第一章绪论1.1试验台研究的现状及意义近年来，由于人们对于环保问题日益重视，排放法规也越来越严格。在我国，北京已于2008年3月1日已经率先使用国四排放标准，全国其他地区也将于2010年迈入国四标准。这些对于EGR技术提出了更高的要求，冷却的EGR系统以其更优的排放质量已经成为了满足排放标准的必要机内净化措施，并已成为国内外汽车发动机满足排放法规的必备装备。因此人们不断致力于降低柴油机有害物排放，尤其是NOx(氮氧化物)和PM（颗粒）排放。废气再循环（EGR）冷却器技术对降低柴油机的NOx排放有显著效果，是目前普遍采用的技术。其原理是将发动机排出的定量废气回送到混流器与新鲜空气混合后进入气缸，由于废气再循环使得燃烧温度降低，氧的相对浓度降低，NOx有害排放得以减少。冷却器是废气再循环装置中的重要元件，它通过降低废气温度，使废气再循环更有效。因此，必须尽可能提高废气再循环冷却器的冷却效率，保证废气流过时压力下降到规定的范围，这是冷却器结构设计的首要目标。随着EGR冷却器制造技术的提高及国内外市场的巨大需求看，我们面临着一个紧迫的问题，就是冷却器性能测试平台的短缺。调查显示，很少有非换热器公司具有EGR换热器性能测试实验台，即使已有的试验台，其中多半的测试手段和方法已相对落后。根据本公司的实际需要，为了节省试验成本，废气用高温燃气发生器代替发动机来获得，通过以水－气换热的壳管式EGR换热器作基本模型，设计出一套自动化程度高、测量准确、操作简单、适用范围广的EGR换热器性能实验系统。对不同的EGR换热器型式，通过简单的安装，可以在本实验台系统上得到该换热器的一系列性能参数，用测量的温度、流量、压力等参数，来推算出传热系数与流速之间，流阻与压力差之间的关系曲线和关系式，由此可对换热器的传热性能进行评价和比较。所以我们这个智能化EGR冷却器实验台的建设，对我国EGR产业的发展能够起到一定的推动作用。一方面能够为以后的EGR冷却器的性能参数提供可靠方便的测试平台；另一方面为以后我国制定EGR冷却器性能参数的行业标准提供有效数据及技术支持。因此EGR实验台的建设迫在眉睫，也是我们国家以后发展所必须拥有的一项技术。1.2EGR冷却器简介1.2.1冷却废气再循环技术的原理研究表明，高温富氧是汽车尾气排放中NOx主要的产生条件，废气再循环(EGR)技术的基本原理是将部分排气引入进气管，以提高混合气中的废气成分，这样一来，废气对新气的稀释作用意味着降低了氧浓度，破坏了富氧的条件；另一方面，由于废气中含有的水蒸气和二氧化碳等三原子分子，比热容大，可以有效地降低气缸内的最高燃烧温度，破环高温的条件，从而达到降低NOx含量的目的。然而，直接将废气送入进气管的EGR技术增加了进气温度，降低了燃烧效率，因此也降低了燃油的经济性，同时提高了最高燃烧温度，又使NOx的排放量增加。基于此缺点提出的冷却的EGR技术是将再循环废气经冷却器冷却后，再送入进气端，进一步降低进气温度，更有利于降低NOx的排放，同时也改善了燃油的经济性。研究表明：冷却的EGR技术对于NOx，PM的排放以及燃油的消耗率都有积极的影响。冷却的废气再循环技术并不要求过低的冷却温度，因为过低的EGR温度不仅会导致水蒸气和硫化物的凝结，造成汽缸壁的腐蚀和磨损，而且会导致EGR冷却器尺寸增大，成本增加。另外，还有学者提出：当EGR率较小时，EGR冷却与否对发动机的燃油经济性影响相当，但当EGR率超过7％之后，冷却的EOR对发动机的燃油经济性带来不利影响，而在此范围内，冷却与非冷却对于氮氧化物的排放浓度的影响几乎一致，印没有明显降低氮氧化物的排放却牺牲了燃油的经济性。于是，又有学者对于不同负荷下的EGR冷却温度进行了研究，并设计了EGR冷却温度的控制装置，根据不同的工况，自动控制EGR冷却温度，从而更进一步的降低NOx的排放。1.2.2EGR冷却器的性能要求和类型1．EGR冷却器的性能要求EGR冷却器是一种换热器，选型的标准很多，最基本的涉及待处理流体的类型、操作压力、温度、热负荷和费用等。另外，用于对废气进行冷却的EGR冷却器不仅要满足热交换器的基本要求，还要满足它自身冷却温度不能过低的特殊要求。过...
