改善柴油機(jī)性能、排放和燃油效率的試驗(yàn)研究

國際能源統(tǒng)計(jì)局（IES）統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，中國、美國和印度是CO2排放最多的國家。世界各國政府都通過建立嚴(yán)格的法規(guī)，在源頭上控制CO2排放。零部件商和研究機(jī)構(gòu)致力于研究各種優(yōu)化技術(shù)的應(yīng)用，如先進(jìn)的燃油噴射系統(tǒng)、缸內(nèi)燃燒優(yōu)化系統(tǒng)、熱量管理和減小發(fā)動(dòng)機(jī)摩擦等，以降低發(fā)動(dòng)機(jī)排放，使其滿足相關(guān)法規(guī)要求。眾所周知，柴油機(jī)是所有發(fā)動(dòng)機(jī)中效率最高的一種。對(duì)柴油機(jī)的改進(jìn)多通過優(yōu)化燃燒室設(shè)計(jì)、選擇合適的壓縮比以及提供可變的噴射時(shí)間、噴射壓力和噴射量。主要研究了通過優(yōu)化燃燒室的幾何形狀，以改善柴油機(jī)的性能、排放和燃油消耗。

通過試驗(yàn)和仿真對(duì)燃燒室相關(guān)參數(shù)進(jìn)行分析，并將兩者的分析結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。試驗(yàn)時(shí)，采用一款應(yīng)用在輕型商用車上的0.625L排量單缸4沖程柴油機(jī)，并將其安裝在試驗(yàn)臺(tái)架上，在給定的標(biāo)準(zhǔn)運(yùn)行條件下進(jìn)行?？刂圃摬裼蜋C(jī)轉(zhuǎn)速為1400r/min和3600r/min，用來模擬汽車的高速和低速行駛條件。試驗(yàn)分別對(duì)柴油機(jī)活塞頂部形狀和噴油嘴突出量等參數(shù)進(jìn)行了分析。其中，活塞頂部形狀有較寬和較淺兩種。噴油嘴突出量分別為2.1、2.6、3.1mm。通過控制某一變量的變化，分析改變?cè)撟兞繉?duì)柴油機(jī)性能的影響。仿真時(shí)，使用奧地利AVL公司的FIRE CFC仿真軟件，與試驗(yàn)所設(shè)置的參數(shù)相同。兩者結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)，試驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果具有較高的一致性，活塞頂部形狀對(duì)柴油機(jī)性能和排放具有顯著影響。具有寬形狀頂部活塞的柴油機(jī)顯示出較好的燃燒特性，有效燃油消耗率有所降低，滿負(fù)荷運(yùn)行條件下碳氧化物的排放較少?；钊敳啃螤钶^淺、噴嘴突出量為2.6mm時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)排放最優(yōu)；活塞頂部形狀較寬、噴嘴突出量為2.1mm時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)排放最優(yōu)。

Rehan Shaik et al.SAE 2015-26-0099.

編譯：李臣