非道路移動(dòng)機(jī)械用發(fā)動(dòng)機(jī)高原特性及性能提升研究

【摘要】采用高原臺(tái)架模擬試驗(yàn)法對(duì)一款采用廢氣再循環(huán)（EGR）技術(shù)的滿(mǎn)足非道路移動(dòng)機(jī)械用柴油機(jī)排氣污染物排放限值（第四階段）標(biāo)準(zhǔn)的柴油機(jī)進(jìn)行了高原特性研究，分析了該柴油機(jī)隨海拔的升高在排放、動(dòng)力性及燃油經(jīng)濟(jì)性方面的變化趨勢(shì)，進(jìn)一步探究了EGR技術(shù)在高原環(huán)境中對(duì)性能提升的積極作用，并基于該機(jī)型技術(shù)特點(diǎn)提出了高原性能優(yōu)化標(biāo)定方法，以提升高原動(dòng)力性。

關(guān)鍵詞：非道路 柴油機(jī) 高原特性 廢氣再循環(huán)技術(shù)

中圖分類(lèi)號(hào)：U464" "文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A" "DOI： 10.20104/j.cnki.1674-6546.20240365

Research on High Altitude Characteristics and Performance Improvement of Engines Used in Nonroad Mobile Machinery

Wang Zhengyong， Su Xin， Guo Hongshan， Wang Zhengxue， Xu Zhi， Di Liqing

（FAW Jiefang Dalian Diesel Engine Co.， Ltd.， Dalian 116600）

【Abstract】This paper uses the high-altitude bench simulation test method to study the high-altitude characteristics of a non road four stage diesel engine with EGR technology route. It analyzes the changes in emissions， power and fuel economy of diesel engines with the increase of altitude in the EGR technology route， further explores the positive effect of EGR technology on performance improvement in high-altitude environments， and proposes a high-altitude performance optimization calibration method based on the technical characteristics of this model. Adopting this method helps to improve the engine’s high-altitude power performance.

Key words： Non road， Diesel engine， High altitude， Exhaust Gas Recirculation （EGR） technology

【引用格式】 王政勇， 蘇欣， 郭洪山， 等. 非道路移動(dòng)機(jī)械用發(fā)動(dòng)機(jī)高原特性及性能提升研究[J]. 汽車(chē)工程師， 2025（2）： 14-21.

WANG Z Y， SU X， GUO H S， et al. Research on High Altitude Characteristics and Performance Improvement of Engines Used in Nonroad Mobile Machinery[J]. Automotive Engineer， 2025（2）： 14-21.

1 前言

高原環(huán)境大氣壓力低、空氣稀薄、氧氣含量小，柴油機(jī)在高原環(huán)境下工作時(shí)缸內(nèi)燃燒惡化、性能下降，故研究高原對(duì)柴油機(jī)性能的影響對(duì)改善柴油機(jī)高原適應(yīng)性有重要意義。目前，國(guó)內(nèi)外學(xué)者針對(duì)柴油機(jī)高原特性的研究多集中于柴油機(jī)燃燒過(guò)程、污染物排放特性、代用燃料及空氣系統(tǒng)優(yōu)化等方面[1-4]，對(duì)于采用廢氣再循環(huán)（Exhaust Gas Recirculation，EGR）技術(shù)的非道路移動(dòng)機(jī)械用柴油機(jī)的高原特性研究較少。為此，本文利用發(fā)動(dòng)機(jī)高原模擬試驗(yàn)臺(tái)架，對(duì)一款應(yīng)用EGR技術(shù)且滿(mǎn)足非道路移動(dòng)機(jī)械用柴油機(jī)排氣污染物排放限值（第四階段）（簡(jiǎn)稱(chēng)“非道路國(guó)四”）標(biāo)準(zhǔn)的柴油機(jī)進(jìn)行不同海拔條件下的性能測(cè)試試驗(yàn)，基于試驗(yàn)結(jié)果研究該技術(shù)對(duì)柴油機(jī)高原特性的影響和柴油機(jī)性能提升方法。

2 柴油機(jī)高原模擬試驗(yàn)

