【摘要】：單缸風(fēng)冷柴油機(jī)在我國的產(chǎn)量和使用量都很大,目前正在實(shí)施的非道路國三排放標(biāo)準(zhǔn)對小功率柴油機(jī)的要求已相當(dāng)嚴(yán)格,非道路國四排放標(biāo)準(zhǔn)即將于2020年實(shí)施,因此開展單缸風(fēng)冷柴油機(jī)的低排放技術(shù)研究有重要的學(xué)術(shù)意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本文對小功率柴油機(jī)降低排放的主要技術(shù)路線進(jìn)行了分析,以195FD風(fēng)冷柴油機(jī)為研究對象,綜合考慮柴油機(jī)成本、結(jié)構(gòu)等因素,開展用電控單體泵燃油系統(tǒng)的柴油機(jī)低排放研究。根據(jù)電控單體泵的工作特性,設(shè)計(jì)了帶有勻速段的195FD柴油機(jī)供油凸輪型線,在不同的供油提前角工作時(shí),柴油機(jī)的工作區(qū)域內(nèi)的各工況有較高的供油速率。燃燒系統(tǒng)設(shè)計(jì)是通過增加噴油嘴的噴孔數(shù)、優(yōu)化噴油嘴流量,適當(dāng)增大燃燒室口徑、合理設(shè)計(jì)燃燒空間并適當(dāng)增大壓縮比,減小進(jìn)氣渦流和進(jìn)排氣阻力,并進(jìn)行協(xié)同匹配試驗(yàn)來優(yōu)化柴油機(jī)燃燒系統(tǒng)參數(shù),以提高柴油機(jī)性能和降低排放。通過分析電控單體泵燃油系統(tǒng)噴油過程,得出噴油過程的供油延遲和噴油延遲特性,在此基礎(chǔ)上設(shè)定了電控單體泵循環(huán)供油量和供油提前角參數(shù)的MAP,進(jìn)行了供油提前角和噴油泵供油凸輪工作段的匹配與標(biāo)定試驗(yàn)。通過實(shí)測油管壓力和氣缸壓力變化分析了柴油機(jī)低排放的燃燒過程變化規(guī)律,得出為降低中小負(fù)荷的HC和CO排放,供油提前角隨負(fù)荷減小應(yīng)適度增大,10%負(fù)荷較全負(fù)荷供油提前角需提前5°CA,為控制NO_X的增加,全負(fù)荷速度特性上1600 r/min到標(biāo)定轉(zhuǎn)速供油提前角需前移9°CA,以保證噴油提前角略有增大,以此來控制柴油機(jī)在不同轉(zhuǎn)速工況燃燒始點(diǎn)和燃燒過程的變化,從而優(yōu)化NO_X、HC、CO和煙度的排放。對柴油機(jī)工作區(qū)域內(nèi)按此變化規(guī)律進(jìn)行細(xì)化標(biāo)定,確定了不同轉(zhuǎn)速和負(fù)荷工況下供油提前角的最優(yōu)MAP,標(biāo)定后的整機(jī)按八工況排放試驗(yàn)循環(huán)進(jìn)行排放試驗(yàn),CO、HC+NO_X和PM初次排放結(jié)果分別為3.87、5.92和0.31 g/(kW·h),195FD柴油機(jī)已在企業(yè)進(jìn)行劣化試驗(yàn)并已通過國家環(huán)保部門的型式核準(zhǔn),是目前國內(nèi)用電控單體泵燃油系統(tǒng)唯一通過國三排放核準(zhǔn)的單缸風(fēng)冷柴油機(jī)。按照非道路柴油機(jī)國四排放標(biāo)準(zhǔn)確定了195FD柴油機(jī)的排放控制區(qū),對整機(jī)以及控制區(qū)內(nèi)工況點(diǎn)進(jìn)行排放測量,結(jié)果表明柴油機(jī)整機(jī)和控制區(qū)內(nèi)各工況的實(shí)測排放值均能夠滿足非道路國四排放標(biāo)準(zhǔn)要求的限值。研究得出了用電控單體泵燃油系統(tǒng)的單缸風(fēng)冷柴油機(jī)低排放燃燒的技術(shù)措施和排放優(yōu)化的技術(shù)方案,對國內(nèi)小功率柴油機(jī)的低排放技術(shù)發(fā)展有指導(dǎo)作用。
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TK421.5
【圖文】：

