DX12 重型柴油機(jī)新型燃燒系統(tǒng)的開發(fā)

柴油機(jī)由于具有較低的燃油消耗、較高的可靠性和耐久性，因而被廣泛應(yīng)用在越野車、商用車和輪式工程機(jī)械上。然而，柴油機(jī)始終存在NOx和PM排放量較高的問題。近些年，排放法規(guī)的要求越來越嚴(yán)格，為使新設(shè)計(jì)的柴油機(jī)滿足排放法規(guī)的要求，必須對(duì)柴油機(jī)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。韓國(guó)斗山（Doosan）工程機(jī)械公司開發(fā)出了用于重型載貨車的DX12重型柴油機(jī)，為使該柴油機(jī)的排放符合法規(guī)要求，專門開發(fā)了用于其的燃燒系統(tǒng)。

由于新開發(fā)的DX12重型柴油機(jī)主要銷售區(qū)域?yàn)樾屡d國(guó)家，因而采用了機(jī)械控制的柴油機(jī)結(jié)構(gòu)，與電子控制的柴油機(jī)結(jié)構(gòu)相比，機(jī)械控制在成本和后期維護(hù)方面具有明顯的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，由于沒有采用任何后處理裝置，且需進(jìn)一步降低成本，加速該柴油機(jī)的推廣，因而設(shè)計(jì)了新型燃燒系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)其排放降低。該新型燃燒系統(tǒng)整個(gè)設(shè)計(jì)過程分為5步：①確定設(shè)計(jì)目標(biāo)，包括功率、轉(zhuǎn)矩、排放、燃油消耗和設(shè)計(jì)約束；②開發(fā)燃燒系統(tǒng)，確定燃料噴射系統(tǒng)、缸蓋布局、空氣管理系統(tǒng)、渦輪增壓系統(tǒng)和廢氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)；③確定系統(tǒng)參數(shù)，包括空燃比、EGR率和初始?jí)嚎s比等；④循環(huán)模擬，確定凸輪形狀、進(jìn)/排氣門布局；⑤燃燒計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)（CFD）仿真，確定噴油嘴形狀、渦流比、缸內(nèi)流場(chǎng)、燃燒室形狀和最終壓縮比。通過該設(shè)計(jì)過程，最終為DX12重型柴油機(jī)設(shè)計(jì)了一套新型燃燒系統(tǒng)。

通過對(duì)新型燃燒系統(tǒng)的應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，DX12重型柴油機(jī)的燃油消耗改善了1.9%，且能夠滿足最新的排放法規(guī)要求。

Tae Joong Wang et al.SAE 2017-01-0694.

編譯：張振偉