【摘要】：與大、中功率柴油機(jī)相比,中國(guó)非道路柴油機(jī)現(xiàn)行排放標(biāo)準(zhǔn)對(duì)19 kW以下柴油機(jī)要求相對(duì)嚴(yán)苛。單缸柴油機(jī)由于受結(jié)構(gòu)等限制,目前僅有少部分機(jī)型通過(guò)環(huán)保部門(mén)的非道路國(guó)三排放型式核準(zhǔn)。因此開(kāi)展新一代單缸柴油機(jī)的研發(fā)、及其燃燒機(jī)理和低排放研究具有重要的學(xué)術(shù)意義和工程價(jià)值。研究工作以某企業(yè)生產(chǎn)的192F柴油機(jī)為對(duì)象,開(kāi)展單缸柴油機(jī)用電控高壓共軌噴油系統(tǒng)對(duì)整機(jī)性能、排放優(yōu)化的研究。分析了電控高壓共軌噴油和機(jī)械泵噴油的噴油壓力等參數(shù)的差異,對(duì)柴油機(jī)燃燒系統(tǒng)進(jìn)行了重新設(shè)計(jì)。由于共軌噴油的噴油壓力較機(jī)械泵噴油的高,為減少燃油在燃燒室的著壁量、改善燃燒,與機(jī)械泵噴油的柴油機(jī)相比,適當(dāng)增大共軌噴油柴油機(jī)的燃燒室喉口直徑和壓縮比,同時(shí)增多噴油嘴噴孔數(shù),改進(jìn)氣道減小進(jìn)氣渦流比并增大進(jìn)排氣道的流通系數(shù),形成192F共軌柴油機(jī)的燃燒系統(tǒng)。對(duì)樣機(jī)噴油量、軌壓和噴油正時(shí)等噴油系統(tǒng)標(biāo)定參數(shù)MAP圖計(jì)算設(shè)置,試驗(yàn)研究噴油參數(shù)的MAP變化對(duì)樣機(jī)各工況排放的影響,并通過(guò)高壓油管壓力和氣缸壓力的測(cè)量,進(jìn)行燃燒過(guò)程分析。得出在大負(fù)荷工況,提高軌壓能提高預(yù)混合燃燒質(zhì)量、減少后燃,在推遲噴油控制NO_X排放的條件下能降低煙度、減少顆粒排放;在中小負(fù)荷提高軌壓能改善霧化和燃燒質(zhì)量,降低HC和CO排放;但受限于燃油噴霧特性與燃燒室匹配和NO_X排放,對(duì)每一個(gè)工況軌壓值大小有一個(gè)最佳值,如標(biāo)定工況軌壓、噴油提前角和預(yù)噴量分別為110 MPa、2℃A BTDC和1.0 mg/str.;在同一轉(zhuǎn)速中小負(fù)荷工況,噴油提前角適當(dāng)提前可提高缸內(nèi)燃燒溫度,縮短燃燒持續(xù)期,有效降低柴油機(jī)的HC和CO排放;不同轉(zhuǎn)速工況,轉(zhuǎn)速降低應(yīng)適當(dāng)減小軌壓和推遲噴油來(lái)優(yōu)化燃燒降低排放;采用預(yù)噴+主噴的方案能減少燃燒的滯燃期,降低缸內(nèi)最高平均燃燒溫度來(lái)優(yōu)化整機(jī)排放。192F共軌柴油機(jī)通過(guò)燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)和噴油參數(shù)的面工況標(biāo)定優(yōu)化,按移動(dòng)用途的穩(wěn)態(tài)試驗(yàn)循環(huán)(八工況)進(jìn)行性能和排放測(cè)量,CO、HC+NO_X和PM初次比排放結(jié)果分別為3.66、5.72和0.35 g/(kW·h),與非道路國(guó)三標(biāo)準(zhǔn)限值相比有40%以上的劣化余量,柴油機(jī)經(jīng)劣化試驗(yàn)滿足非道路柴油機(jī)排放標(biāo)準(zhǔn)的要求;生產(chǎn)企業(yè)的樣機(jī)已通過(guò)非道路柴油機(jī)第三階段國(guó)家環(huán)保型式核準(zhǔn)。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TK421.5
【圖文】：

