劉宇,王向陽,李興華,洪偉,李小平,解方喜

(1.吉林大學(xué)汽車仿真與控制國(guó)家重點(diǎn)試驗(yàn)室,吉林 長(zhǎng)春 130022;2.吉林大學(xué)汽車工程學(xué)院,吉林 長(zhǎng)春 130022)

目前,全球石化能源快速消耗,環(huán)境問題日益嚴(yán)重。為了滿足日益嚴(yán)格的排放法規(guī)和節(jié)約能源,節(jié)能減排成為了主要的解決方法,而燃油噴射直接影響柴油機(jī)的燃燒效果,關(guān)于柴油機(jī)噴油壓力和噴孔參數(shù)的研究也成為了柴油機(jī)研究的重要方向[1]。

天津大學(xué)的姚春德等[2]通過試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),提高噴油壓力能夠縮短滯燃期和燃燒持續(xù)期,使放熱率峰值增大且相位提前,炭煙生成量減少。吉林大學(xué)的李小平等[3]在一臺(tái)高壓共軌柴油機(jī)上進(jìn)行噴射參數(shù)試驗(yàn),利用FIRE軟件數(shù)值模擬分析微觀場(chǎng)變化,發(fā)現(xiàn)提高噴射壓力、提前噴油定時(shí)可有效提高燃油經(jīng)濟(jì)性且降低Soot的排放,但會(huì)使NOx排放增加、工作粗暴,并且當(dāng)噴射壓力提高到120 MPa后,繼續(xù)提高噴射壓力,Soot排放的降低幅度不再增大, 而NOx排放顯著增加。同濟(jì)大學(xué)的譚靖宇等[4]通過臺(tái)架試驗(yàn)以及數(shù)值模擬分析發(fā)現(xiàn),提高噴油壓力能夠提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性與經(jīng)濟(jì)性,降低PM排放,但是NOx的排放量增加。于世永等[5]通過三維仿真發(fā)現(xiàn),減小孔徑可以改善燃油霧化,若想改善Soot排放并提高經(jīng)濟(jì)性,需要提前噴油定時(shí)并提高噴油壓力。廖建彬等[6]通過仿真發(fā)現(xiàn),單因素增大孔徑可提高經(jīng)濟(jì)性,減少Soot排放,但會(huì)使NOx排放惡化。袁方恩等[7]通過仿真發(fā)現(xiàn),噴孔數(shù)與噴孔直徑之間存在最佳的匹配關(guān)系。

總體上看,相關(guān)研究工作大多集中于單因素影響上,對(duì)噴射壓力、噴孔數(shù)目及噴孔直徑之間的協(xié)同效應(yīng)鮮見報(bào)導(dǎo)。因此,本研究基于CONVERGE軟件對(duì)一臺(tái)柴油機(jī)進(jìn)行了數(shù)值模擬,并利用田口研究方法探究了噴孔數(shù)量、噴孔孔徑與噴射壓力對(duì)柴油機(jī)性能的協(xié)同影響,以期對(duì)柴油機(jī)燃油供給系統(tǒng)的優(yōu)化匹配和應(yīng)用提供參考。

1 發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型及驗(yàn)證

1.1 幾何模型

本研究在一臺(tái)直列4缸、四沖程的柴油發(fā)動(dòng)機(jī)上進(jìn)行,該發(fā)動(dòng)機(jī)的具體參數(shù)見表1。

由于該柴油機(jī)燃燒室為對(duì)稱結(jié)構(gòu),同時(shí)考慮到現(xiàn)有工作條件、時(shí)間因素以及精度問題,計(jì)算采用扇形模型。由于試驗(yàn)樣機(jī)采用6孔噴油器,因此在模型驗(yàn)證時(shí)選用1/6燃燒室模型,具體建模過程如圖1所示。

表1 試驗(yàn)柴油機(jī)基本參數(shù)

