基于歐4標(biāo)準(zhǔn)的高速直噴共軌柴油機(jī)后處理系統(tǒng)優(yōu)化

對(duì)比汽油機(jī)，高速直噴（HSDI）共軌柴油機(jī)能夠提供更好的性能和燃油經(jīng)濟(jì)性。而通過(guò)應(yīng)用性能預(yù)測(cè)軟件，能夠有效地控制發(fā)動(dòng)機(jī)排放后處理系統(tǒng)的開發(fā)時(shí)間和開發(fā)成本。

選定的目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)是一款2.2L、4缸柴油機(jī)，其優(yōu)化目標(biāo)是功率提高25%、轉(zhuǎn)矩提高18%的前提下，滿足歐4排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，采用AVL公司的Boost軟件對(duì)目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能進(jìn)行了預(yù)測(cè)，其軟件模型是利用目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)性能參數(shù)搭建的，并且應(yīng)用該模型對(duì)目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)化后的性能進(jìn)行了預(yù)測(cè)。而整車仿真模型是利用AVL Cruise軟件搭建的，并且采用NEDC循環(huán)工況作為試驗(yàn)仿真工況，通過(guò)引入時(shí)間權(quán)重因子，獲得了目標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)模型在NEDC工況下不同模式的穩(wěn)態(tài)速度-載荷工作點(diǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)附帶的其它硬件設(shè)施如渦輪增壓器、噴射器、活塞腔、冷卻器以及點(diǎn)火系統(tǒng)等都通過(guò)臺(tái)架試驗(yàn)進(jìn)行了相關(guān)的優(yōu)化，以滿足功率和排放的要求。

對(duì)于燃燒過(guò)程，采用了INCA軟件來(lái)對(duì)燃燒參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。將臺(tái)架試驗(yàn)中發(fā)動(dòng)機(jī)的排放數(shù)據(jù)和試驗(yàn)車輛在測(cè)功機(jī)上運(yùn)行相同工況的排放數(shù)據(jù)進(jìn)行了記錄與對(duì)比，并且依據(jù)臺(tái)架試驗(yàn)的發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)，對(duì)試驗(yàn)車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了優(yōu)化。還對(duì)柴油機(jī)的氧化催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)行了測(cè)試，同時(shí)在測(cè)功機(jī)上對(duì)其反應(yīng)過(guò)程和材料進(jìn)行了優(yōu)化，以滿足歐4標(biāo)準(zhǔn)的要求。

測(cè)試結(jié)果表明，采用模型仿真的方法能夠有效地縮短前期開發(fā)過(guò)程中對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能進(jìn)行測(cè)試的時(shí)間。同時(shí)，采用臺(tái)架試驗(yàn)和實(shí)車對(duì)比分析，能夠在很大程度上縮短發(fā)動(dòng)機(jī)后處理系統(tǒng)的開發(fā)時(shí)間。

PundlikRambhajietal. SAE 2014-01-2021.

編譯：范狄