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(6)双涡轮的EGR 系统
这一技术采用了两个涡轮。从排气管分出一部分废气带动一小涡轮转动，同时带动同轴的压气机转动，从而将废气压入进气管。这样就不需要增加外部设备而实现废气在循环。但这一系统也有缺陷，由于小的涡轮和小的压气机的压力比并不匹配，故其效率不高，另外尽管废气经过冷却再通过小的压气机，但废气对其的腐蚀作用还是存在的。
(7)EGR 系统采用变截面涡轮
对于使用变截面涡轮增压器的柴油机，高负荷时可以通过减少涡轮的流通面 积来提高排气压力，进而增大高负荷时的EGR 率。这样就能拓宽EGR 的使用工况范围，实现的EGR 率大大提高。
内部EGR通过改变配气正时实现。该系统不需外加其它设备，结构简单，应用方便而且可以避免再循环废气对管道的腐蚀，有利于提高系统耐久性。但由于是在进气行程内直接开启排气阀使废气回流，因此难以精确控制EGR率；同时废气未经冷却直接回流，引起混合气温度升高，这一点又有利于NOx的生成，因此内部EGR对NOx的抑制效果并不显著。但是随着控制技术的不断提高，内部EGR因其简单便利日益受到青睐。外部EGR利用专门的管道将废气引入进气歧管，使废气与新鲜充量在进入气缸前充分混合，其中EGR阀是外部EGR系统控制EGR废气量的关键部件。由于外部EGR不但可以通过电控系统精确控制EGR率，优化发动机性能而且可以在外部系统中通过加装EGR冷却器，有效降低燃烧温度。因此目前较为常用的是外部EGR系统。
根据所使用的EGR阀控制废气量的方式划分，目前国内外市场上出现的外部EGR系统主要有三种：机械式、气电式和电控式。
机械式与气电式在控制对象上可以看成是同一类型——真空式EGR阀：都是通过控制真空室内的真空度来控制阀门的开度。电控式EGR系统与气电式EGR系统的主要区别在于取消了电磁真空阀及真空控制通路，系统中的排气再循环阀的位置直接由电磁阀来控制。
1.3.2 EGR 在柴油机上的应用
EGR 技术先是在汽油机上使用，接着又推广到非增压柴油机上，90 年代初开始用于涡轮增压柴油机。随着越来越严格的排放法规的实施，需要拓宽EGR 使用工况
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的范围，增大相应工况的EGR 率，可进一步降低NOx 的排放。就十三工况而言，在高工况时权重比较大(在最大扭矩转速，75％负荷时权重为8%)，如果在这类高工况时不能实现EGR，将很难满足越来越严格的法规。但对于增压柴油机，在较高工况时，增压器的效率比较高，进气管的平均压力比排气管的高，EGR 难以实现。
柴油机废气再循环与汽油机废气再循环相比，有以下特点:
第一，各工况要求的EGR 率不同。对于汽油机来说，一般在大负荷、起动、暖机、
怠速、小负荷时不宜使用EGR 或只允许较小的EGR，在中等负荷工况允许采用较大的EGR 率。而柴油机则不同，高速大负荷、高速小负荷时进行EGR 由于在燃烧阶段所必需的进气氧气浓度相对减少，助长了碳烟的排放，故应适当限制EGR 率；部分负荷时采用较小的EGR 率除可降低NOx 外，还可以改善燃油经济性，低速小负荷时需要有较大的EGR 率，这是由于柴油机在低速小负荷时过量空气系数比较大，废气中含氧量比较高，故较大的EGR 率不会对发动机的性能产生太大的影响。
第二，从EGR 率来说，由于柴油机总是以稀燃方式运行，其废气中的CO2 和H2O 的
比例要比汽油机低。 因此，为了得到柴油机缸内混合物热容量的实际影响需要比汽油机高得多的EGR 率。一般汽油机的EGR 率最大不超过20%，而直喷式和非直喷式柴油机的EGR 率允许超过40%和25%。
第三，柴油机进气管与排气管之间的压差较小，尤其是在涡轮增压柴油机中，在大、
中负荷工况范围压缩机出口的增压压力往往大于涡轮机出口的排气压力，EGR 难以自动实现，使EGR 的应用范围以及EGR 的还流量均受到限制。
1.4195型柴油机