電控單體泵燃油系統(tǒng)代替機(jī)械泵燃油系統(tǒng)應(yīng)用到單缸風(fēng)冷柴油機(jī)上系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，同時(shí)對柴油機(jī)的燃燒系統(tǒng)也進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)能有很好的配合度，以提升柴油機(jī)的整體性能控單體泵燃油系統(tǒng)的組成及工作原理電控單體泵燃油系統(tǒng)的組成95FD 柴油機(jī)用電控單體泵燃油系統(tǒng)的組成如圖感器、電控單元和執(zhí)行器三大部分組成傳感器和油門位置傳感器電控單體泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成主要有低壓油路器組成。低壓油路中的燃油經(jīng)過低壓輸油泵的初步加壓進(jìn)入到電控單體泵中對燃油進(jìn)行再次加壓，入氣缸內(nèi)進(jìn)行燃燒。同時(shí)對柴油機(jī)的燃燒系統(tǒng)也進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)以提升柴油機(jī)的整體性能。2.1 所示。電控單體泵的電控執(zhí)行器三大部分組成[41]。傳感器有轉(zhuǎn)速傳感器傳感器和油門位置傳感器，電控單元為 ECU，執(zhí)行器為一個(gè)安裝在泵體上的電控單體泵系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成主要有低壓油路、低壓輸油泵、電控單體泵低壓油路中的燃油經(jīng)過低壓輸油泵的初步加壓進(jìn)入到電控單體泵中，當(dāng)電磁閥開啟時(shí)單體泵將高壓燃油泵入高壓油路電控單體泵燃油系統(tǒng)代替機(jī)械泵燃油系統(tǒng)應(yīng)用到單缸風(fēng)冷柴油機(jī)上，需要對同時(shí)對柴油機(jī)的燃燒系統(tǒng)也進(jìn)行協(xié)同優(yōu)化設(shè)計(jì)，使柴油電控單體泵的電控傳感器有轉(zhuǎn)速傳感器、溫度傳感執(zhí)行器為一個(gè)安裝在泵體上的電控單體泵、高低壓油路中的燃油經(jīng)過低壓輸油泵的初步加壓進(jìn)入到電控單體泵中當(dāng)電磁閥開啟時(shí)單體泵將高壓燃油泵入高壓油路，最

挺柱 2-彈簧座速電磁閥主體控制閥體密封圈Fig.的具體工作原理是簧的作用下位于最下方的蓋板處法產(chǎn)生高壓，指令，電磁閥中線圈上的電流迅速增大以產(chǎn)生較大的電磁預(yù)緊力迅速向上移動(dòng)關(guān)閉低壓油路持銜鐵不動(dòng)，低壓油路斷開時(shí)柱塞持續(xù)對燃油進(jìn)行壓縮噴油器噴入燃燒室線圈電流，電磁力迅速消退3-彈簧 4-柱塞體 5-電控單體泵主體 6-8-閥桿銜鐵 9-電磁閥墊板 10-電控單體泵密封12-行程限止器 13-控制閥桿 14-蓋板 15圖 2.2 電控單體泵的結(jié)構(gòu)Fig.2.2 The structure of electronic unit pump的具體工作原理是：在供油之前，電磁閥中的線圈沒有通簧的作用下位于最下方的蓋板處，此時(shí)低壓油路打開與柱，如圖 2.3（a）所示。當(dāng)電控單體泵需要供油電磁閥中線圈上的電流迅速增大以產(chǎn)生較大的電磁預(yù)緊力迅速向上移動(dòng)關(guān)閉低壓油路。當(dāng)?shù)蛪河吐逢P(guān)閉時(shí)，這樣既能保證高低壓油路斷開，又能在供油低壓油路斷開時(shí)柱塞持續(xù)對燃油進(jìn)行壓縮，油壓極速上升噴油器噴入燃燒室，如圖 2.3（b）所示。當(dāng)供油結(jié)束時(shí)電磁力迅速消退，閥桿在彈簧的作用下打開低-電磁15-出電磁閥中的線圈沒有通此時(shí)低壓油路打開與柱當(dāng)電控單體泵需要供油電磁閥中線圈上的電流迅速增大以產(chǎn)生較大的電磁當(dāng)?shù)蛪河吐逢P(guān)閉時(shí)，又能在供油油壓極速上升當(dāng)供油結(jié)束時(shí)，電閥桿在彈簧的作用下打開低

ig.2.3 The化設(shè)計(jì)與校核設(shè)計(jì)柱塞的運(yùn)行速度速度決定了最高供油速率和最大泵端壓力泵的供油凸輪升程設(shè)計(jì)為為 68°加以及上升段角度減小可以讓柱塞有更高的運(yùn)動(dòng)驗(yàn)所測的標(biāo)定工況油管壓力對比曲線值為 53.8（c）圖 2.3 電控單體泵的工作原理圖working principle diagram of electronic unit pu柱塞的運(yùn)行速度，柱塞運(yùn)動(dòng)速度的大小決定了油速度決定了最高供油速率和最大泵端壓力[44]。機(jī)泵的供油凸輪升程設(shè)計(jì)為 9 mm，并且將凸輪行°，上升段角度范圍的減小會(huì)縮短噴油持加以及上升段角度減小可以讓柱塞有更高的運(yùn)動(dòng)驗(yàn)所測的標(biāo)定工況油管壓力對比曲線，機(jī)械泵的MPa（由于噴油器的開啟壓力增加，電orking柱塞運(yùn)動(dòng)速度的大小決定了油機(jī)并且將凸輪行上升段角度范圍的減小會(huì)縮短噴油持加以及上升段角度減小可以讓柱塞有更高的運(yùn)動(dòng)機(jī)械泵的電

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 ;網(wǎng)絡(luò)互動(dòng)[J];農(nóng)機(jī)導(dǎo)購;2017年02期

