柴油機(jī)熱釋放速率的實(shí)時(shí)控制及對(duì)散熱的影響

由于燃油質(zhì)量、氣缸公差和組件老化產(chǎn)生的意外燃燒火焰分散，因此會(huì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)性能，增加有害氣體排放。研究了采用實(shí)時(shí)燃燒監(jiān)控和控制的方法，可使發(fā)動(dòng)機(jī)在不良或異常條件下仍能保持良好性能?？刂迫紵辔豢梢钥刂聘讐?，可以基于缸內(nèi)反饋信息調(diào)節(jié)噴射正時(shí)，補(bǔ)償外部影響造成的燃燒相位改變，燃燒相位能有效地降低由燃油質(zhì)量變化引起的廢氣排放；指示平均有效壓力可用于燃燒控制，其能夠彌補(bǔ)由氣缸公差或噴射器老化造成的不同缸內(nèi)燃油量不同，降低發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)和排放。在這項(xiàng)研究中，通過控制發(fā)動(dòng)機(jī)的最大放熱量補(bǔ)償燃燒火焰分散，并比較實(shí)時(shí)控制前后發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。熱釋放最大速率是與發(fā)動(dòng)機(jī)性能和排放水平高度相關(guān)的重要參數(shù)。試驗(yàn)在轉(zhuǎn)速1500r/min，制動(dòng)平均有效壓力為400kPa的2.2L 4缸高壓共軌柴油機(jī)上進(jìn)行。柴油機(jī)參數(shù)為高壓共軌壓力（50～9050MPa）、氣門（開度0～100%）、先導(dǎo)噴射正時(shí)和持續(xù)時(shí)間（0～20μs）。根據(jù)柴油機(jī)參數(shù)的變化，分析熱釋放最大速率控制對(duì)燃燒和排放的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明：①隨著發(fā)動(dòng)機(jī)參數(shù)的變化，控制發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒物、熱釋放最大速率能夠降低HC的排放量和發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒噪聲，對(duì)NOx排放量影響相對(duì)小，但當(dāng)先導(dǎo)噴射正時(shí)發(fā)生變化時(shí)，熱釋放最大速率控制會(huì)增加NOx排放量；②若將熱釋放最大速率控制與燃燒相位控制和指示平均有效壓力控制相結(jié)合，即使在環(huán)境突然變化時(shí)，也能夠在降低顆粒物排放的同時(shí)，降低NOx排放。

刊名：Journal of Engineering for Gas Turbines and Power（英）

刊期：2015年第137期

作者：Seungsuk Oh et al

編譯：趙喚