【摘 要】
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经冷却的废气再循环（Exhaust Gas Recirculation,EGR）技术是显著减少柴油机氮氧化物（Nitrogen Oxides,NOx）排放同时兼顾柴油机颗粒物排放的技术之一,但冷却后的EGR技术的应用不可避免会面临EGR冷却器积碳问题。EGR冷却器积碳不仅会致使EGR冷却器换热效率下降,还会造成EGR冷却器压降增加,EGR气体流动阻力增加,进而导致发动机性能下降。本文在保持EGR冷
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经冷却的废气再循环（Exhaust Gas Recirculation,EGR）技术是显著减少柴油机氮氧化物（Nitrogen Oxides,NOx）排放同时兼顾柴油机颗粒物排放的技术之一,但冷却后的EGR技术的应用不可避免会面临EGR冷却器积碳问题。EGR冷却器积碳不仅会致使EGR冷却器换热效率下降,还会造成EGR冷却器压降增加,EGR气体流动阻力增加,进而导致发动机性能下降。本文在保持EGR冷却器总EGR气体流量、进气温度以及冷却液温度恒定情况下,通过改变EGR冷却器内换热管的数量来改变通过EGR冷却器换热管的EGR气体流量,研究了EGR气体流量和EGR气体流速对EGR冷却器颗粒物沉积质量和沉积过程的影响;通过额外喷射汽油燃料来改变EGR气体中的HC浓度,研究了HC浓度对EGR冷却器积碳质量、积碳层微观结构以及冷却器换热效率的影响规律。利用自主设计的EGR方形冷却器研究了在EGR气体流量、进气温度和环境温度恒定条件下重力作用对EGR冷却器积碳质量的影响规律,并对EGR方形冷却器受重力沉积影响的下换热表面沿气流方向不同位置的积碳进行热重分析。研究结果表明:（1）相同换热管长度条件下,EGR气体流量对EGR冷却器颗粒物沉积的影响的主要机制是EGR气体流速对颗粒物沉积的影响,随着流量的增加,气体流速对EGR冷却器颗粒物沉积质量的影响逐渐减弱。（2）HC浓度对EGR冷却器积碳的促进作用存在一个浓度范围,在浓度范围内随着HC浓度的增加,EGR冷却器积碳质量增大,积碳层致密程度增加;HC浓度超出浓度范围时,EGR冷却器积碳层表面形成零星的较大颗粒物簇,积碳层结构变得粗糙,EGR冷却器换热效率显著恶化。（3）重力作用对EGR方形冷却器积碳质量影响的现象明显,但随着时间增加该现象逐渐减弱;受重力作用影响的EGR冷却器下表面靠近入口处形成的积碳中HC含量较低,而靠近出口处积碳中HC含量较多且HC与颗粒物混合较为均匀。
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