高清晰-高低压EGR对两级增压柴油机性能和排放影(3)

个典型工况为分析重点，对比研究了HP-EGR和LP-EGR方式对两级增压柴油机的燃烧、性能和排放的影响。

2.实验结果及分析

2.1 不同EGR方式对EGR实现能力的影响

图2是发动机在1330r/min、1660r/min、1990r/min转速条件下，负荷分别为25%、50%、75%和100%时，保持进气节气门、排气背压阀全开条件下，两种EGR方式可实现的最大EGR率对比。图3是各工况在不调节气门、排气背压阀情况下，不同EGR方式下，EGR率最高时对应的NOx排放。

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2 节气门和背压阀全开各工况可实现最大EGR率

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图3 各工况最大EGR率对应的NOx排放

从图2中可以看出。负荷相同时，随着转速提高，HP-EGR可实现的最大EGR率增大，LP-EGR可实现的最高EGR率变化较小，且LP-EGR可实现的最大EGR率始终高于HP-EGR。这是由于随着转速的提高，发动机涡轮前与压气机后的压差不断升高，HP-EGR的EGR实现能力相应增强，而涡轮后与压气机前的压差受转速影响较小，因此LP-EGR的最大EGR率变化不大。从图3中可以看出，在中、高转速时仅通过调节EGR阀，HP-EGR和LP-EGR都可以将NOx控制在3.5g/kw.h以内，中高负荷时甚

至可实现NOx在1.0g/kw.h以内。这说明两种EGR方式在中高转速下都能将NOx控制在较低水平。

从图2和图3中还可以看出。当转速一定时，随着负荷的增加，LP-EGR可实现的最高EGR率则变化不大，而HP-EGR可实现的最高EGR率减小， 在低速时这种情况表现尤为明显。在转速1330r/min、大负荷情况下，HP-EGR可实现的最高EGR率很低，以致于NOX排放无法控制在3.5g/kw.h以内。若要满足国IV乃至更高的排放法规，则需要依靠其它技术来增强EGR率的循环引入能力，如本文采用的进气节气门，这导致进气空气量减少，从而合碳烟排放和燃油消耗率升高。而LP-EGR则可以在无需其它辅助技术情况下实现较高EGR率，更有效的控制NOx排放。因此，低速大负荷工况更适合采用LP-EGR。 2.2 不同EGR方式对增压系统效率的影响

根据两级增压系统中高压级和低压级两者压气机的MAP图，将1330r/min、75%负荷不同EGR方式下实测的柴油机进气流量转换成折合

流量，结合增压比可以在压气机MAP图上得到不同EGR率下，增压器与柴油机的联合运行线。图4是1330r/min、75%负荷时，不同EGR方式下的高压级压气机与柴油机的联合运行线。图5则是在相同条件下的低压级压气机与柴油机的联合运行线。

图4 柴油机与高压级压气机联合运行线

图5 柴油机与低高级压气机联合运行线