圖1 建模過程

1.2 數(shù)值模型

為了捕捉燃燒室內(nèi)部流場(chǎng)的物理特性,采用湍流RNGk-ε模型[8]。破碎采用KH-RT模型。油滴運(yùn)動(dòng)采用O’Rourke模型[9],采用Frossling蒸發(fā)模型[10]模擬霧滴蒸發(fā)。選用SAGE燃燒模型[11]模擬缸內(nèi)燃燒過程,在SAGE燃燒模型下采用了具有密集解算器的CVODES,它可以捕獲100個(gè)自由基來求解反應(yīng)機(jī)理,并且是SUNDAILS包的一部分。液滴碰撞聚合模型采用 NTC模型[12],該模型具有計(jì)算速度快、準(zhǔn)確度高的特點(diǎn)[13]。油滴撞壁模型采用Wall film模型,該模型在某些計(jì)算中采用假設(shè)的粒子量,其他計(jì)算中采用油膜量。NOx模型采用 Extended Zel’dovich mechanism模型,Soot模型采用Hiroyasu-NSC 模型。

在傳熱模型的模擬中,缸壁溫度為433 K,活塞溫度為553 K,缸蓋溫度為523 K。計(jì)算初始條件中的進(jìn)氣溫度和壓力等均是通過臺(tái)架試驗(yàn)實(shí)際測(cè)量得到的,壓縮比從表1發(fā)動(dòng)機(jī)基本參數(shù)中獲取。

1.3 模擬方案與初始條件

本研究選取原機(jī)2 800 r/min,單缸循環(huán)噴油量46.7 mg(100%負(fù)荷)為計(jì)算工況點(diǎn),在保證其他噴射參數(shù)不變的前提下改變噴油壓力(A)、噴孔數(shù)(B)、噴孔直徑(C),研究三因素協(xié)同控制對(duì)柴油機(jī)性能的影響。研究過程參考了發(fā)動(dòng)機(jī)原有相關(guān)噴射參數(shù),在每個(gè)因素下選取了3個(gè)水平,如表2所示。

表2 田口試驗(yàn)相關(guān)參數(shù)的因素和水平

田口方法使用正交表(Orthogonal Array)來估計(jì)所選因子對(duì)響應(yīng)均值和變異的效應(yīng),不考慮各因素間的交互作用,根據(jù)表2的三因素三水平組成了表3所示的L9(33)研究工況正交表。后文按照正交表中的序號(hào)進(jìn)行標(biāo)記,如后文圖示中的“1”即代表“173*6*0.108”這一組合。

表3 L9(33)正交表

1.4 模型驗(yàn)證

柴油機(jī)運(yùn)行過程包含多種化學(xué)反應(yīng),因此實(shí)際工作極其復(fù)雜。為了驗(yàn)證仿真計(jì)算中所創(chuàng)建燃燒室模型及所選相關(guān)模型的有效性及合理性,本研究通過臺(tái)架試驗(yàn),對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行了驗(yàn)證。本研究選取2 800 r/min轉(zhuǎn)速下100%負(fù)荷工況點(diǎn)進(jìn)行驗(yàn)證。由圖2缸壓試驗(yàn)值與仿真值對(duì)比可見,缸內(nèi)壓力校驗(yàn)結(jié)果基本吻合,因此采用該模型對(duì)2 800 r/min,單缸循環(huán)噴油量46.7 mg(100%負(fù)荷)工況點(diǎn)進(jìn)行仿真分析是可行的。

圖2 缸壓試驗(yàn)值與仿真值對(duì)比

2 模擬結(jié)果分析

2.1 噴油壓力與噴孔參數(shù)對(duì)柴油機(jī)燃燒性能的影響

圖3所示為不同組合的缸內(nèi)平均壓力和平均溫度變化。由圖可知,所有組合中組合1(173*6*0.108)的缸內(nèi)平均壓力和平均溫度峰值最低,組合3(173*10*0.139)的缸內(nèi)平均壓力和平均溫度峰值最高,而組合1和組合3的噴油壓力是相同的。這表明噴油器噴孔參數(shù)的改變對(duì)于缸內(nèi)平均壓力和平均溫度峰值的影響很大。這主要是由于噴孔參數(shù)的改變會(huì)改變噴孔截面積。在同一噴油壓力下對(duì)比不同噴孔截面積對(duì)缸內(nèi)平均壓力和平均溫度峰值的影響,發(fā)現(xiàn)隨著噴孔截面積的增大,缸內(nèi)平均壓力和缸內(nèi)平均溫度峰值增大。這主要是由于噴孔截面積的增大會(huì)導(dǎo)致噴油持續(xù)期縮短,主噴射階段集中在上止點(diǎn)之前,而且噴油速率加快,油氣混合速度加快,燃料能夠較早地燃燒,從而導(dǎo)致缸內(nèi)平均壓力與平均溫度峰值提高。

