EGR和VVT在汽油機渦輪增壓中的應用.pdf

1、廢氣渦輪增壓是目前汽油機重要的發(fā)展方向之一。某型2.0L氣道噴射自然吸氣汽油機匹配廢氣渦輪增壓器后，廠家實驗數(shù)據(jù)顯示，相比于原自然吸氣汽油機，增壓后功率和扭矩得到顯著提升，但平均有效燃油消耗率也增加了約10％。本文的研究目的是對該型汽油機的增壓匹配進行評估，尋找出匹配中存在的問題，提出相應的解決方法，并進行仿真模擬分析。
　　首先搭建了該型增壓汽油機的GT-POWER仿真模型，并利用臺架實驗數(shù)據(jù)對仿真模型進行標定，驗證其有效性。在

2、此基礎上，對增壓器與發(fā)動機的匹配情況進行了考察和評估。分析實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)，外特性下2000r/min~4800r/min轉速范圍內，增壓后發(fā)動機的輸出扭矩為280N·m，未達到設計目標值290N·m；而且增壓后發(fā)動機有效燃油消耗率平均增加約10%。此外通過仿真分析發(fā)現(xiàn)，低速全負荷下壓氣機喘振裕度不足，有發(fā)生喘振的可能性。
　　針對外特性下低轉速容易發(fā)生喘振和中高轉速段扭矩不足的問題，分析了VVT技術對提高喘振裕度和增大輸出扭矩的效果

3、。在分析進、排氣可變配氣正時對增壓汽油機動力性、經(jīng)濟性影響的基礎上，以扭矩輸出最大為優(yōu)化目標，以進、排氣 VVT開度為優(yōu)化變量，優(yōu)化分析結果表明：優(yōu)化后最不利轉速時的喘振裕度由10.9%提升到22%，低速區(qū)扭矩平均增加4%，但低速區(qū)的燃油經(jīng)濟性有所下降；中高轉速區(qū)扭矩提升有限；最大功率提升1.5kW。
　　針對汽油機增壓后有效燃油消耗率增加較多的問題，分析了其產(chǎn)生的原因。主要原因是增壓后爆震傾向增加、排氣溫度上升，為了避免爆震而推

4、遲點火又促使排氣溫度進一步上升，為保護渦輪采用濃混合氣來控制排氣溫度，從而增加了油耗。
　　為了降低油耗，本文提出了采用外部冷卻EGR技術來改善增壓汽油機燃油經(jīng)濟性的措施。通過建立GT-POWER仿真模型，對加入EGR后的增壓汽油機進行模擬計算分析，結果表明：EGR能夠有效降低爆震傾向，降低渦輪前排氣溫度，但會使扭矩和功率有所下降。
　　為了提高扭矩和功率，本文進一步采取了提高進氣壓力的方法。研究結果表明：在5%EGR率下，