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基于EGR技术路线的重型柴油机燃烧系统开发
摘要：
本文针对重型柴油机燃烧系统开发基于EGR技术路线的问题进行了研究。首先介绍了EGR技术的基本原理和优点，并分析了EGR技术在重型柴油机燃烧系统中的应用。然后说明了基于EGR技术路线的重型柴油机燃烧系统的设计和优化方法，最后讨论了EGR技术路线的燃烧实验结果。
关键词：EGR技术；重型柴油机；燃烧系统；设计；优化；实验结果
一、引言
重型柴油机是工程机械、重载卡车和铁路机车等大型运输工具中普遍使用的一种内燃机。然而，重型柴油机在使用过程中产生的废气排放和能源利用效率等问题越来越引起人们的关注。因此，如何改善重型柴油机的燃烧效率和降低排放成为研究的重点。
二、EGR技术的基本原理和优点
EGR技术全称是废气再循环技术（ExhaustGasRecirculation），顾名思义，就是将部分废气再循环回到发动机内进行燃烧。EGR技术的原理可以用如下公式表示：
NOx=f(T,O2,N)
其中，NOx是氮氧化物的总量，T是燃烧室温度，O2是氧气的浓度，N是氮气的浓度。通过再循环部分废气，可以降低燃烧室的温度和氧气浓度，从而减少NOx的生成，达到减少排放的目的。此外，再循环废气还可以部分进入气缸，参与燃烧过程，从而降低燃料的燃烧温度，减少燃料的消耗，提高能源利用率和经济性。
三、EGR技术在重型柴油机燃烧系统中的应用
重型柴油机燃烧系统的目标是在保持燃料消耗低和满足废气排放标准的前提下，获得最高的动力输出和可靠性。传统的重型柴油机燃烧系统采用进口空气和燃料的完全混合燃烧方式，排放控制主要靠如氧化催化剂、颗粒过滤器、SCR等后处理设备来实现。EGR技术的应用使得排放控制和燃料消耗控制得以统一，且降低了废气后处理设备的成本。
在重型柴油机中，EGR技术可以通过两种方式实现：一是采用外部EGR，将部分废气通过管道引入进气管道或空气滤清器后直接进入燃烧室；二是采用内部EGR，将废气直接从排气管道回到汽缸内，与燃油和空气一起再次燃烧。对于重载卡车等高负载的应用场合，通常采用前者，因为需要更大的进气量和高压涡轮增压；而对于铁路机车等负载相对较低的应用场合，通常采用后者，因为可以更好地控制EGR流量和形状。
四、基于EGR技术路线的重型柴油机燃烧系统的设计和优化方法
为了提高重型柴油机的燃烧效率和降低排放，基于EGR技术路线的燃烧系统需要考虑多个因素，如EGR控制、燃油喷射、燃烧过程和排放控制等。下面分别介绍这些因素。
1.EGR控制
EGR技术的应用需要精确控制EGR率（即废气再循环率），通常采用流量传感器和阀门控制来实现。在控制EGR率时需要考虑机器负载和速度变化的影响，应根据实际应用情况进行调整和优化。
2.燃油喷射
燃油喷射涉及到喷油系统的设计和控制，需要考虑多个参数，如喷油时间、喷油量、喷嘴位置和喷雾质量等。对于基于EGR技术路线的燃烧系统，燃油的喷射量和喷射时间需要根据EGR率进行动态调整，并可以采用多喷射策略和预喷射策略进一步优化。
3.燃烧过程
燃烧过程是重型柴油机燃烧系统中最为关键的一环，需要通过优化燃油喷射和EGR控制等手段来实现。具体可采用曲轴、活塞和气门等部件的设计和优化来达到更好的效果。另外，采用高效的燃烧控制算法和传感器系统可以进一步提高燃烧效率和降低排放。
4.排放控制
基于EGR技术路线的燃烧系统排放控制方案包括后处理装置和EGR系统的联动控制。需要通过计算模拟和实际测试来确定后处理装置的配置和参数，以实现最佳的排放效果。
五、EGR技术路线的燃烧实验结果
最后，通过对基于EGR技术路线的重型柴油机燃烧系统的实验研究，可以得到以下结论：
1.EGR技术可以有效降低NOx的生成，并提高燃料的利用率和经济性。
2.基于EGR技术路线的燃烧系统需要进行EGR控制、燃油喷射和燃烧过程等方面的优化，才能实现最佳的燃烧效果和排放效果。
3.结合实际的应用情况，可根据不同的应用场合选择外部EGR或内部EGR等方案。
综上所述，基于EGR技术路线的重型柴油机燃烧系统具有很大的改进和优化空间。通过不断的研究和实验，可以进一步提高其燃烧效率和排放性能，为重型柴油机的可持续发展做出贡献。