2.1 試驗(yàn)方法

國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)柴油機(jī)高原特性的研究主要有3種方法，即熱力循環(huán)模擬計(jì)算法、臺(tái)架模擬試驗(yàn)法、實(shí)地臺(tái)架試驗(yàn)法[5]。本文采用臺(tái)架模擬試驗(yàn)法，在2 000 m海拔試驗(yàn)室進(jìn)行海拔性能測(cè)試試驗(yàn)，并利用進(jìn)、排氣高原模擬設(shè)備進(jìn)行其他海拔相關(guān)測(cè)試試驗(yàn)。該試驗(yàn)方法可以系統(tǒng)對(duì)比各參數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響，試驗(yàn)結(jié)果重復(fù)性好且成本較低。

2.2 發(fā)動(dòng)機(jī)主要參數(shù)

本文的研究對(duì)象為某公司某款非道路國(guó)四發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)品，其技術(shù)路線(xiàn)為EGR+氧化催化轉(zhuǎn)化器（Diesel Oxidation Catalyst，DOC）+顆粒過(guò)濾器（Diesel Particulate Filter，DPF），產(chǎn)品主要參數(shù)如表1所示。

2.3 試驗(yàn)方法及數(shù)據(jù)采集

臺(tái)架進(jìn)、排氣系統(tǒng)模擬海拔0 m、2 000 m、3 000 m、4 000 m、5 000 m處大氣壓力狀態(tài)并控制進(jìn)氣溫、濕度，具體控制參數(shù)如表2所示。在不同海拔條件下開(kāi)展外特性和負(fù)荷特性試驗(yàn)，采集進(jìn)氣量、增壓壓力及增壓器轉(zhuǎn)速等相關(guān)參數(shù)和扭矩、油耗、煙度、氮氧化物（NOx）等測(cè)試結(jié)果，以分析不同海拔條件下非道路國(guó)四EGR技術(shù)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能變化趨勢(shì)。

3 海拔對(duì)柴油機(jī)性能的影響

3.1 海拔對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量的影響

試驗(yàn)所用發(fā)動(dòng)機(jī)采用進(jìn)氣閉環(huán)控制，即由進(jìn)氣流量傳感器測(cè)量發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣總管新鮮進(jìn)氣量，并通過(guò)調(diào)節(jié)EGR閥開(kāi)度實(shí)現(xiàn)對(duì)進(jìn)氣量的閉環(huán)控制，以滿(mǎn)足非道路國(guó)四NOx排放控制要求。隨著海拔升高，大氣壓力和密度逐步下降，實(shí)際進(jìn)氣量減少，EGR閉環(huán)調(diào)節(jié)作用逐漸減弱，直至EGR閥全部關(guān)閉。新鮮進(jìn)氣量變化趨勢(shì)如圖1所示。

由圖1可知，1 000 r/min以下低速區(qū)域進(jìn)氣量受海拔影響顯著，該區(qū)域增壓器作用較小，進(jìn)氣量主要由發(fā)動(dòng)機(jī)排量和進(jìn)氣密度決定，隨海拔升高逐漸下降。1 200 r/min以上轉(zhuǎn)速區(qū)域進(jìn)氣量受EGR調(diào)節(jié)作用明顯，由圖1可以看出，2 000 m以下海拔進(jìn)氣量接近一致，3 000～4 000 m海拔進(jìn)氣量接近一致，均受到進(jìn)氣閉環(huán)控制的影響。其中，1 200～1 600 r/min之間進(jìn)氣量隨海拔上升降幅較小，主要是由于該區(qū)域不受增壓器轉(zhuǎn)速限制，增壓器對(duì)高原進(jìn)氣量的補(bǔ)償能力較強(qiáng)。1 800 r/min以上轉(zhuǎn)速區(qū)域進(jìn)氣量則因受增壓器最高轉(zhuǎn)速限制而呈現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)。

3.2 海拔對(duì)增壓器性能的影響

隨著海拔升高、大氣壓力下降，渦輪增壓器的渦端背壓減小、膨脹比增大、渦輪轉(zhuǎn)速升高，見(jiàn)圖2；且增壓絕對(duì)壓力減小，見(jiàn)圖3；同時(shí)，進(jìn)氣流量降低，壓氣機(jī)壓比增大，修正進(jìn)氣流量增加，發(fā)動(dòng)機(jī)與壓氣機(jī)聯(lián)合運(yùn)行曲線(xiàn)向高壓比大流量區(qū)域偏移，增壓效率偏離高效區(qū)，低速區(qū)域更接近喘振線(xiàn)，高速區(qū)域更接近超速線(xiàn)，見(jiàn)圖4。因此，增壓器高原匹配時(shí)應(yīng)考慮足夠的超速裕度和喘振裕度。

