随着海拔的升高，空气密度的减少，导致吸入柴油机气缸内的空气量减少。一般来讲，
在任何海拔下柴油机的燃烧过程均取决于合适的过量空气系数。增压柴油机采用

EGR 之后，

将大大影响过量空气系数，必然带来其经济性和烟度排放性的变化。图

4 和图 5 表示的是不

同大气压下，增压柴油机进行

EGR 之后，其比油耗和烟度的变化规律。总体上来说，增压

柴油机的烟度和有效燃油消耗率在例如

80kPa 下，10%EGR 率的比油耗比 2%EGR 率下的

比油耗减少了

1.5%，在 100kPa 则减少了 2.2%。随着负荷的加大，这种规律开始慢慢减弱，

尤其是在模拟大气压为

80kPa 下，变化的比较快，在 120N·m 时，三种 EGR 率下的比油耗

几乎没有区别；在

100kPa 下，则要延迟到 150N·m 才出现这种情况。这是因为在高的大气压

下，柴油机的过量空气系数要大一些，而引入的废气量是相同的，所以产生上述变化的工
况会有所延迟。当负荷进一步的加大，

EGR 率的增加会使比油耗开始增大，尤其是在全负

荷工况，模拟大气压为

80kPa 下，大 EGR 率的比油耗会比小 EGR 率的比油耗上升 6.5%，

在模拟大气压为

100kPa 下，比油耗也会上升 5.5%。负荷的增加会使发动机的过量空气系数

减少，进行

EGR 后，过量空气系数进一步减少，尤其是当 EGR 率过高时，再循环废气的

燃烧惰性、高温以及缸内氧浓度的下降，都会使燃烧恶化。
　　烟度问题是应用

EGR 系统的一个主要的难点。随着负荷的增加，烟度的大小都随 EGR

率的增大而增大。这种增大的幅度在不同大气压下不一样。在负荷最低的工况下（例如工况
点为

2200r/min、85N·m 时），模拟大气压为 100kPa 下的过量空气系数比 80kPa 大气压时增

大了近一半，所以在引入相同废气量的同时，缸内氧浓度的减少量要小，所以烟度的变化
不明显。但在模拟大气压为

80kPa 下，10%EGR 率下的烟度要比 2%EGR 率下的烟度增加了

22%，这说明了柴油机的微粒排放增加。高原地区由于大气压的降低，进气密度的减少，即
便是小负荷区域，过量空气系数也会有较大的减少，因此在这种工况下为防止出现微粒排
放过大增加，加入再循环气体量要相应的比平原地区运行的柴油机要小一些。
　　表

1 试验数据 Tab.1 Test Date

　　转速

 r·min-1 扭矩 N·m 大气压力 kPa EGR 率 % 烟度 Rb

　　

3200 60 80 10 2.4

　　

3200 60 100 10 2.1

　　

2200 60 80 10 1.1

　　

2200 60 100 10 1.0

　　为了更加深入地说明此问题，表

1 列举了不同大气压下柴油机在标定转速以及输出最

大转矩转速的低负荷工况的烟度排放对比。从表中可以看出，增压柴油机转速

2200r/min 时，

随着大气压的减少，烟度值上升了

10%，当转速上升到 3200r/min 时，烟度值上升了 14%。

负荷增加，过量空气系数随之减少，当引入废气后，促使了缸内温度增加的趋势和氧浓度
减少的趋势的增加，因此加大了烟度排放。这种趋势在

80kPa 下较明显，例如在 2200r/min

的全负荷点下，

10%EGR 率下的烟度比 2%EGR 率的烟度增加 18%，这比 100kPa 下的 15%

增加了

3%。图 5、图 6 表示的是不同大气压下，增压柴油机外特性处不同 EGR 率与原机烟度

排放的比较。从图中可以明显地观测到，烟度随

EGR 率的升高而增大，并且这种趋势随转

速的升高而加剧。在

2800r/min 以后，加入废气再循环后，会对烟度有十分明显的增加作用，

到

2800r/min 处最明显。这是由于 EGR 的作用使缸内扩散燃烧持续期变长，同时也减少了进

气中的氧浓度，从而促使微粒排放加重，反映到烟度上则是使烟度排放值升高。
　　

4、对 EGR 技术的展望

　　（

1）对 EGR 的作用机理的深入研究是必要的，其中包括 EGR 中各种化学成分以及各

种物性参数对工作的影响。在试验室模拟

 EGR 的作用机理是不失为一种较好的研究手段。

　　（

2）由于大量使用 EGR 可能引起内燃机性能的不稳定，这样处于最优控制状态下实

际使用的最大

EGR 率就要小，EGR 的作用得不到最充分的发挥。充分的 EGR 控制需要实际