非道路用小缸徑渦流室柴油機排放研究與性能優(yōu)化.pdf

1、單缸柴油機生產(chǎn)量較大是我國內(nèi)燃機工業(yè)的一大特色，在我國缸徑80mm以下的此類機型約占總產(chǎn)量的35％，此類柴油機大多采用渦流室燃燒系統(tǒng)，隨著直噴化進程的不斷推進，對渦流室燃燒的基礎(chǔ)研究工作開展的少，致使國產(chǎn)小缸徑渦流室柴油機普遍存在全負荷時煙度大、排放差、低速性能差、怠速偏高等問題，因此對小缸徑渦流室柴油機開展低排放高性能技術(shù)研究具有較大的學(xué)術(shù)意義和工程價值。
　　本文以某企業(yè)新設(shè)計的170F渦流室柴油機為樣機，針對原機性能較差、有

2、害污染物排放較高的問題，以試驗與模擬相結(jié)合的方法，對其噴油、燃燒系統(tǒng)開展研究。創(chuàng)新設(shè)計了長型短結(jié)構(gòu)噴油嘴，運用工程軟件對噴油系統(tǒng)進行了仿真，通過優(yōu)化噴油嘴流通特性、噴油泵出油閥減壓容積，減小高壓油路容積等，使標定工況盛油槽內(nèi)燃油峰值壓力從18.54MPa增加到25.28MPa，初期噴油速率減少，噴油規(guī)律形狀優(yōu)化;通過改變柱塞彈簧的剛度及噴油泵運動件設(shè)計，使噴油泵工作轉(zhuǎn)速滿足了3600r/min柴油機匹配要求。對噴油特性改變、噴油油線偏離

3、渦流室中心距離及渦流室容積比等參數(shù)對缸內(nèi)燃燒過程和排放性能的影響進行了模擬分析，結(jié)果顯示噴油油線偏離渦流室中心距離在0.33R～0.38R（R為渦流室半徑）、容積比在0.47～0.5范圍內(nèi)，油氣混合及燃燒優(yōu)化，整機性能良好。研究工作表明:渦流室柴油機需類同直噴柴油機依據(jù)其單缸排量的大小設(shè)計噴油參數(shù)、優(yōu)化噴油性能，并與燃燒系統(tǒng)參數(shù)進行匹配，才能達到低排放高性能的目標。
　　170F柴油機試驗結(jié)果是:原機標定工況（3000r/min、

4、2.6kW）的比油耗為327.3g/(kW·h)、煙度為6.1BSU;采用長型短結(jié)構(gòu)噴油嘴及優(yōu)化噴油系統(tǒng)參數(shù)后比油耗降低至282.2g/(kW·h)、煙度值則下降為2.0BSU;通過燃燒系統(tǒng)參數(shù)匹配比油耗降低至274.7g/(kW·h)、煙度值則下降為1.4BSU;分別用五工況和八工況測試循環(huán)對樣機進行初次排放試驗，氣體比排放值均達到現(xiàn)行國Ⅲ的排放標準要求。噴油泵改進設(shè)計使柴油機標定轉(zhuǎn)速提高到3600r/min，功率為3.2kW，比油耗