針對(duì)本文所用柴油機(jī)，增壓器轉(zhuǎn)速保護(hù)是限制其高原最大功率的重要因素。增壓器轉(zhuǎn)速在萬(wàn)有特性中隨轉(zhuǎn)速、負(fù)荷的升高而升高，整體變化趨勢(shì)與等功率線(xiàn)趨勢(shì)一致，如圖5所示，且海拔越高，相同轉(zhuǎn)速負(fù)荷下增壓器轉(zhuǎn)速越高。由圖2可知，在增壓等壓段，海拔每升高1 000 m，增壓器轉(zhuǎn)速約升高7%。因此，隨海拔升高，受增壓器轉(zhuǎn)速保護(hù)限制的外特性范圍越廣，在本文測(cè)試試驗(yàn)中，海拔4 000 m條件下1 800 r/min以上轉(zhuǎn)速最大功率受增壓器保護(hù)限制，海拔5 000 m條件下受限范圍擴(kuò)張至1 600 r/min。

3.3 海拔對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性的影響

高海拔區(qū)域發(fā)動(dòng)機(jī)低速動(dòng)力性受進(jìn)氣量影響而嚴(yán)重下降，該區(qū)域過(guò)量空氣系數(shù)較小，發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒惡化，燃油經(jīng)濟(jì)性下降，煙度和一氧化碳（CO）排放量急劇升高。為了保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作，可通過(guò)減小噴油量來(lái)保證一定的空燃比，減小冒煙等不良現(xiàn)象，但會(huì)進(jìn)一步導(dǎo)致動(dòng)力性降低。高速動(dòng)力性則受增壓器保護(hù)限制，通常可通過(guò)減小噴油量來(lái)降低廢氣能量，從而達(dá)到降低增壓器轉(zhuǎn)速的目的，但同樣會(huì)導(dǎo)致動(dòng)力性降低。

該款發(fā)動(dòng)機(jī)在不同海拔下的外特性扭矩及動(dòng)力性損失結(jié)果如圖6、圖7所示，由數(shù)據(jù)對(duì)比可以看出：海拔2 000 m處外特性動(dòng)力性幾乎未受影響；在海拔3 000 m、轉(zhuǎn)速為800 r/min左右時(shí)，為了保證一定的空燃比和控制煙度，降低了燃油噴射量，扭矩降低了45%，高速區(qū)域動(dòng)力性未受影響；在海拔4 000 m、轉(zhuǎn)速為2 000 r/min以上區(qū)域，為降低增壓器轉(zhuǎn)速，減小了噴油量，功率略有降低，額定點(diǎn)功率降低了9%左右，低速動(dòng)力性影響較大，在1 000 r/min以下區(qū)域作減油處理，功率損失達(dá)到50%左右；在海拔5 000 m、轉(zhuǎn)速為1 600 r/min以上的中高速區(qū)域受增壓器超速限制，整體功率降低較多，額定點(diǎn)功率最高降幅達(dá)28%，低速?lài)娪土?、扭矩與4 000 m海拔處基本一致，但空燃比較低，煙度有所增大，如圖8、圖9所示。

3.4 海拔對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性的影響

有效燃油消耗率是衡量發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性能的重要指標(biāo)。根據(jù)相關(guān)研究[6]，有效燃油消耗率與機(jī)械效率和指示熱效率有關(guān)，可表示為：

be=[3.6×106ηitηmHu] （1）

式中：be為有效燃油消耗率， ηm為機(jī)械效率，ηit為指示熱效率，Hu為所用燃油的低熱值。

本文中各海拔進(jìn)、排氣相對(duì)壓力控制一致，對(duì)環(huán)境及發(fā)動(dòng)機(jī)水溫進(jìn)行恒溫控制，各點(diǎn)功率相同的情況下，海拔變化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)械效率ηm的影響較小。有效燃油消耗率be主要由指示熱效率ηit決定，對(duì)于同一發(fā)動(dòng)機(jī)，ηit的取值與不同海拔下進(jìn)氣量及標(biāo)定控制策略緊密相關(guān)。

