圖5 文丘里管內速度場分布
4.2 文丘里管壓力場分析 
圖6 文丘里管內靜壓力變化
喉口面積決定了文丘里管的引射能力，在文丘里管收縮噴嘴入口面積不變的條件下，喉口面積越小，其引射能力越強。但如果喉口面積太小，會發生壅塞現象。通過計算發現，設計的文丘里管擴壓段對中低EGR率混合氣的壓力恢復效果良好。但EGR率的增加意味著更多的EGR廢氣從引射口引入文丘里管，壅塞效果導致的壓力損失也越大，圖6是文丘里管內靜壓力變化，隨著EGR率的增大，文丘里管擴壓段的壓力恢復情況越差。在ηEGR＝0.15時，文丘里管進出口的壓力差在20kpa左右。當ηEGR＝0.3時，文丘里管進出口的壓力差在30kpa左右，相比之下壓力損失增加大約10kpa。因此為了滿足柴油機實現大EGR率，文丘里管混合段的喉口直徑應適當增加，若將原文丘里管混合段出口直徑增加4mm，在ηEGR＝0.15時，文丘里管進出口的壓力差在12.5kpa左右，在ηEGR＝0.3時，文丘里管進出口的壓力差在23kpa左右。
4.3 不同EGR率條件下再循環廢氣與空氣混合情況及濃度分布 
(b) 文丘里管XY軸截面混合情況
圖7 EGR廢氣在文丘里管內與空氣的混合情況
不同EGR率引射量直接影響了EGR廢氣與空氣的混合程度，同時對文丘里管內的壓力、氣體粘度等參數也有較大影響。圖7是EGR廢氣在文丘里管內與空氣的混合情況分布，云圖中深藍色區域表明空氣濃度較高，紅色區域表明EGR廢氣濃度較高，從圖中可以發現EGR廢氣與空氣的初始混合只在混合段的邊界層附近區域。EGR率越大，EGR廢氣引射量也就越大，將導致與空氣的混合歷程增加，混合區域和歷程越大，則需要在文丘里管擴張段更遠的地方才能與空氣混合均勻。因此，為了滿足更大EGR率的需要，同時也縮短EGR廢氣與空氣的混合時間，文丘里管EGR引射口數量或引射口直徑可以適當增加，并且可以將混合段前排EGR引射口與后排引射口交措分布，以提高EGR廢氣與空氣的混合均勻度，有利于EGR廢氣在進氣系統中均勻混合，促進柴油機各缸EGR率均勻一致。圖8是EGR廢氣在文丘里管內的質量濃度分布，從圖中也可以發現ηEGR＝0.3時的EGR廢氣與空氣在文丘里管內的混合距離要比ηEGR＝0.15時的距離要大。因此也可以認為在設計文丘里管擴壓段時，為了滿足大EGR率要求，可以適當增加擴壓段的長度。 
圖8 EGR廢氣在文丘里管內的質量濃度分布
4 結論
1)EGR率對文丘里管壓縮段前的初始壓力恢復效果有較大影響，EGR廢氣引射量越大，壓力恢復效果就越差。為了滿足大EGR率的要求，在保持擴壓段長度不變的條件下，文丘里管擴壓角可以適當減小，即增大混合段喉口出口處直徑，另外EGR引射口直徑可以適當增大，引射口的數量也可適當增加。
2)通過數值計算還驗證了引射式EGR系統文丘里管能夠克服增壓柴油機部分工況下由于增壓導致的進氣管壓力高于排氣管壓力而產生EGR廢氣難以引入進氣管的難點, 可以實現廢氣再循環。(end)
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