同時(shí),綜合噴油壓力與噴孔參數(shù)的協(xié)同變化可知,在噴油壓力相對(duì)較小時(shí),如果與之相匹配的噴油器的噴孔數(shù)較少且孔徑過小,缸內(nèi)的壓力和溫度則會(huì)偏低,且峰值相位滯后。若想要在較低噴油壓力下增加燃燒的劇烈程度,提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性,必須增加噴孔數(shù),增大噴孔直徑。然而也要注意到,增加噴孔數(shù)與直徑也會(huì)產(chǎn)生一定的弊端:一方面如果噴孔數(shù)過多,會(huì)產(chǎn)生油束之間的干涉;另一方面,如果噴孔直徑過大,可能會(huì)導(dǎo)致燃料的撞壁量增加、不完全燃燒現(xiàn)象加重,對(duì)微粒排放不利。因此,當(dāng)噴孔直徑較小時(shí),與之相匹配的噴油壓力應(yīng)該相應(yīng)提高,以保證燃燒的高效進(jìn)行。

圖3 不同組合的缸內(nèi)平均壓力和缸內(nèi)平均溫度對(duì)比

柴油機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行時(shí)的平均壓力升高率一般不能超過0.6 MPa/(°)[14],壓力升高率過高會(huì)嚴(yán)重影響柴油機(jī)壽命。由圖4可知,在噴油壓力過高或噴孔截面積過大的情況下,缸內(nèi)壓力升高率明顯偏大,且壓力急劇升高的時(shí)刻提前。其中,組合3(173*10*0.139)噴孔截面積最大(孔數(shù)最多、孔徑最大),壓力升高率最大值接近1.3 MPa/(°),工作過程最為粗暴。組合9(233*10*0.120)和組合5(203*8*0.139)由于噴油壓力和噴孔截面積均相對(duì)較大,都不同程度地出現(xiàn)了壓力升高率過大的現(xiàn)象,對(duì)柴油機(jī)平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)產(chǎn)生了不利影響。因此,在噴油壓力過高時(shí)匹配小孔徑且保持孔數(shù)適當(dāng)可以避免柴油機(jī)工作粗暴的問題。

通過溫度場(chǎng)分布可以進(jìn)一步了解缸內(nèi)的燃燒情況,圖5示出不同組合的缸內(nèi)溫度場(chǎng)。從圖5溫度場(chǎng)中可以看出,高溫區(qū)域基本上都呈現(xiàn)出由燃燒室中心位置向燃燒室凹坑和上部余隙位置逐步擴(kuò)散的趨勢(shì)。

圖5 不同組合的缸內(nèi)溫度場(chǎng)

在噴油壓力較低時(shí),若選取的噴孔數(shù)較少且孔徑較小,則會(huì)出現(xiàn)燃燒滯后現(xiàn)象,如組合1(173*6*0.108)大范圍的高溫區(qū)域在30°ATDC時(shí)刻后才開始出現(xiàn)。若在噴油壓力提高的同時(shí)增大孔數(shù)和孔徑,這將導(dǎo)致燃油在極短的時(shí)間內(nèi)噴入氣缸,在上止點(diǎn)附近的快速燃燒使得高溫區(qū)域較早出現(xiàn),但是貫穿距離的增加導(dǎo)致油束間的干涉和撞壁現(xiàn)象更加嚴(yán)重,不利于后期的燃燒及高溫區(qū)域的擴(kuò)散。如組合9(233*10*0.120)的高溫區(qū)域在5°ATDC時(shí)已接近壁面附近,但隨著燃燒的進(jìn)行,高溫區(qū)域擴(kuò)散受限,主要集中在燃燒室凹坑附近。因此,在追求提高噴油壓力時(shí)應(yīng)該同時(shí)考慮噴孔參數(shù)的變化,適當(dāng)增加噴孔數(shù)、減小孔徑可以減少撞壁量,促進(jìn)燃料的霧化混合,改善燃燒效果,使后期缸內(nèi)的溫度趨向于均勻,溫度梯度變小。

