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柴油机采用及中冷技术的主要动机

发布时间:2021年08月03日    点击:[0]人次

为了减少柴油机NOx的排放量,主要的途径有2种。其一,采用后处理技术,比如吸附-催化还原(LeanNOxTrap,LNT),其二,采用EGR技术进行机内净化。由于采用LNT等后处理技术可能会增加燃油消耗,因此,被汽车厂家广泛采用的主要方法是把一部分的废气引入到发动机的进气里面,这个过程叫做废气再循环过程,也叫做EGR。

废气当中的高浓度CO2相当于是一个热量容器,由此降低火焰的绝对温度,从而降低NOx排放。另一方面,废气再循环(EGR)也可以降低混合气的氧浓度,由此降低燃烧温度,进一步降低热NOx的生成量。

目前,发动机上所采用的EGR循环主要包括高压EGR循环和低压EGR循环。高压EGR循环当中,EGR是由涡轮机的上游引出并在压气机的下游与新鲜空气混合,因此,EGR循环里面的压力与进气压力相等。在低压EGR循环里面,EGR是由催化氧化器(dieseloxidationcatalyst,DOC)、柴油机颗粒过滤器(dieselparticulatefilter,DPF)的下游引出,并且在压气机的上游与新鲜空气混合;因此,低压EGR系统的压力与环境压力基本一致。

在现在的发动机上,为了进一步提高EGR的作用,提高发动机的进气量充量系数,EGR在进入发动机进气系统与新鲜空气混合之前通常都要经安装在发动机上的EGR冷却器(换热器)进行冷却。冷却后的EGR有利于进一步降低NOx排放,并且不会对有效燃油消耗率(brakespecificfuelconsumption,BSFC)和PM造成不利的影响。对于未来更严格的排放法规,势必需要更高的EGR率和更低的EGR温度。

就目前来看,市场所存在的汽车发动机所配备的EGR系统通常都只有一级冷却,而这个冷却器的冷却液通常情况下都是发动机的冷却液;因此,其温度一般都是85~90℃。有少部分的发动机EGR系统具有两级冷却,这就需要另外的冷却装置来完成。现在有很多的发动机厂商都在考虑是不是有必要用一套独立的冷却系统来对EGR进行冷却,以便于更进一步地降低NOx的排放量。

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