柴油发动机的燃烧和性能开发

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1、柴油发动机的燃烧和性能开发发动机应用技术研究所顾问柴油发动机的燃烧和性能开发1.柴油机燃烧性能关系的组件2.柴油机燃烧压力分析3.柴油机燃烧高速摄影观察4.柴油机燃烧机制概念5.柴油机燃烧性能数值模拟6.柴油机燃烧性能Excel单纯化模拟22柴油引擎截面图–燃烧性能关系的组件涡轮增压器喷油器中冷器燃焼室共轨管燃料高压管燃料泵33柴油引擎断面图–燃烧性能排放开发涡轮增压器喷油器温度上升中冷器燃料喷射压力上升燃焼室P共轨管NOｘ燃料高压管PM燃烧压力燃料泵回转角度θ旋转力44燃烧压力分析例子温度上升面积

2、=工作燃料喷射压力上升PNOｘPM燃烧压力回转角度θ排量Vs旋转力55发动机燃烧压力分析方法燃烧压力传感器燃烧压力信号燃烧分析装置回转角度信号曲柄角度传感器66发动机燃烧压力分析例子P-θdP/dθ-θdQ/dθ-θQ-θ燃烧分析装置pv=RmT热发生率QdQ/dθ100%pv=R(ma+mf)(T+cv)Q:热发生量0%7回转角度θQ-:热发生量7燃烧分析例子(喷射时期延迟)燃烧压力测量数据燃料喷射压力燃料喷射阀热发生率热发生量%燃烧观察平均温度分析结果8实际的喷射时期8柴油机燃烧观察装置断面图H

3、ighSpeedcamera99柴油机燃烧观察灯光下照片1010柴油机燃烧观察灯光下燃烧照片1111柴油机燃烧观察NewA.C.EInstituteCo.Japan0.83ms2.5ms5ms1212柴油机燃烧观察装置燃烧压力分析燃烧压力信号热发生率dQ/dθ曲柄角度信号喷射开始率生热发13燃烧开始13柴油机燃烧观察(SandiaNationalLaboratories,USA)无灯光下照片燃料喷射开始Bore:140mmIntakeTemp:45℃Stroke:152mmIntakePress:1

4、.4barabs1msComp.R:16EGR:0%(noEGR)Speed:1200rpmIMEP:4.4bar14InjectionPress:1200bar14柴油机燃烧观察燃料喷射1ms1515柴油机燃烧观察燃料喷射蒸发1ms1616柴油机燃烧观察发火1ms发火落后期间171(1画面1.2ms)17柴油机燃烧观察迅速燃烧11ms182(1画面1.2ms)18柴油机燃烧观察1ms193(1画面1.2ms)19柴油机燃烧观察1ms204(1画面1.2ms)20柴油机燃烧观察1ms215(1画面1

5、.2ms)21柴油机燃烧观察1ms226(1画面1.2ms)22柴油机燃烧观察迅速燃烧2预混合燃烧1ms237(1画面1.2ms)23柴油机燃烧观察扩散燃烧1ms248(1画面1.2ms)24柴油机燃烧观察1ms259(1画面1.2ms)25柴油机燃烧观察1ms2610(1画面1.2ms)26柴油机燃烧观察喷射结束后扩散燃烧1ms2711(1画面1.2ms)27柴油机燃烧观察1ms2812(1画面1.2ms)28柴油机燃烧观察1ms2913(1画面1.2ms)29柴油机燃烧观察1ms最后的喷射301

6、4(1画面1.2ms)30柴油机燃烧观察1ms最后的喷射3115(1画面1.2ms)31柴油机燃烧观察1ms最后的喷射3216(1画面1.2ms)32柴油机燃烧观察1ms最后的喷射3317(1画面1.2ms)33柴油机燃烧观察1ms最后的喷射3418(1画面1.2ms)34柴油机燃烧观察1ms最后的喷射3519(1画面1.2ms)35柴油机燃烧观察1ms最后的喷射3620(1画面1.2ms)36柴油机燃烧观察扩散燃烧后期1ms最后的喷射3721(1画面1.2ms)37柴油机燃烧观察1ms3822(1

7、画面1.2ms)38柴油机燃烧观察1ms3923(1画面1.2ms)39柴油机燃烧观察1ms4024(1画面1.2ms)40柴油机燃烧观察1ms4125(1画面1.2ms)41柴油机燃烧观察1ms4226(1画面1.2ms)42柴油机燃烧观察1ms4327(1画面1.2ms)43柴油机燃烧观察1ms4428(1画面1.2ms)44柴油机燃烧观察1ms4529(1画面1.2ms)45柴油机燃烧观察煤烟氧化不完全→PM燃烧结束期1ms最后的喷射未燃烧燃料→46HC,PM3046柴油机燃烧观察煤烟氧化不完

8、全→PM1ms最后的喷射不燃烧燃料→47HC,PM3147柴油机燃烧观察总结煤烟氧化不完全→PM燃料喷射期间扩散燃烧预混合燃烧燃烧(热发生)期间发火落后期间最后的喷射不燃烧燃料→48HC,PM1ms/1200rpm3248柴油机燃烧HC减少对策Tier0Tier2～3喷射结束喷射结束体积减低主喷射后的燃料滴燃料滴减少4949柴油机燃烧HC减少对策Tier2～3Tier3～5050柴油机燃烧概念模式燃料喷出预混合燃烧煤烟浓厚煤烟生成开始混合汽5151柴油机燃烧概念模式煤