某单缸机的性能匹配和功率提升研究.pdf

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1、第40卷第2期20l1年4月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUSTl0NENGINEANDMOTORCYCLEV01．40No．2Apr．2011某单缸机的性能匹配和功率提升研究李云广李耀宗徐春龙蔡忠周强永平(中国北方发动机研究所山西大同037036)摘要：根据某型号整机对燃烧过程的性能需求，在单缸机上利用单体泵供油系统，通过不同的喷孔试验方案优化匹配，实现了性能优化和功率提升。关键词：喷孔直径功率流量系数中图分类号：V464．172文献标识码：A文章编号：1671一0630(2011)02—0

2、029—03ResearchofOptimizingofFunctionandAdVanceofPoweronaSingleCylinderEngineLiYunguang，LiYaozong。XuChunlong，CaiZhongzhou，QiangYongpingChinaNonhEngineResearchInstitute(Datong，Sham(i，037036，China)Abstract：Fortheneedingoffunctionacco—ingtocombustionpmcessofanen西n

3、e，itisimplementedtoopti—mizethefunctionandadVancethepowerusingdi￡f．erentnozzlepmjectinthesin甜ecyclinderen舀neandproVi-dingfuelwithECP．．Keywords：Nozzlediameter，POwer，nowcoemcient引言该型号整机对功率和性能指标的要求是对燃烧过程进行进一步强化要求，试验结合前期活塞烧蚀问题可能产生的原因进行方案制定，燃烧系统的主要参数变化较小，但是功率要强化25％

4、，其中转速强化9％，平均有效压力强化16％。整机柴油机对燃烧过程进一步强化要求的具体技术指标如表1。表1某型号整机柴油机对燃烧过程进一步强化要求的技术指标转速／燃油消耗彰燃油温最高燃烧项目功彰kw排气温度／℃(r·min一1)(g·(kW·h)-1)度／℃压力／MPa标定工况2400125<235(700<45<17根据总体的要求完成了单缸机的相关改造工作，同时考虑单缸机前期试验中所遇到的活塞头部烧蚀问题，对比活塞的燃烧室内的弹着点和烧蚀的位置，与整机前期出现的故障相同，也是在完成8×伽．44×1500喷孔方案的匹

5、配试验后发生的，正好与整机所用的喷油器方案相同。由此可以断定活塞的烧蚀与油束的长度有直接关系。综合考虑认为造成活塞烧蚀的原因为喷射油柬贯穿距离过大，使得未蒸发的油进入了活塞缝隙，使局部燃烧恶化，造成活塞局部过热，产生烧作者简介：李云广(1982一)，男，硕士，主要从事燃烧过程匹配研究。蚀¨．2J。因此，此次性能匹配及功率提升首先从改善油束贯穿距离着手。1试验方案根据以往经验首先改变喷孔方案以达到改变贯穿长度的效果旧J，由上述试验可知，喷孔方案影响着燃油雾化程度及雾注贯穿度，进而决定了缸内油气混合完善程度，从而决定了

6、燃烧组织情况，所以进行不同喷孔方案对比试验，考虑到燃油贯穿长度和转速提高的影响因素，喷油器的喷孔方案为以下5种：8×伽．4430小型内燃机与摩托车第40卷×1500、8×4的．435×150。、8×嘻．o．42×150。、8×伽．40(单排)×1500、8×伽．40(双排)×150。。试验时其它相关配置参数为：压缩比13．1，进气相位60／40，排气相位60／40，喷油器喷嘴突出高度1．8mm，进气压力为1900mmHg，喷油提前角分别根据控制参数取最佳值。在上述前提下进行单缸机功率提升和油耗指标优化，为了直观的表

7、现不同喷油器对发动机性能的影响，表2列出不同喷油器方案下的一系列参数。表2不同喷孔方案功率提升和性能试验对比转速／油耗率／排气温爆压／空气流量率／喷孔方案功率／kw(r·Ⅱlin一1)(g·(kW·h)。1)度／cCMPa(kg(kW·h)。1)8×咖．442400100．7242．255016．46．598×伽．435(S)2396102238．656016．47．28×伽．42(S)2384100232．658016．57．488×咖．40(P单排)2405123．7229．864016．36．258×咖．40

8、(P双排)2403124．2224．762015．96．26从表l可以看出由于供油系统压力的提升，喷孔过大直接导致了功率的大幅度下降，燃油消耗率急剧升高。这也验证了试验初期故障诊断的正确性，由于喷孔过大导致的缸内油气混合不均匀，最终导致功率的急剧下降。为了进一步直观的理解，图1和图2给出了不同喷孔方案下的功率和燃油的消耗。1l譬1』薅怒图1标定转速下不同喷孔