2 郭海洲;呂帆;鄭穎;何雙毅;徐春龍;王杰;姜偉;吳小軍;王敏;康彥紅;;某型電控單體泵挺柱體組件潤滑結(jié)構(gòu)的改進(jìn)[J];潤滑與密封;2018年12期

3 李勇;劉聲和;劉力;;電控單體泵凸輪軸的設(shè)計(jì)及應(yīng)用[J];內(nèi)燃機(jī)與動(dòng)力裝置;2019年02期

4 袁永先;王國瑩;徐春龍;;基于電控單體泵的性能匹配試驗(yàn)研究[J];鐵道機(jī)車車輛;2011年S1期

5 于世濤;吳長水;楊林;龔元明;卓斌;;基于模型的電控單體泵怠速控制策略的開發(fā)[J];內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào);2006年02期

6 劉濤;賈利;張維彪;張春;楊國華;;電控單體泵柴油機(jī)起動(dòng)過程控制策略研究[J];儀表技術(shù);2017年04期

7 張雪冬;王連宏;王志華;張霞;王志斌;;電控單體泵凸輪軸研制工藝改進(jìn)與實(shí)現(xiàn)[J];國防制造技術(shù);2015年01期

8 劉福華;;柴油機(jī)電控單體泵控制系統(tǒng)[J];四川職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報(bào);2007年01期

9 汪衛(wèi)東;;電控單體泵 為適合我國商用車國Ⅲ技術(shù)的重要選擇之一[J];汽車與配件;2008年38期

10 賈波凱;杜兵;張鵬;;大流量電控單體泵油量均勻性影響因素的研究[J];內(nèi)燃機(jī);2019年01期

相關(guān)會(huì)議論文 前3條

1 于志偉;許曉磊;;柴油機(jī)噴油器電控單體泵泵體斷裂失效分析[A];2014海峽兩岸破壞科學(xué)與材料試驗(yàn)學(xué)術(shù)會(huì)議暨第十二屆破壞科學(xué)研討會(huì)/第十屆全國MTS材料試驗(yàn)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2014年

2 張春艷;;組合式電控單體泵結(jié)構(gòu)與性能分析[A];2010中國汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2010年

3 尹燕升;朱宏志;戈非;張貴華;;FEUP與FCR系統(tǒng)噴射特性差異試驗(yàn)研究[A];2013中國汽車工程學(xué)會(huì)年會(huì)論文集[C];2013年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前10條

1 張宏立;解放國Ⅲ產(chǎn)品創(chuàng)良性盈利模式[N];現(xiàn)代物流報(bào);2008年

2 李華武;玉柴發(fā)動(dòng)機(jī)依靠電控單體泵實(shí)現(xiàn)歐Ⅲ排放[N];中國工業(yè)報(bào);2006年

3 梅梅 吳明駿;大功率船用電控單體泵燃油系統(tǒng)EP3000原型系統(tǒng)開發(fā)成功[N];中國航空報(bào);2013年

4 本報(bào)記者 吳凡;客車發(fā)動(dòng)機(jī)：常規(guī)路線唱主角[N];機(jī)電商報(bào);2008年

5 本報(bào)記者 楊志聞;讓世界柴油車裝上南昌造電噴[N];南昌日報(bào);2012年

6 謝文宣;解放國三產(chǎn)品強(qiáng)力提升客戶贏利能力[N];中國工業(yè)報(bào);2008年

7 熊軍 萬輝明;高位跨越[N];江西日報(bào);2012年

8 劉新建;“亞新科”再傳捷報(bào)[N];衡陽日報(bào);2010年

9 本報(bào)記者 趙三明;實(shí)現(xiàn)國3的路不只一條[N];中國工業(yè)報(bào);2007年

10 解宣;電控技術(shù)是實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)更高排放的必經(jīng)之路[N];中國工業(yè)報(bào);2008年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前3條

1 姚崇;船用柴油機(jī)電控單體泵系統(tǒng)性能研究與開發(fā)[D];哈爾濱工程大學(xué);2012年

2 王蘇敬;大功率機(jī)車柴油機(jī)時(shí)間控制式燃油噴射控制系統(tǒng)研究[D];北京交通大學(xué);2011年

3 吳長水;電控單體泵系統(tǒng)及實(shí)時(shí)控制軟件研究[D];上海交通大學(xué);2009年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 董浩;用電控單體泵的單缸風(fēng)冷柴油機(jī)低排放性能研究[D];江蘇大學(xué);2019年

2 代賀飛;電控單體泵燃油系統(tǒng)閥區(qū)域動(dòng)態(tài)流動(dòng)特性研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2018年

3 歐陽斌;電控單體泵柴油機(jī)調(diào)速控制策略研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2015年

4 張建宇;基于生物柴油的電控單體泵噴射特性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2015年

5 王作群;雙閥電控單體泵燃油系統(tǒng)動(dòng)態(tài)特性研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2015年

6 未建飛;電控單體泵系統(tǒng)參數(shù)對柴油機(jī)性能影響的研究[D];江蘇大學(xué);2017年

7 彭t

本文編號：2800580