應(yīng)用電動(dòng)壓氣機(jī)減少柴油機(jī)加速煙度排放的研究.pdf

1、由于柴油機(jī)具有的高燃油經(jīng)濟(jì)性，車用柴油機(jī)的數(shù)量越來越多。但是柴油車在起動(dòng)和加速易于冒煙的現(xiàn)象，正隨著公交汽車迅速向柴油化過渡而在城市里日漸突出。柴油機(jī)碳煙形成的根本原因是在加速或加載過程中，進(jìn)入氣缸中的空氣量跟不上加油量的變化速率，使瞬態(tài)過量空氣系數(shù)以及混合氣形成質(zhì)量下降，進(jìn)而導(dǎo)致燃燒質(zhì)量下降，柴油機(jī)排放煙度惡化。所以改善加速煙度必須首先緩解加速初期的供油量和供氣量的矛盾。 為解決柴油機(jī)在加速時(shí)帶來的加速冒煙問題，提出了采用電動(dòng)

2、壓氣機(jī)在柴油機(jī)加速時(shí)進(jìn)行補(bǔ)氣的技術(shù)路線，并設(shè)計(jì)一套在柴油機(jī)加速工況下能夠快速響應(yīng)的智能補(bǔ)氣系統(tǒng)，包括發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣氣路的快速切換系統(tǒng)，自動(dòng)識(shí)別發(fā)動(dòng)機(jī)工況的識(shí)別系統(tǒng)，以及補(bǔ)氣的執(zhí)行裝置——電動(dòng)壓氣機(jī)。通過對柴油機(jī)在加速時(shí)進(jìn)行快速補(bǔ)氣，來降低柴油機(jī)的排放煙度。 為了研究電動(dòng)壓氣機(jī)對于柴油機(jī)加速補(bǔ)氣減少碳煙排放這一方法的可行性，將初步研制的電動(dòng)壓氣機(jī)樣機(jī)應(yīng)用到試驗(yàn)臺(tái)架中去。在發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)臺(tái)架裝置研究中，改造了發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣布置，并開發(fā)了補(bǔ)氣系統(tǒng)

3、的控制單元?？刂茊卧ㄟ^發(fā)動(dòng)機(jī)工況識(shí)別系統(tǒng)來檢測到油門傳感器輸送的油門踏板變化速率信號(hào)，控制電動(dòng)壓氣機(jī)快速實(shí)施補(bǔ)氣，并同時(shí)控制進(jìn)氣氣路在補(bǔ)氣時(shí)和補(bǔ)氣結(jié)束后能夠按照需求自動(dòng)快速的切換。同時(shí)基于普通電渦流測功機(jī)，設(shè)計(jì)了柴油機(jī)瞬態(tài)工況的控制以及重要參數(shù)的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。 利用開發(fā)的加速補(bǔ)氣系統(tǒng)以及發(fā)動(dòng)機(jī)瞬態(tài)工況的控制及數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，研究了電動(dòng)壓氣機(jī)快速補(bǔ)氣對于柴油機(jī)的加速過程中的煙度排放的影響。研究表明，無論是恒扭矩加速試驗(yàn)還是從恒轉(zhuǎn)速

4、加載試驗(yàn)，電動(dòng)壓氣機(jī)對柴油機(jī)加速補(bǔ)氣都能明顯降低柴油機(jī)的煙度，而且在大扭矩加速和低轉(zhuǎn)速加載工況下其動(dòng)力性也有所提高。所以這表明利用電動(dòng)壓氣機(jī)對柴油機(jī)加速補(bǔ)氣的方案是可行的。 在試驗(yàn)中所應(yīng)用的加速補(bǔ)氣用的電動(dòng)壓氣機(jī)系J80廢氣渦輪增壓器改制而成，該增壓器的在正常工作時(shí)最高轉(zhuǎn)速超過100,000 r/min。由于電動(dòng)機(jī)最高轉(zhuǎn)速的限制，盡管試驗(yàn)中工作在其低效率的區(qū)域內(nèi)，但是其補(bǔ)氣后降低煙度排放的效果還是非常顯著的。研究表明，欲提高進(jìn)氣

5、壓力和補(bǔ)氣量，瞬態(tài)過量空氣系數(shù)應(yīng)超過2.0，會(huì)更有效的達(dá)到降低炯度并提高瞬態(tài)動(dòng)力性的目標(biāo)。 為了進(jìn)一步優(yōu)化電動(dòng)壓氣機(jī)以提高瞬態(tài)響應(yīng)的能力，利用熱線風(fēng)速儀和fluent流體動(dòng)力學(xué)軟件從實(shí)驗(yàn)方法和計(jì)算方法兩方面對研制的電動(dòng)壓氣機(jī)流量特性以及瞬態(tài)響應(yīng)特性進(jìn)行了研究。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)現(xiàn)用電動(dòng)壓氣機(jī)的出口速度分布不均勻，這對于壓氣機(jī)的效率是不利的，從壓氣機(jī)內(nèi)部流場數(shù)值分析可知造成壓氣機(jī)的出口速度不均是由于渦殼結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不當(dāng)造成，通過優(yōu)化渦殼結(jié)構(gòu)