圖6示出不同組合下放熱率的變化。通過對(duì)放熱率曲線的分析可知,噴油壓力相同時(shí),噴孔截面積越大(孔數(shù)多、孔徑大),放熱速率越快,同時(shí),燃燒始點(diǎn)提前,燃燒重心靠近上止點(diǎn),燃燒持續(xù)期明顯縮短;當(dāng)噴孔截面積變化時(shí),并不是噴射壓力越高放熱率峰值就越高,比如當(dāng)噴孔截面積相對(duì)較大時(shí),噴油壓力在較低的情況下也能使放熱率達(dá)到較高的峰值。由圖6可見,組合3(173*10*0.139)最快達(dá)到放熱率峰值,且峰值最高。綜合對(duì)比可以看出,在噴射壓力提高的同時(shí)增大噴孔截面積可以使放熱速率顯著加快,放熱率峰值提高,但是放熱過快會(huì)導(dǎo)致大量燃料集中燃燒,壓力升高率過大,不利于柴油機(jī)工作。因此通過協(xié)調(diào)控制噴孔參數(shù)與噴油壓力,在適當(dāng)增加孔數(shù)和減小孔徑的同時(shí)提高噴油壓力,可以使噴油持續(xù)期和燃燒持續(xù)期保持在合理區(qū)間,從而改善燃燒效果。

圖6 不同組合的放熱率

2.2 噴油壓力與噴孔參數(shù)對(duì)柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性和排放特性的影響

圖7示出9個(gè)組合的指示燃油消耗率、NOx和Soot排放對(duì)比。同時(shí),為進(jìn)一步量化明確各因素對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)主要性能的影響,尋求噴油壓力與噴孔參數(shù)的優(yōu)化組合,結(jié)合統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件Mintab進(jìn)行了信噪比和響應(yīng)權(quán)重分析。信噪比是田口方法的一個(gè)常用分析工具,可以直觀地顯示性能特征隨參數(shù)水平的變化。對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率、NOx和微粒等發(fā)動(dòng)機(jī)性能,一般希望其越低越好,因此,本研究基于望小特性對(duì)信噪比進(jìn)行了計(jì)算,表4列出相應(yīng)信噪比數(shù)據(jù)。通常,信噪比的值越高,則表示其對(duì)應(yīng)的特定性能特征越優(yōu)。

圖7 不同組合的指示燃油消耗率、NOx和Soot排放

表4 信噪比數(shù)據(jù)

由表4和圖7可見,噴油壓力與噴孔參數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)指示燃油消耗率、NOx與Soot排放等主要性能指標(biāo)的影響規(guī)律及其最優(yōu)控制參數(shù)組合均不盡相同。對(duì)于噴射壓力,結(jié)果與許多現(xiàn)有文獻(xiàn)結(jié)果相類似,隨著噴射壓力的提高燃油消耗率降低、NOx排放升高,這主要是因?yàn)閲娚鋲毫Φ奶嵘龝?huì)導(dǎo)致缸內(nèi)混合氣形成速率和燃燒速率加快,燃燒等容度和燃燒溫度提升;然而,對(duì)于Soot排放,當(dāng)噴射壓力過高或過低時(shí)均有所惡化,例如在表4中,173 MPa和233 MPa噴射壓力下Soot排放對(duì)應(yīng)的信噪比分別為-12.344與-10.466,而203 MPa壓力下僅為-8.039。結(jié)合前面研究可知,當(dāng)噴射壓力較低時(shí),油氣混合質(zhì)量變差,而當(dāng)噴射壓力過高時(shí),油束碰壁現(xiàn)象可能會(huì)更為嚴(yán)重,兩者均會(huì)造成Soot排放升高,因此在適當(dāng)?shù)膰娚鋲毫?203 MPa)下能獲得相對(duì)較低的Soot排放。

