGR率和更低的NOx排放,同时能够提高进气充量,从而改善燃烧过程.随着NOx比排放的降低,四种增压方式的油耗都呈现上升趋势,并且VGT-FGT、VGT、WGT-FGT和WGT的燃油消耗率依次升高.当NOx原始排放控制在5.0 g/(kW·h)左右,采用WGT-FGT时燃油消耗率相对WGT获得一定改善(与VGT和VGT-FGT相当),碳烟排放与VGT-FGT接近,明显优于WGT.随NOx排放降低,可变截面增压系统相对固定截面增压系统逐渐表现出优势:当NOx原始排放控制在3.5 g/(kW· h)左右,VGT可以获得与VGT-FGT接近的燃油经济性和碳烟排放;当NOx原始排放更低(2.8 g/(kW· h)以下),VGT-FGT降低油耗和碳烟排放的优势更加明显.