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增压直喷式柴油机热效率高,配备增压直喷柴油机的车辆可获得比理论配比的汽油机更低的燃油消耗特性,因而在货物运输、公交、及建筑设备等领域增压直喷柴油机有着广泛的应用.日益严格的排放法规、改善内燃机经济性及动力性的社会需要给柴油机提出了越来越严格的要求.近年来,随着设计、制造水平的提高,直喷式柴油机在燃油经济性和排放控制方面得到了很大改进,并且随着柴油机在噪声和振动方面获得突破,柴油机的应用和研究迎来了新的高潮,然而柴油机排出的NO<,x>和碳烟微粒一直居高不下,却阻碍了其进一步的发展.目前,对于直喷柴油机来说其主要困难仍是NO<,x>和PT排放控制,二者均是喷雾燃烧过程的特性表征.国内外研究表明,废气再循环(EGR)是直接在缸内减少NO<,x>排放的最有希望的策略之一.EGR降低了氧浓度、燃烧速度、火焰前锋的最高温度,因而EGR技术已成为降低柴油机NO<,x>排放的一种最有效的技术措施.本文系统地回顾了柴油机EGR技术的作用及优点,分析总结了国内外柴油机各种的EGR技术方案的优缺点以及增压直喷柴油机实现EGR控制的技术难点,指明了EGR技术是柴油机满足未来严格排放法规的必不可少的技术措施.本文结合广西玉柴机器股份有限公司的新产品开发课题,针对YC4112Z<,L>Q增压中冷柴油机开展了EGR控制技术的研究,在参照和分析国内外各种柴油机的EGR结构方案的基础上,为YC4112Z<,L>Q柴油机制定了可行的进气节流阀配合EGR流量阀控制EGR率的技术方案.研制了进气节流阀位置和EGR流量阀升程标定系统,实现了节流阀位置的数字标定.借助该标定系统,深入研究了不同EGR率对YC4112Z<,L>Q柴油机性能和排放的影响规律,在此基础上依据柴油机性能和排放的控制要求,对YC4112Z<,L>Q柴油机各个工况下的EGR率进行了优化,得出了最佳EGR率三维MAP图和控制参数的三维特性MAP图.自行开发了一套适合于YC4112Z<,L>Q柴油机的EGR电控系统,该系统利用MCS80C196KC单片机作为中央控制器(ECU),通过检测发动机的转速和油门位置确定发动机所处的工况,控制器依据三维MAP图的要求,通过步进电机对进气节流阀位置、通过电磁阀对EGR流量阀的升程进行控制,保证了发动机整个转速、负荷范围内的最佳EGR率控制要求.试验结果表明,YC4112Z<,L>Q柴油机采用电控EGR系统以后,在保持原机功率、油耗及微粒排放基本不变的情况下,13工况NO<,x>排放下降19.9﹪,达到欧2标准的要求,HC、CO排放略有增加,但均控制在欧Ⅱ标准之内.上述结果表明,作者设计的EGR电控系统兼顾了EGR率与动力性、经济性和微粒排放的折中关系,达到了显著的控制效果,充分说明了控制方案的合理性和控制系统的有效性.