對(duì)于噴孔數(shù)而言,隨著噴孔數(shù)的增加,發(fā)動(dòng)機(jī)燃油消耗率對(duì)應(yīng)的信噪比基本也呈現(xiàn)增加趨勢(shì),發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性不斷改善。這主要是因?yàn)?隨著噴孔數(shù)的增加,噴油器的有效流通面積會(huì)增大,當(dāng)噴油正時(shí)相同時(shí),燃油能夠更早地進(jìn)入缸內(nèi),使得發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒等容度提升。然而,噴孔數(shù)對(duì)NOx和Soot排放的影響較為復(fù)雜,且呈現(xiàn)相對(duì)較為明顯的反向關(guān)系:當(dāng)采用6孔和10孔噴油器時(shí),Soot排放較低,而NOx排放較高;當(dāng)采用8孔噴油器時(shí),NOx排放較低,而Soot排放較高。這可能是因?yàn)?當(dāng)噴孔數(shù)增加后,每個(gè)噴孔噴出的燃油量相對(duì)減少,且油束總的分布空間會(huì)增大,能提升燃燒室中間區(qū)域新鮮空氣的利用率,進(jìn)而使得油氣混合改善,Soot排放降低、NOx排放升高;但是,噴孔數(shù)增加也會(huì)帶來油束相互之間干擾加強(qiáng)、燃燒室遠(yuǎn)端新鮮空氣利用率下降的問題,從而造成8孔噴油器Soot劣化現(xiàn)象。同時(shí),從表4中也要注意到,噴孔數(shù)的優(yōu)化選擇在很大程度上也可使發(fā)動(dòng)機(jī)獲得更佳的NOx和Soot排放Trade-Off關(guān)系。例如,6孔噴油器不僅使Soot排放對(duì)應(yīng)的信噪比最大(Soot排放最少),其對(duì)應(yīng)的NOx排放信噪比也較10孔噴油器有顯著增大(NOx排放降低)。

由表4和圖7還可以發(fā)現(xiàn),噴孔直徑對(duì)燃油消耗率、NOx與Soot排放也具有重要影響。當(dāng)噴孔直徑較小時(shí)能獲得相對(duì)較小的NOx排放,但此時(shí)Soot排放相對(duì)較高;當(dāng)噴孔直徑較大時(shí)能獲得相對(duì)較小的Soot排放,但此時(shí)NOx排放相對(duì)較高。這是因?yàn)樵诓裼蜋C(jī)大負(fù)荷下,當(dāng)噴孔直徑過小時(shí),噴油器的有效流通面積較小,相同噴油量下的噴油持續(xù)期較長(zhǎng),這會(huì)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒持續(xù)期造成較大的影響,造成發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒過程推遲,燃燒持續(xù)期增大,從而缸內(nèi)溫度降低,NOx排放減少,且不利于Soot的后期氧化,Soot排放量增加。

此外,對(duì)于燃油消耗率、NOx與Soot排放等發(fā)動(dòng)機(jī)不同性能指標(biāo),其最優(yōu)控制參數(shù)組合也不盡相同。燃油消耗率的最優(yōu)參數(shù)組合是噴射壓力為233 MPa(A3)、噴孔數(shù)為10個(gè)(B3)、噴孔直徑為0.120 mm(C2);NOx排放的最優(yōu)參數(shù)組合是噴射壓力為173 MPa(A1)、噴孔數(shù)為8個(gè)(B2)、噴孔直徑為0.108 mm(C1);Soot排放的最優(yōu)參數(shù)組合是噴射壓力為203 MPa(A1)、噴孔數(shù)為6個(gè)(B2)、噴孔直徑為0.139 mm(C3)。綜上可知,通過噴油壓力與噴孔參數(shù)協(xié)同調(diào)控實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)燃油消耗率、NOx與Soot排放的同時(shí)降低和改善是極為困難的,難免會(huì)存在顧此失彼的現(xiàn)象。然而也要注意到,噴油壓力與噴孔參數(shù)的優(yōu)化匹配對(duì)于改善燃油消耗率、NOx與Soot排放的折中Trade-Off關(guān)系仍存在極大可能和積極意義。例如:將最優(yōu)燃油消耗率策略A3-B3-C2調(diào)整為A2-B3-C2,雖然燃油經(jīng)濟(jì)性對(duì)應(yīng)的信噪比下降了0.12,但NOx與Soot排放對(duì)應(yīng)的信噪比卻分別上升了1.77和2.427。

借助信噪比分析可以得到輸出目標(biāo)特征的最優(yōu)水平組合,但是并不能得知輸出目標(biāo)特征受哪個(gè)參數(shù)的影響最大,即無法明確各參數(shù)對(duì)該輸出目標(biāo)特征的影響權(quán)重。本研究通過對(duì)信噪比的變異數(shù)分析獲取了各噴射參數(shù)對(duì)燃油消耗率、NOx及Soot生成量的影響權(quán)重。由圖8可見,對(duì)于燃油消耗率和NOx排放,噴孔數(shù)影響最為敏感,占比可達(dá)0.43和0.55,噴孔直徑影響次之,噴油壓力的影響相對(duì)較弱,占比僅為0.2和0.09。對(duì)于Soot排放,噴射壓力的影響最為敏感,噴孔數(shù)和噴孔直徑次之。

