内部EGR技术及其在小型挖掘机柴油机中的应用胡钟林'边强$高博，高文志彳(1山河智能装备股份有限公司、2天津大学内燃机燃烧学国家匝点实验室)摘要：本文以某小型挖掘机柴油机为研究对象，分析了儿种能够实现内部EGR的方法，提出采用双峰排气凸轮，即排气门在进气行程后期二次开启的方法來实现内部EGR。对排气小凸轮的升程、包角和位置进行了优化，分析了双峰排气凸轮对该柴汕机的NOx排放、功率和汕耗率的影响，并进行了柴油机EPA八工况法排放测量來验证优化的结果。关键词：内部EGR；双峰排气凸轮；NOx；中图分类号：TK42I+.5InternalEGRTechnologyandApplicationintheDieselEngineofaSmallExcavatorHuZhonglin1,BianQiang2,GaoBo,GaoWenzhi(1SUNWARDINTELLIGENTEQUIPMENTCO.,LTD.2StateKeyLaboratoryofEngines,TianjinUniversity)Abstract:SeveralmethodsofachievinginternalEGRareanalyzedwiththedieselengineofasmallexcavatorastheresearchobject.Themethodthatdouble-peakexhaustcamwhichmaketheexhaustvalvesecondopenisadoptedtoachieveinternalEGRisputforward.Thestroke,wrapangleandpositionofthelittlecamareoptimizedandtheeffectofdouble-peakexhaustcamonNOxemission,powerandfuelconsumptionratioofthedieselengineisanalyzed.ThentheemissiontestingofthedieselengineunderEPAeightconditionsismadetoidentifytheoptimizationresult.Keywords:internalEGR,double-peakexhaustcam,NOx1、概述由于柴油发动机功率密度人、热效率高及燃油经济性好等特点，使其广泛应川于工程动力机械。随着人们的环保意识加强，工程机械的排放法规口趋严格。柴油机主要的排放物为NOx和微粒，其中影响NOx生成的要索包括柴油机燃烧时产生的高温、持续时I'可及燃烧的富氧⑴。因此任何能降低燃烧峰值温度、缩短高温持续时间的措施都有利于降低NOx的排放。其中废气再循环技术(EGR)是最有效的方法之一⑵，EGR技术的基木原理是将部分排气引入迹气管，以提高混合气中的废气成分，这样一來，废气对新气的稀释作用意味着降低了氧浓度，破坏了富氧国家863计划课题资助：课题编廿：2009AA045103的条件；另一方而，由于废气屮含有的水蒸气和二氧化碳等三原子分子，比热容大，可以有效地降低气缸内的最高燃烧温度，破环高温的条件，从而达到降低NOx含量的目的。EGR技术被认为是柴油机达到欧三以上排放标准不可缺少的一项垂要技术⑶OH前废气再循环有外部与内部两种方式。外部EGR是将发动机的部分排气从排气管引入进气管，通过改变进气气体的成分，达到降低NOx的目的。外部EGR需要有外部废气再循环管道及控制阀，结构复杂，对原机改动较大，成本高。内部EGR是利用进排气配气机构的特殊设计，使发动机气缸内的残余废气量增加，达到降低最高燃烧温度和减小NOx排放的目的，内部EGR只需对进排气凸轮轴进行•改动就能实现。内部EGR在结构上无外部连接管和EGR阀等附件，结构简单。2、内部EGR方案本文对内部EGR的研究是在一款小型挖掘机柴油机上进行的，利川发动机一维数值模拟软件GT-POWER对该柴油机进行建模与内部EGR模拟，发动机的主要技术参数如表1所示表1柴油机主要技术参数lable1lechnologyparametersofthedieselengine缸径X行程(mmXnun)90X100额定功率(kw/rpm)27/2200最大扭矩(N.m/rpm)143/1320进气凸轮升程/mm6排气凸轮升程/mm6压缩比18所建模型如图1所示，主要由进气系统、喷汕系统、气缸、曲轴箱、排气系统等部分组成，模拟计算的丄况为额定转速和最大扭矩工况。图1GT-POWER模拟计算内部EGR模型图Fig1Interna)EGRmode】simulatedbyGT-POWER木文分别进行了通过调整配气相位改变进门重叠角与采用双峰凸伦实现内部EGR进行了模拟分析，比较了两种方法的优缺点。通过改变配气相位实现内部EGR既是调整排气门关闭角度，使排气门提前关闭，减小气门重叠角或没有气门重叠介，减少废气的排出量，使缸内残余废气增多，来实现内部EGR；也可以使排气门晩关，增大气门重叠角，在进气阶段排气门没有关闭，在活塞向下运动产生的低压作用下把排气道中的废气吸回气缸一小部分，实现内部EGR⑷。本文选择进气门开启角度为...