廢氣能量回收(WER)是內(nèi)燃機效率改進策略技術(shù)組合中的關(guān)鍵部分。本文從柴油發(fā)動機排氣WER角度對排氣流量進行曲軸角度-分辨有效能分析來解決現(xiàn)有的重要知識缺口。為此,以常規(guī)柴油機燃燒模式運行的單缸實驗發(fā)動機(SCRE)在制動平均有效壓力(BMEP)為 5bar,轉(zhuǎn)速為 1 200和1 500rpm以及增壓壓力為1.2、1.5、2和 2.4 bar下進行測試。通過將實驗曲柄角分辨排氣歧管壓力測量值與1D系統(tǒng)級(GT-POWER)模擬結(jié)合起來計算曲柄角分辨特定有效能及其熱力和機械部件。此外,還對排氣過程的“排氣向下”和“排量”階段的廢氣流特定有效能、總有效能流率和累積(時間積分)有效能進行了量化分析,另外,這些量值按照熱力學和機械能(有效能)分量以及排氣過程中的曲軸角分辨有效能分布進行分類。
Fig.1. of experimental setup of single cylinder research engine
所獲得的結(jié)果表明,較低的增壓壓力導致最高的曲柄角分辨比有效能、最低單位機械有效能和最高比熱有效能的出現(xiàn)。一般來說,在排氣過程的初始階段,比熱有效能是占主導地位,而比機械有效能在達到峰值質(zhì)量流量后會變得更重要。無論發(fā)動機轉(zhuǎn)速如何,隨著增壓壓力的增加,廢氣流中累積的有效能的機械成分增加,而熱成分減少。因此結(jié)論可以得出,高增壓運行條件可能更適合具有正排量膨脹器的直接WER策略,去調(diào)節(jié)排放有效能機械成分,而低增壓運行條件可能更適合其它利用排放有效能熱成分的WER策略。試驗配置見文中的Fig.1。