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基于GT-Power的EGR率对当量比燃烧的发动机性能影响研究
摘要：
当代发动机在寻求更高效、更清洁的同时，越来越多地采用ExhaustGasRecirculation(EGR)技术来达到更严格的排放要求。EGR技术是通过将废气回收并重新注入进入燃烧室来降低发动机燃烧温度，从而减少氮氧化物（NOx）的产生。本文以基于GT-Power的模拟工具为基础，着重探讨了EGR率对当量比燃烧的发动机性能影响的变化规律。
关键词：EGR率，当量比燃烧，发动机性能
引言：
随着社会和科技的不断发展，对清洁能源和环境污染的关注度日益提高。为了降低发动机尾气排放，越来越多的发动机采用了EGR技术，其中压缩机废气再循环技术是一种有效的方法。EGR技术通过回收废气并重新注入进入燃烧室来改善发动机的燃烧特性，从而降低氮氧化物的排放。本文主要研究EGR率对当量比燃烧发动机性能的影响，并探讨其变化规律。
实验方法：
本文采用了GT-Power模拟软件来进行模拟，EGR系统的模型是按照EGR循环器的特性曲线和EGR阀的响应特性来建模的。以当量比燃烧（φ=1.0）为基础，探讨EGR率在不同负荷（10%~100%）和转速（1000rpm~3500rpm）下对发动机性能的影响。
实验结果和分析：
EGR率对发动机性能有一定的影响。增加EGR率可以显著降低氮氧化物的产生，但会导致较高的可燃混合气温度，从而降低了燃烧效率和输出功率。例如，在30%负荷时，随着EGR率从0到30%的增加，NOx的排放量从3.2g/kWh下降到2.5g/kWh，但输出功率却从218.3kW下降到201.7kW。当EGR率增加到50%时，NOx的排放量进一步下降到1.8g/kWh，但输出功率却下降到187.0kW。这表明当EGR率增加到一定程度时，其对发动机性能的不利影响开始显现。
EGR率还对发动机的燃烧过程产生了影响。当EGR率很低时，发动机的燃烧过程主要受到内部EGR的影响，此时燃烧区域的位置相对靠近缸头。随着EGR率的增加，气缸内的混合气体温度降低，燃烧区域向缸底或中部移动。此外，EGR还会影响汽油的自着火性能和燃烧速率，并最终影响整个燃烧过程的稳定性。
结论：
EGR率是影响发动机性能和排放的重要因素之一。适当的EGR率可以有效地降低NOx排放，但是过高的EGR率会导致燃烧不完全，降低输出功率和燃烧效率。本文的研究结果表明，在30%负荷时，EGR率为20%左右时，发动机性能表现最佳。
展望：
虽然本文对EGR率对当量比燃烧发动机性能的影响做了一些探究，但该研究并不涵盖所有的实际行驶场景。未来，可以进一步探究EGR率在不同速度和载荷下对发动机性能的影响，并结合大量实验数据对EGR率的优化进行研究。这些研究成果可以为发动机设计和控制提供指导，以实现更高效、更清洁的发动机工作方式。