圖8 各噴射參數(shù)對(duì)燃油消耗率、NOx及Soot生成量的影響權(quán)重

2.3 優(yōu)化噴油壓力與噴孔參數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)經(jīng)濟(jì)性和排放特性的影響

結(jié)合上述分析,由于不同噴油壓力與噴孔參數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)不同性能指標(biāo)的影響權(quán)重存在顯著差異,因此可結(jié)合各因素影響權(quán)重與信噪比對(duì)噴油壓力與噴孔參數(shù)進(jìn)行針對(duì)性選取,進(jìn)一步優(yōu)化燃油消耗率、NOx與Soot排放折中關(guān)系。例如噴射壓力雖然對(duì)燃油消耗率、NOx與Soot排放均具有重要的影響,但相對(duì)而言其對(duì)Soot的影響權(quán)重更大,達(dá)到近50%,而對(duì)燃油消耗率與NOx排放影響較小,分別為20%和9%,進(jìn)行噴射壓力優(yōu)化選擇時(shí)可主要考慮Soot排放。經(jīng)綜合對(duì)比分析,選擇A2-B2-C2(203 MPa-8孔-0.120 mm)作為初步優(yōu)選方案,并將測(cè)試結(jié)果與原機(jī)進(jìn)行了對(duì)比分析,如圖9所示。由圖可以看出,優(yōu)化后的燃油消耗率比原機(jī)降低了4.37 g/(kW·h),低于原機(jī)水平約1.85%,經(jīng)濟(jì)性改善較為顯著。同時(shí),優(yōu)化后的組合同樣能夠減少NOx和Soot的生成量,分別低于原機(jī)水平約11.2%和9.14%?？梢?噴油壓力與噴孔參數(shù)進(jìn)一步適應(yīng)性優(yōu)化匹配對(duì)于柴油機(jī)高效清潔工作仍具有重要的價(jià)值和潛力。

圖9 優(yōu)化前后指示燃油消耗率、NOx和Soot排放對(duì)比分析

3 結(jié)論

a) 噴油壓力較低時(shí),噴孔數(shù)較少且孔徑過小,缸內(nèi)的燃燒會(huì)變得平緩,缸內(nèi)壓力和溫度偏低,且峰值相位滯后;提高噴油壓力時(shí)應(yīng)同時(shí)考慮噴孔參數(shù)的變化,適當(dāng)增加噴孔數(shù)且適當(dāng)減小孔徑;

b) 噴油壓力過高或噴孔截面積過大會(huì)導(dǎo)致缸內(nèi)壓力升高率明顯偏大,且壓力急劇升高的時(shí)刻提前,不利于柴油機(jī)平穩(wěn)運(yùn)行;

c) 隨著噴射壓力的提高,燃油消耗率降低,NOx排放升高;對(duì)于Soot排放而言,噴射壓力過高或過低時(shí)均會(huì)有所惡化;隨著噴孔數(shù)的增加,燃油消耗率基本也呈現(xiàn)降低趨勢(shì),但NOx和Soot排放變化較為復(fù)雜,且呈現(xiàn)相對(duì)明顯的反向關(guān)系;

d) 當(dāng)噴孔直徑較小時(shí),NOx排放較少,但Soot排放相對(duì)較多;當(dāng)噴孔直徑較大時(shí),Soot排放較少,但NOx排放相對(duì)較多;

e) 對(duì)于燃油消耗率和NOx排放,噴孔數(shù)影響最為敏感,噴孔直徑影響次之,噴油壓力的影響相對(duì)較弱;對(duì)于Soot排放,噴射壓力的影響最為敏感,噴孔數(shù)和噴孔直徑次之;

f) 噴油壓力與噴孔參數(shù)的優(yōu)化匹配對(duì)柴油機(jī)高效清潔工作具有積極作用,初選優(yōu)化組合方案的燃油消耗率、NOx和Soot的生成量分別較原機(jī)降低了1.85%,11.2%和9.14%。