基于EGR的國Ⅳ柴油機(jī)燃燒系統(tǒng)性能優(yōu)化試驗(yàn)研究.pdf

1、2015年1月1日我國國Ⅳ排放標(biāo)準(zhǔn)全面實(shí)施，國Ⅴ階段排放標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施即將提上議程。為了滿足今后更為苛刻的國Ⅴ排放法規(guī)，本文就進(jìn)氣增壓系統(tǒng)、燃燒室結(jié)構(gòu)以及噴油策略等因素對燃燒系統(tǒng)的影響進(jìn)行優(yōu)化試驗(yàn)研究。
　　試驗(yàn)在一臺無后處理就可達(dá)到ESC穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)國Ⅳ排放的兩級增壓、高壓共軌、EGR重型柴油機(jī)上進(jìn)行。進(jìn)氣增壓系統(tǒng)的優(yōu)化表明，在大多數(shù)工況點(diǎn)，尤其是中低速大負(fù)荷時(shí)，高壓級渦輪機(jī)流通面積減小的2TCc方案提高了渦輪膨脹比，改善了渦輪前的廢氣

2、利用率和缸內(nèi)空燃比;在此基礎(chǔ)上進(jìn)行了低壓級壓氣機(jī)優(yōu)化匹配試驗(yàn)，相比其它增壓方案，低壓級壓氣機(jī)流通面積減小的2TC2增壓器與柴油機(jī)的聯(lián)合運(yùn)行點(diǎn)向著壓比和相似流量增大的方向移動，有效改善了氮氧化物(NOx)與燃油消耗率(BSFC)以及NOx與Soot的trade-off關(guān)系。
　　在進(jìn)氣增壓系統(tǒng)優(yōu)化匹配的基礎(chǔ)上，優(yōu)化設(shè)計(jì)燃燒室縮口直徑、凹坑深度等結(jié)構(gòu)參數(shù)的試驗(yàn)結(jié)果表明，在中高負(fù)荷，相對于原機(jī)燃燒室SF1，縮口下移1mm的燃燒室SF4能

3、增強(qiáng)缸內(nèi)氣流運(yùn)動，提高了油氣的混合均勻性和混合速率，有效促進(jìn)擴(kuò)散燃燒速率，實(shí)現(xiàn)了同時(shí)改善NOx-soot和NOx-BSFC的trade-off關(guān)系并維持缸內(nèi)最大燃燒壓力至合理水平。
　　在進(jìn)氣增壓系統(tǒng)和燃燒室結(jié)構(gòu)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了噴油策略試驗(yàn)研究。結(jié)果表明:隨著主噴時(shí)刻的推遲，燃燒相位推遲，soot比排放降低，但燃油經(jīng)濟(jì)性變差，并且主噴時(shí)刻過多推遲會使soot比排放升高。在高轉(zhuǎn)速工況，提高噴油壓力能同時(shí)改善油耗和排放;而在低轉(zhuǎn)速

4、大負(fù)荷，呈現(xiàn)出與高轉(zhuǎn)速工況相反的變化趨勢，soot和BSFC隨著噴油壓力提高同時(shí)上升。采用后噴技術(shù)后，主后噴間隔過小或過大都會導(dǎo)致排放和燃油經(jīng)濟(jì)性同時(shí)惡化。只有在適當(dāng)?shù)闹骱髧婇g隔下才能避開主噴燃燒中形成的缺氧區(qū)和活塞開始快速下行的低溫階段，達(dá)到同時(shí)改善燃油經(jīng)濟(jì)性和排放的效果。在高轉(zhuǎn)速工況，采用高噴油壓力結(jié)合適當(dāng)?shù)闹骱髧婇g隔能明顯降低碳煙排放。
　　本文對進(jìn)氣增壓系統(tǒng)、燃燒室結(jié)構(gòu)以及噴油參數(shù)等燃燒系統(tǒng)優(yōu)化的ESC測試循環(huán)試驗(yàn)結(jié)果表明