滿足低排放法規(guī)的兩氣門電控柴油機燃燒過程研究.pdf

1、隨著柴油機排放法規(guī)限值日趨嚴格及柴油機技術的不斷進步，開發(fā)滿足歐洲Ⅲ號排放標準的柴油機已成為目前我國柴油機工作者的迫切任務。根據我國柴油機產業(yè)技術現狀和市場需求，在現有兩氣門柴油機的基礎上研究滿足歐Ⅲ排放標準的燃燒技術，顯得尤為重要。本文利用日本電裝公司的ECD-U2電控高壓共軌系統(tǒng)，在上海柴油機股份有限公司D6114增壓中冷柴油機的基礎上，研究開發(fā)了滿足歐洲Ⅲ號排放標準的兩氣門電控柴油機。提出利用部分預混合燃燒技術解決了電控柴油機低速

2、范圍扭矩輸出提高后產生的黑煙排放，并研究了柴油中硫含量對柴油機無催化裝置條件下顆粒排放的影響。本文開展了如下系統(tǒng)的研究工作： 1.與無錫威孚公司合作開發(fā)了電控高壓共軌系統(tǒng)，分析了工作原理及其性能參數。同時，還將試驗中所使用的ECD-U2系統(tǒng)與威孚系統(tǒng)進行了對比，分析二者差異及產生的原因以及應用在柴油機上將產生的結果。 2.對電控系統(tǒng)進行了標定技術研究，采用EFS油泵試驗臺對電控系統(tǒng)進行了噴油規(guī)律及噴油一致性研究，提出了利

3、用軟件補償保證電控噴油系統(tǒng)在柴油機上的噴油一致性。 3.開發(fā)了電控兩氣門柴油機燃燒系統(tǒng)和研究了電控高壓共軌系統(tǒng)控制策略，使兩氣門電控柴油機全面達到歐洲Ⅲ號排放標準，測試結果為：NOx=4.87g/kW.h，CO=1.097g/kW.h，HC=0.212g/kW.h，PM=0.0857g/kW.h。ELR試驗結果為：0.72m-1。 4.針對電控柴油機低速扭矩輸出提高之后碳煙排放升高的問題，分析了碳煙生成的原因，進行了提高

4、噴射壓力和改變噴油定時等措施對電控柴油機降低低速全負荷煙度的研究，在常規(guī)措施不能奏效的情況下，提出采用預噴射形成部分預混合燃燒來降低柴油機低速全負荷碳煙排放。根據碳煙產生的燃燒機理，設計試驗方案：①增加預噴射與主噴射之間的間隔，使預噴射燃油有足夠的時間充分與空氣混合②增加預噴射燃油量，減少主噴射燃油量，以減少擴散燃燒。研究結果表明：整個低速范圍內，部分預混合燃燒都能起到降低柴油機全負荷排氣煙度的效果，部分工況降幅達50％，但采用預噴射與

5、僅有主噴射相比，采用預噴射后燃油消耗有所升高。 5.為了進一步理解部分預混合燃燒在碳煙形成和碳煙氧化過程中的影響機理，對電控柴油機采用預噴射后的燃燒過程進行了數值模擬。使用AVL公司的FIRE軟件，建立了燃燒過程數學模型，對有預噴射和無預噴射兩種燃燒過程進行了數值模擬和計算結果分析，并得到結論：預混合燃燒通過減少柴油燃燒過程中碳煙的形成以達到降低柴油機的碳煙排放。 6.采用萃取法與離子色譜分析相結合的辦法分析了柴油中的硫