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柴油機(jī)廢氣再循環(huán)冷卻器的積垢特性研究

與汽油機(jī)相比，柴油機(jī)具有較高的熱效率、較低的燃油消耗和CO2排放等優(yōu)點；所以其被廣泛應(yīng)用于汽車和工業(yè)。然而，由于柴油自燃的特點，柴油機(jī)的NOx和PM排放相對較高，這是柴油機(jī)的一個缺點。由于嚴(yán)格的柴油排放規(guī)定，諸如歐5、歐6和美國環(huán)保局2級排放標(biāo)準(zhǔn)，所以研究都集中在如何減少廢氣排放。然而，在柴油機(jī)中很難同時減少NOx和PM的排放，所以通常會有權(quán)衡。冷卻的廢氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)能通過降低尾氣溫度減少NOx和PM排放，所以有很多研究者在研究這些系統(tǒng)。

隨著柴油排放規(guī)定變得更加嚴(yán)格，柴油機(jī)發(fā)展的一個重要目標(biāo)就是減少NOx和PM排放。冷卻的EGR系統(tǒng)廣泛用于減少輕型柴油機(jī)的NOx和PM的排放。利用數(shù)值分析、臺架試驗和發(fā)動機(jī)測試來評價發(fā)動機(jī)內(nèi)部特性方面的改變是否能提高EGR冷卻器的熱交換效率。在發(fā)動機(jī)積垢過程中，通過仿真和試驗，測得EGR冷卻器的熱交換效率。試驗結(jié)果顯示，第二類橢圓形EGR冷卻器的熱交換效率要高于第一類橢圓形EGR冷卻器、殼型冷卻器和管型冷卻器。廢氣中形成的紊流經(jīng)過穿片式設(shè)計的橢圓形EGR冷卻器，促進(jìn)了PM的吸附，使得這些冷卻器達(dá)到廢氣自凈化效果。至于兩個相似的橢圓形EGR冷卻器，散熱片距為4mm的冷卻器效率比散熱片距為6mm的冷卻器要高，因為在這些冷卻器中的熱交換區(qū)域存在差異。所有的CFD分析包括發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的極限條件和汽車運(yùn)轉(zhuǎn)過程中發(fā)動機(jī)積垢的試驗條件，結(jié)果顯示，2個橢圓形冷卻器的傳熱效率與最初傳熱效率和78h積垢試驗后的傳熱效率至少相差4%。

刊名：Journal of Mechanical Science and Technology（英）

刊期：2014年第8期

作者：Joon Lee et al

編譯：陳飛