卢小锐，高文志，高 博，王 双，张 晶

(天津大学，内燃机燃烧学国家重点实验室，天津 300072)

前言

柴油机具有燃油消耗率低和效率高的特点，有着良好的经济性和动力性。但由于柴油机的燃烧特点，NOx和PM的排放较高，其中以NOx污染最为严重[1]。目前对于满足欧Ⅲ排放法规的柴油机，通常利用废气再循环(EGR)来降低NOx排放。目前废气再循环的方式有外部与内部EGR两种。外部EGR是将发动机的部分排气从排气管引入进气管，通过改变进气气体的成分，达到降低NOx排放的目的。外部EGR需要有外部废气再循环管道及控制阀。内部EGR是利用进排气门配气相位的变化，使发动机气缸内的残余废气量增加，达到降低最高燃烧温度以减少NOx排放的目的。内部EGR在结构上无外部连接管和EGR阀等附件，结构简单。但这种内部EGR方式对降低NOx排放的效果有限，尤其是对于转速不高的柴油机[2-4]。

本文中提出一种具有双峰排气凸轮结构的凸轮轴，这种凸轮轴使发动机活塞接近吸气行程下止点时，排气门略微开启，利用缸内较大的真空度将排气管中的废气吸入气缸，从而实现内部EGR，降低NOx排放。

以小型挖掘机用柴油机4B2-38M34为研究对象，结合发动机工作过程数值模拟仿真软件AVL FIRE，研究内部EGR对发动机进气过程中缸内气体流场、湍动能分布、O2浓度分布、燃烧反应速率和燃烧排放物的影响，并通过试验验证了该方案对柴油机燃烧排放性能的影响，为改进柴油机燃烧排放性能提供了有力的依据。

表1为4B2-38M34型柴油机的基本参数。……