非道路國(guó)四標(biāo)準(zhǔn)對(duì)海拔1 700 m以下區(qū)域運(yùn)行的機(jī)械有在用符合性排放控制要求，本文所用發(fā)動(dòng)機(jī)在該區(qū)域范圍內(nèi)排放控制要求相比高海拔區(qū)域更加嚴(yán)格。此區(qū)域相關(guān)轉(zhuǎn)速下的EGR率更高，過(guò)量空氣系數(shù)更小，軌壓及噴油提前角均較小，導(dǎo)致指示熱效率ηit相對(duì)較低，燃油消耗率be高于高海拔區(qū)域，如圖10、圖11所示。

在海拔3 000 m以上區(qū)域，排放控制策略基本一致，柴油機(jī)的燃燒效率與進(jìn)氣量相關(guān)，隨著海拔升高，燃油消耗率與進(jìn)氣量變化趨勢(shì)基本一致，海拔每上升1 000 m，燃油消耗率約提高1%～2%，如圖12所示。

3.5 海拔對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放的影響

隨著海拔升高，發(fā)動(dòng)機(jī)NOx排放量整體呈現(xiàn)先增高后減小的趨勢(shì)，在海拔3 000 m時(shí)NOx排放量達(dá)到峰值，如圖13、圖14所示。這與發(fā)動(dòng)機(jī)在海拔2 000 m上、下排放控制策略不一致有關(guān)。海拔2 000 m以下區(qū)域，進(jìn)氣量閉環(huán)控制，隨著海拔升高，為保證新鮮進(jìn)氣量一致，EGR閥開(kāi)度減小，EGR率降低，導(dǎo)致NOx排放量升高；海拔2 000 m以上區(qū)域，EGR閥基本關(guān)閉，但海拔越高，進(jìn)氣量越小，氧氣含量越低，導(dǎo)致NOx排放量下降。隨海拔升高，在萬(wàn)有特性圖上，NOx排放峰值區(qū)域向高轉(zhuǎn)速偏移，如圖15所示，可以看出發(fā)動(dòng)機(jī)高效燃燒區(qū)隨海拔升高向高轉(zhuǎn)速區(qū)偏移的趨勢(shì)，這與高海拔地區(qū)低轉(zhuǎn)速區(qū)進(jìn)氣量下降過(guò)快、過(guò)量空氣系數(shù)向高速區(qū)偏移有關(guān)，如圖16所示。

穩(wěn)態(tài)工況煙度采用濾紙式煙度計(jì)測(cè)量，煙度大小與空燃比、EGR率密切相關(guān)，同海拔下外特性煙度呈現(xiàn)“中間低、兩邊高”的形態(tài)，如圖17所示。隨海拔升高，低轉(zhuǎn)速進(jìn)氣量減小，煙度增大，中高轉(zhuǎn)速區(qū)域由于EGR閥的逐漸關(guān)閉和“減油”措施，空燃比增大，煙度降低。部分負(fù)荷由于空燃比較大，整體煙度較小，且隨著海拔升高略有降低的趨勢(shì)，如圖18所示。

4 EGR技術(shù)對(duì)柴油機(jī)高原性能的影響

EGR技術(shù)能夠有效降低NOx排放量，是目前內(nèi)燃機(jī)行業(yè)NOx排放控制的主要技術(shù)手段之一，該技術(shù)通過(guò)內(nèi)置或者外置EGR管路將排氣中高濃度的CO2再次引入氣缸，提高缸內(nèi)混合氣比熱容，降低燃燒最高溫度，同時(shí)降低混合氣氧濃度，由此抑制NOx的產(chǎn)生。但該技術(shù)會(huì)減小發(fā)動(dòng)機(jī)的新鮮進(jìn)氣量，尤其是在高海拔地區(qū)，空氣密度的降低會(huì)導(dǎo)致進(jìn)氣量進(jìn)一步減小，對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)高原動(dòng)力性、排煙等產(chǎn)生負(fù)面影響。本文通過(guò)試驗(yàn)進(jìn)一步探究EGR技術(shù)在高原地區(qū)對(duì)柴油機(jī)性能是否有其他積極影響。