195型柴油机仍然以固定、非道路移动机械用途为主，所以仍采用卧式、水冷、直喷四冲程型式。新195摒弃了传统S195柴油机的6齿轮系，借鉴采用了我国小柴的曲轴和凸轮轴的双联齿轮系，其结构更加紧凑，如图1所示。由于其转速提高到2 400 r／min，高速振幅会有一定程度的降低，该机又以农用为主，所以采用了单轴平衡，这样使整机结构简单、体积更小、重量更轻，以实现新一代单缸的要求。如此试制出的新195型柴油机只有102 kg，比质量为lo．5 kg／kW，满足国家第二代单缸机比质量≤11．5 kg／kW的要求。而且比老一代195重量减轻了近50 kg。新195外观设计借鉴了国内外较为时尚的风格，油箱与灯具采用“卡通”式，配上“燕尾”形水箱，使
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整机外观舒展流畅、美观大方，另外配以全铝压铸室盖、尼龙发丝滤芯(专利产品)的全塑油浴式空滤器、带冲压排气管的消声器、小巧的减速启动电机，使整机充满动感和现代气息。新195型柴油机外形尺寸如图1-3，主要技术参数如表1。
图 1-3 195型柴油机外形尺寸图
表 1 新195型柴油机主要技术参数 型号 X195 形式 缸径×行程／mm 排量／L 压缩比 12小时功率／kW l小时功率／kW 平均有效胍力／kPa 活塞平均速度／m／s 燃油消耗率／(∥kW·h) 最大扭矩／(N·n1) 噪声／dB(A) 净质苗．／kg 外形尺寸(长×宽×高)／ram
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单缸、卧式、水冷、四冲程、直喷式 95×98 0.694 18 8．82(12 PS)／2 400 r／min 9．7(13．2 PS)／2400 r／min 636 7.84 ≤245 ≥39．3 ≤107 120 700×38l x572 内蒙古工业大学本科毕业设计说明书
1.5本论文研究的主要工作
针对195型柴油机对内部EGR 系统结构简单，应用方便，项目实施难度低，因此，作为废气再循环系统研究与开发的启动项目，首先选择了内部EGR 系统作为研究对象，在压柴油机上的应，本文主要进行以下工作： 1. EGR对柴油机的影响及模拟计算
如何选取合适的EGR 率，如何实现需求的EGR 率，这是本课题首先要解 决的问题。
2. 内部 EGR 系统的设计
EGR阀基本工作原理及特性分析，EGR阀具体的结构和尺寸，主流孔直径的确定，升程的确定，压力控制及结构方式和研究机械式EGR阀阀杆的运动规律与之尽量逼近靠拢。内部EGR 系统的设计的关键就是确定排气凸轮的几何参数，以实现设定的EGR 率。研究然后保证工作可靠性，进行摩擦附间的接触应力计算校核。 3. EGR 对排放参数和发动机性能影响的试验
进行带EGR 系统的柴油机与原机的对比试验，研究废气再循环对柴油机排放参数及整机性能的影响。并对试验结果进行分析优化，提出改善方案。同时进行欧Ⅲ柴油机上应用EGR 系统的摸底试验，为今后内部EGR 系统如何兼顾或满足柴油机的不同工况打下基础；建立内部EGR 系统与柴油机电控共轨系统参数匹配的初步认识，为今后系列产品的开发或适应更高要求排放法规的新品柴油机开发积累经验。
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第二章EGR对柴油机的影响
要知道EGR对柴油机的实际影响效果，需要在试验中找出各工况所对应的最佳EGR率，并通过试验进行不同EGR率对发动机影响的试验分析，并了解实际控制运行中的规律，不断根据客观实在来改善EGR在柴油机上的应用，不断降低排污给柴油机的应用带来的不利。本章将分析讨论EGR对195型柴油机排放和性能的影响，找出EGR对柴油机排放和性能影响的规律。
2．1 EGR率对柴油机排放和性能的影响
本文以195柴油机12小时功率2400r／min，分析研究不同EGR率对柴油机排放和性
能的影响。
2．1．1中低转速工况(2400r／min)
图2—1 2400r／min EGR率对NOx和烟度的影响
如图2-1 在2400r／min下，25％、50％和75％负荷时，EGR率不断增加后对NOx
排放和烟度的影响。可以看出，随着EGR率的增加，NOx的排放不断下降，负荷越大下降越明显，在EGR率为6.7％时均第一次开始出现较大的下降趋势，其中在75％负荷时下降达18.3％，25％，1 0％负荷略有下降，其变化总体趋势要小，在EGR率为10．2％
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