非道路用歐Ⅱ排放單缸柴油機(jī)研究.pdf

1、目前，在我國有關(guān)汽車方面的能源消耗和有害排放逐年增加，導(dǎo)致了我國石油能源緊張，并對環(huán)境造成了極大的危害。單缸柴油機(jī)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中得到了廣泛的應(yīng)用，但是隨著對環(huán)保的日益重視，單缸內(nèi)燃機(jī)產(chǎn)品要想得到健康持續(xù)發(fā)展，也必須將降低排氣污染物的研究作為重中之重。
　　 本文主要介紹單缸柴油機(jī)達(dá)到歐Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)所進(jìn)行的一系列結(jié)構(gòu)和參數(shù)的研究、改進(jìn)和試驗(yàn)工作。本次研究以大功率機(jī)型ZS1115為研究對象，通過燃燒系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)、噴油系統(tǒng)等的研究改進(jìn)

2、，開發(fā)新一代達(dá)到歐Ⅱ排放限值的ZS1115H環(huán)保機(jī)型。在此基礎(chǔ)上根據(jù)本次研究的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)逐步對其它機(jī)型進(jìn)行研究改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)ZS系列機(jī)型的升級換代。
　　 通過對氣缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)的分析，確定燃燒室型式為厚口邊、大凸臺縮口ω型，并相應(yīng)適當(dāng)降低進(jìn)氣渦流比，加大活塞的壓縮渦流、擠流和逆擠流等作用，使混合氣的形成和燃燒較為完善；同時(shí)調(diào)整活塞和氣缸的配缸間隙，調(diào)整活塞環(huán)的尺寸和形狀，減少機(jī)油消耗率，降低CH和顆粒排放量。進(jìn)氣道采用螺旋氣道，并根據(jù)

3、燃燒室形狀適當(dāng)降低進(jìn)氣渦流，提高流量系數(shù)，使油氣混合更均勻，同時(shí)降低了燃燒速度，使最高燃燒溫度下降，減少NOx的排放量。通過對影響燃油噴射系統(tǒng)的因素進(jìn)行優(yōu)化，采用低慣量小壓力室“P”型噴油器代替“S”系列噴油器，噴油泵由DP泵代替AD泵，提高了噴油壓力和噴油速率；降低初始噴油率，降低預(yù)混合燃燒溫度，從而降低NOx的排放量。在擴(kuò)散燃燒期，加大燃油噴射率，確保有足夠的燃油噴入燃燒室，實(shí)現(xiàn)快速燃燒，以降低碳煙和顆粒的排放量；調(diào)整噴油提前角，在

4、保證經(jīng)濟(jì)性的前提下，盡量減小噴油提前角，縮短滯燃期，降低擴(kuò)散燃燒期氣缸內(nèi)壓力、溫度上升速度，達(dá)到減少污染物生成量，降低噪聲，實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)節(jié)能環(huán)保的目的。試驗(yàn)結(jié)果表明：通過對燃油系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)等進(jìn)行全新的設(shè)計(jì)研究，采取提高噴油壓力、適當(dāng)減小供油提前角、采取合適渦流比并增大燃燒室擠流作用、采用新斷面形狀活塞環(huán)增加燃燒室密封性等一系列機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)，優(yōu)化柴油機(jī)工作過程，有效的降低了燃油消耗和機(jī)油消耗，使缸內(nèi)燃燒更加合理、充分，使CH、

5、NOx和碳煙生成得到有效的控制，在保證整機(jī)性能比現(xiàn)有水平略有提升的前提下，減少廢氣污染物的排放。改進(jìn)活塞組件、供油系統(tǒng)，使進(jìn)氣道、噴油規(guī)律、燃燒系統(tǒng)達(dá)到最佳匹配等一系列措施，不但使柴油機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性有了較大的提高，而且新機(jī)型除顆粒外，其它污染物順利達(dá)到了歐Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)，并且有較大的寬裕度，能夠保證該機(jī)型批量生產(chǎn)時(shí)生產(chǎn)一致性能夠達(dá)到歐Ⅱ排放標(biāo)準(zhǔn)要求。
　　 ZS1115H型柴油機(jī)的研制成功，拉開了單缸柴油機(jī)改進(jìn)提高的序幕，為單缸