4.1 EGR對(duì)高海拔條件下柴油機(jī)動(dòng)力性及油耗的影響

EGR路線(xiàn)柴油機(jī)為了保證在排放控制區(qū)均能實(shí)現(xiàn)廢氣再循環(huán)，通常匹配小蝸殼增壓器，以滿(mǎn)足中低速EGR閥前與閥后的合理壓差需求，但這會(huì)導(dǎo)致高速大負(fù)荷區(qū)域出現(xiàn)排氣堵塞現(xiàn)象，排氣背壓高，泵氣損失大，燃油經(jīng)濟(jì)性下降。開(kāi)啟EGR可以降低渦前壓力，減小發(fā)動(dòng)機(jī)泵氣損失，在空燃比合適的范圍內(nèi)，發(fā)動(dòng)機(jī)燃油經(jīng)濟(jì)性和動(dòng)力性均有所提高。該特性在高海拔條件下對(duì)柴油機(jī)依然有效果。圖19、圖20所示為該款發(fā)動(dòng)機(jī)在模擬海拔4 000 m條件下某一高速工況的EGR特性圖。在發(fā)動(dòng)機(jī)單次噴射量固定的前提下，隨EGR閥開(kāi)度的增大，渦前壓力和空燃比逐漸減小，扭矩表現(xiàn)出“先增后減”的趨勢(shì)，對(duì)應(yīng)最佳比油耗也出現(xiàn)在中間的某一EGR閥開(kāi)度上。試驗(yàn)表明，對(duì)于高海拔柴油機(jī)，在其高速段適當(dāng)開(kāi)啟EGR對(duì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性有積極作用。

4.2 EGR對(duì)高海條件下拔柴油機(jī)增壓器轉(zhuǎn)速的影響

隨著海拔升高，增壓器轉(zhuǎn)速升高，過(guò)高的增壓器轉(zhuǎn)速會(huì)導(dǎo)致增壓器葉片異常磨損、斷軸等質(zhì)量問(wèn)題，所以柴油機(jī)高原標(biāo)定中增壓器轉(zhuǎn)速保護(hù)標(biāo)定極為重要，通常會(huì)通過(guò)減小噴油量來(lái)降低渦前廢氣能量，從而達(dá)到降低增壓器轉(zhuǎn)速的目的，但會(huì)減小發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率。采用EGR技術(shù)可以使一部分廢氣不通過(guò)渦輪做功而直接進(jìn)入發(fā)動(dòng)機(jī)，在保證一定空燃比的條件下，增壓器轉(zhuǎn)速和發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率均可得到保證。

圖21所示為該款發(fā)動(dòng)機(jī)在模擬海拔4 000 m條件下某一高速工況不同EGR閥開(kāi)度對(duì)增壓器轉(zhuǎn)速、增壓壓力的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，EGR閥開(kāi)啟后增壓器轉(zhuǎn)速可大幅度降低，EGR閥開(kāi)度每增加10%，增壓器轉(zhuǎn)速下降約4 000 r/min，雖然增壓壓力也隨之降低，進(jìn)氣量略有減小，但輸出扭矩和煙度并未明顯惡化，如圖22所示。

5 非道路國(guó)四EGR路線(xiàn)柴油機(jī)高原性能提升方法研究

從上述采用非道路國(guó)四EGR技術(shù)的柴油機(jī)高原特性分析結(jié)果可以看出，隨著海拔升高，發(fā)動(dòng)機(jī)在高、低速區(qū)域的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性明顯惡化，科研人員對(duì)如何改善高原發(fā)動(dòng)機(jī)性能開(kāi)展了大量研究。朱振夏等人認(rèn)為增壓中冷柴油機(jī)具有顯著的高原功率補(bǔ)償能力，并對(duì)增壓系統(tǒng)進(jìn)一步的改進(jìn)方案進(jìn)行了分類(lèi)[7]；李曉然等人從發(fā)動(dòng)機(jī)本體改造、富氧燃燒以及燃料改變等3個(gè)方面提出了改善柴油機(jī)高原性能的措施[8]；韓愷等人對(duì)可調(diào)復(fù)合增壓方案進(jìn)行了仿真研究，結(jié)果表明，該方案可明顯改善柴油機(jī)低速特性并抑制喘振傾向[9]。以上研究從不同角度提出了改善柴油機(jī)高原性能的方案，但均需對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)硬件進(jìn)行升級(jí)改造，增加發(fā)動(dòng)機(jī)開(kāi)發(fā)和制造成本，本文結(jié)合對(duì)非道路國(guó)四EGR路線(xiàn)柴油機(jī)高原特性的研究，從工程應(yīng)用角度提出高原性能的提升方法。