油系統(tǒng)結(jié)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)92F 共軌柴油機(jī)噴油系統(tǒng)架構(gòu) 2.1 為 192F 共軌柴油機(jī)噴油系統(tǒng)總體架構(gòu)示意圖。該系統(tǒng)硬件主要由低壓供油泵、共軌管、噴油器、ECU 和各種傳感器等組成。低壓供油泵作用是將燃出輸送到高壓供油泵內(nèi)，并將低壓燃油加壓至 0.3 MPa，主要使柴油機(jī)在工況的運(yùn)行過(guò)程中，高壓供油泵進(jìn)油腔內(nèi)有足夠燃油；高壓供油泵作用是將 壓成高壓燃油供給共軌管，高壓供油泵內(nèi)設(shè)有 PCV（壓力控制閥）；ECU（據(jù)傳感器測(cè)得的工況參數(shù)等信息，將所需噴油壓力信息傳輸給 PCV，通過(guò)間的開(kāi)啟和關(guān)閉控制燃油供油量，以達(dá)到控制共軌管內(nèi)的燃油壓力的目的；壓力由設(shè)置在共軌管上的壓力傳感器測(cè)出，并反饋給 ECU，形成閉環(huán)控制模

速度決定燃油的供給速度，從而也就決定了供油規(guī)律[14]，隨機(jī)型要求不同，凸輪型線設(shè)計(jì)各有變化，為產(chǎn)生高供油速率，形成高壓供油，多采用高速切線凸輪型線，在合適的持續(xù)期內(nèi)實(shí)現(xiàn)高壓噴油。192F 共軌柴油機(jī)供油方式不同于機(jī)械泵和電控單體泵噴油系統(tǒng)，其柱塞在吸油行程時(shí)，低壓燃油通過(guò)打開(kāi) PCV 進(jìn)入柱塞頂部的泵油室內(nèi)，如圖 2.2（a）；柱塞在壓油行程時(shí)當(dāng) ECU 無(wú)傳輸指令時(shí)，PCV 處于未通電狀態(tài)，閥門(mén)打開(kāi)，泵油室內(nèi)燃油被擠出，如圖 2.（b）；當(dāng) PCV 通電后，閥門(mén)關(guān)閉，經(jīng)出油閥進(jìn)入共軌管，如圖 2.2（c）。因此 192F 共軌柴油機(jī)的高壓供油泵只起提供高壓燃油到共軌管的作用，高壓供油泵轉(zhuǎn)速以固定的傳動(dòng)比與柴油機(jī)轉(zhuǎn)速相關(guān)。較機(jī)械泵和電控單體泵單缸柴油機(jī)每次噴油伴隨著一次供油的過(guò)程，192F共軌柴油機(jī)根據(jù)ECU感知當(dāng)前工況所需噴油壓力控制高壓供油泵連續(xù)供油至蓄壓腔壓力的建立與噴油過(guò)程無(wú)關(guān)，因此高壓供油泵的供油關(guān)鍵尺寸可設(shè)計(jì)得比機(jī)械泵噴油系統(tǒng)用的噴油泵小。所以較機(jī)械泵噴油 192F 柴油機(jī)，其柱塞直徑和有效供油行程分別為 8.0 mm

孔徑/mm 噴孔截面積/mm2霧化錐角/° 計(jì)設(shè)計(jì)會(huì)對(duì)柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒及排放性能等產(chǎn)生種能量，一是通過(guò)燃油的高壓噴射能量組織7]。電控高壓共軌技術(shù)使得 192F 柴油機(jī)噴油道應(yīng)重新設(shè)計(jì)。柴油機(jī)進(jìn)氣道的示意圖，導(dǎo)氣凸臺(tái)是為了產(chǎn)方案進(jìn)行不同結(jié)構(gòu)大小導(dǎo)氣凸臺(tái)進(jìn)行氣道匹 為在方案 a 基礎(chǔ)上改進(jìn)，切除部分導(dǎo)氣凸臺(tái)

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2785604