單缸風(fēng)冷直噴式柴油機(jī)燃燒過程與排放性能分析.pdf

1、單缸風(fēng)冷柴油機(jī)在我國應(yīng)用廣泛，是各種農(nóng)業(yè)機(jī)械、小型工程機(jī)械等非道路機(jī)械的主要配套動(dòng)力。我國是單缸柴油機(jī)生產(chǎn)大國，卻不是制造強(qiáng)國。隨著環(huán)境保護(hù)法規(guī)的不斷加嚴(yán)以及全球燃料能源的日益減少，研發(fā)滿足節(jié)能環(huán)保要求的單缸柴油機(jī)產(chǎn)品已成為擺在行業(yè)面前十分緊迫的任務(wù)。因此結(jié)合我國單缸柴油機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀，開展高性能低排放單缸非道路柴油機(jī)的研究工作具有重要的實(shí)用價(jià)值，同時(shí)對(duì)縮短我國與國外同行存在的技術(shù)差距、產(chǎn)生擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的機(jī)型意義重大。
　　本課

2、題是在與企業(yè)合作開發(fā)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的單缸風(fēng)冷直噴式柴油機(jī)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的，以LC186F柴油機(jī)為研究樣機(jī)，結(jié)合試驗(yàn)和模擬計(jì)算，從機(jī)內(nèi)凈化的角度出發(fā)，研究分析單缸柴油機(jī)節(jié)能減排的方法。首先對(duì)原機(jī)的進(jìn)排氣系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，通過對(duì)氣道試驗(yàn)和配氣機(jī)構(gòu)參數(shù)的分析，找出配氣機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理。結(jié)合AVL boost對(duì)原機(jī)配氣凸輪升程和配氣相位進(jìn)行優(yōu)化，經(jīng)試驗(yàn)驗(yàn)證柴油機(jī)標(biāo)定點(diǎn)充量系數(shù)提高了11.4％。其次針對(duì)噴油系統(tǒng)，通過修正油泵凸輪工作段相對(duì)位置和噴油器噴

3、孔的流量匹配來達(dá)到提高供油速率和噴油壓力的日的，優(yōu)化后標(biāo)定工況的最高噴油壓力達(dá)到了38.2MPa，較原機(jī)增大了17.5％。最后結(jié)合AVL fire對(duì)燃燒系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化，燃燒室容積比從70.0％增大到74.7％，合理布置油線空間位置，實(shí)現(xiàn)燃油在燃燒室的均布混合與高效快速燃燒，形成了單缸風(fēng)冷柴油機(jī)性能優(yōu)化的技術(shù)方案。
　　對(duì)柴油機(jī)優(yōu)化后方案進(jìn)行專項(xiàng)匹配試驗(yàn)研究，最終柴油機(jī)性能得到提高?？己斯r最大煙度為3.0BSU，標(biāo)定點(diǎn)最低比油耗26

4、2.2g/(kW·h);用移動(dòng)用途測(cè)試循環(huán)（8工況）對(duì)整機(jī)進(jìn)行排放試驗(yàn)，排放污染物CO、HC+NOx、PM的比排放值分別為3.95、8.12、0.54g/(kWh)，優(yōu)于國標(biāo)國Ⅱ的排放限值;采用氧化催化劑方案，按固定用途測(cè)試循環(huán)（5工況）對(duì)整機(jī)進(jìn)行排放試驗(yàn)，CO、HC+NOx、PM的比排放值分別為0.42、6.17、0.32 g/(kWh)，已滿足美國EPA Tier4的排放法規(guī)。對(duì)柴油機(jī)示功圖進(jìn)行分析，給出單缸風(fēng)冷單缸柴油機(jī)的燃燒優(yōu)化