5.1 發(fā)動(dòng)機(jī)高原細(xì)化標(biāo)定

利用環(huán)境壓力傳感器識(shí)別整車(chē)海拔高度并以此對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)控制進(jìn)行精細(xì)化修正，在滿(mǎn)足排放法規(guī)的前提下盡可能提升發(fā)動(dòng)機(jī)高原性能。

在高海拔地區(qū)，隨著進(jìn)氣量減小，柴油機(jī)壓縮沖程終點(diǎn)缸內(nèi)溫度降低，滯燃期變長(zhǎng)，燃燒重心后移，經(jīng)濟(jì)性變差，提高燃油噴射壓力和延后噴油時(shí)刻可以縮短滯燃期，提高燃油經(jīng)濟(jì)性，但也會(huì)減小增壓器轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣量。在平原地區(qū)，這種程度的進(jìn)氣量變化對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能影響較小，但在高海拔地區(qū)對(duì)缸內(nèi)燃燒影響明顯，這導(dǎo)致高原環(huán)境下燃油噴射壓力及噴油時(shí)刻的標(biāo)定所需要考慮的因素更加復(fù)雜。在不同海拔條件下對(duì)燃油噴射壓力及噴油時(shí)刻進(jìn)行優(yōu)化標(biāo)定，確定最佳噴射壓力和噴油時(shí)刻，對(duì)提高發(fā)動(dòng)機(jī)高原性能有積極效果。

本文所用柴油機(jī)在海拔4 000 m某一工況下的燃油噴射壓力特性如圖23、圖24所示，噴射壓力每提高10 MPa，增壓器轉(zhuǎn)速下降約700 r/min，進(jìn)氣量也隨之降低，燃油消耗量呈上升趨勢(shì)，煙度總體較小，最佳噴射壓力在150 MPa附近。噴油時(shí)刻特性如圖25、圖26所示，隨噴油時(shí)刻提前，增壓器轉(zhuǎn)速也呈下降趨勢(shì)，且降低幅度逐漸減小，進(jìn)氣量略有降低，但受?chē)娪蜁r(shí)刻提前的影響，燃燒并未明顯惡化，在噴油時(shí)刻12°～13°曲軸轉(zhuǎn)角（Crank Angle，CA）下的比油耗基本持平。

5.2 高原EGR技術(shù)的擴(kuò)展應(yīng)用

為了解決發(fā)動(dòng)機(jī)在高海拔地區(qū)的增壓器超速問(wèn)題，行業(yè)內(nèi)常規(guī)的標(biāo)定方法是通過(guò)減小超速區(qū)域供油量來(lái)降低增壓器轉(zhuǎn)速，但會(huì)導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)輸出功率下降。依據(jù)前文分析，EGR技術(shù)對(duì)柴油機(jī)性能的影響不僅體現(xiàn)在對(duì)NOx排放量的控制上，而且在高海拔地區(qū)也可以作為一種增壓器機(jī)械放氣閥的補(bǔ)充控制措施，對(duì)增壓器廢氣能量進(jìn)行一定的調(diào)節(jié)，可有效避免因增壓器超速保護(hù)而導(dǎo)致的功率損失。圖27所示為本文所用柴油機(jī)在海拔4 000 m條件下，分別采用常規(guī)的增壓器保護(hù)標(biāo)定方法和采用高原EGR技術(shù)的增壓器保護(hù)標(biāo)定方法獲得的外特性輸出功率對(duì)比結(jié)果，由試驗(yàn)結(jié)果可以看出，采用高原EGR技術(shù)可以明顯提升高轉(zhuǎn)速區(qū)域的輸出功率。

高原EGR技術(shù)應(yīng)用在采用傳統(tǒng)廢氣渦輪增壓器的發(fā)動(dòng)機(jī)上，可以在不改變發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)和成本的基礎(chǔ)上，簡(jiǎn)便有效地緩解增壓器超速問(wèn)題。

6 結(jié)束語(yǔ)

本文對(duì)一款采用EGR技術(shù)的非道路國(guó)四柴油機(jī)進(jìn)行高原進(jìn)氣特性、增壓器性能、動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性以及排放特性研究，著重研究了EGR技術(shù)在高海拔地區(qū)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的影響和作用，并從產(chǎn)品工程應(yīng)用角度提出了提升非道路國(guó)四發(fā)動(dòng)機(jī)高原性能的標(biāo)定思路和方法，以期為此類(lèi)產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)提供借鑒。

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（責(zé)任編輯 王 一）

修改稿收到日期為2024年11月1日。