电控单体泵燃烧系统匹配试验研究.pdf

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1、第5期(总第190期)车用发动机No．5(Seria1No．190)2010年1O月VEHICLEENGINEOCt．2010电控单体泵燃烧系统匹配试验研究强永平，樊巨延，徐春龙，许俊峰，于波(中国北方发动机研究所，山西大同037036)摘要：对新132发动机燃烧系统进行了匹配试验，阐述了供油系统改进、喷孔参数匹配、燃烧室优化的整个过程，确定了新燃烧系统合理的供油参数、喷孔方案和燃烧室方案，并对比分析了燃烧系统改进前后燃烧放热过程的差异，最终实现了原机功率提升45的性能指标。关键词：电控单体泵；燃烧系统；匹配

2、；燃烧过程中图分类号：TK421．2文献标志码：B文章编号：1001—2222(2010)05—0066—03节能与减排是当今世界发展的潮流。燃烧过程字显示设备。试验采用AVL620燃烧过程分析系统的完善与否直接影响到柴油机的经济性和动力性。测量泵端压力和气缸压力，计算分析燃烧放热率及放燃烧系统的优化匹配是使燃烧更完善、更柔和，损失热参数。试验发动机原燃烧系统参数见表1。更小，排气更清洁的主要途径口]。实践证明，影响表1原燃烧系统参数直喷式燃烧系统工作的主要因素是燃油喷射方式、缸径／ram132行程／ram1

3、45进气质量和燃烧室形状。为了寻求燃烧系统的最佳喷油器凸出8孔匹配，应同时考虑这三者的相互影响[3]。高度／2．8喷油器ram孔径0．23mm中国北方发动机研究所通过改进燃油喷射过程压缩比17供油系统直列泵和进气质量实现了150增压柴油机新燃烧系统的研气道一切向，一螺旋供油压力／MPa100制l_4。北京理工大学开发的双卷流燃烧室通过改变涡流比0．75供油提前角／(。)15燃烧室形状来改变燃烧室内气流运动状况，从而改进气相位／(。)27．5／38．5燃烧室浅m型变油气混合效果L5]。江苏大学通过采用双喷油器燃

4、排气相位／(。)57／25启喷压力／MPa29烧系统提高混合气形成质量，从而改善燃烧过程]。原机标定点(2100r／min)和最大扭矩点为了满足对提高功率和改善经济性的要求，132(1300r／rain)性能指标见表2。发动机燃烧系统的匹配目标是在缸径保持不变的基表2原机性能础上适当提高标定转速，重新匹配燃烧系统，功率提升45并改善经济性。考虑到原机结构强度，限转速／r·rain进气压力／kPa单缸功率／kW130O12534制最高燃烧压力为17MPa，模拟单缸机的排温不大210O18O55于650℃。以下对

5、新132柴油机燃烧系统(燃油喷燃油消耗率／g·(kW·h)最高燃烧压力／MPa排气温度／'C射、进气以及燃烧室)匹配进行试验研究。21315．253O1试验条件及研究方法23115．06101．1试验及测试设备1．2研究方法燃烧系统的研究工作主要在模拟增压单缸机上柴油机强化的主要途径有：提高标定转速，增加进行，进气压力由压缩机提供并通过旁通阀调节，进单位时间的做功次数；合理组织燃烧，提高循环指示气温度由电加热器调节，排气背压由锥形阀调节。效率。因此，通过对进气参数、喷射过程参数、燃烧测试设备包括D350水力测

6、功器、XTM70A转速室形状参数进行试验匹配，在缩短燃烧时间的同时仪、XSB扭矩仪、YHB一5油耗仪、油温油压及水温数加速喷油和油气混合，以加速燃烧进程，可以提高发收稿日期：2010—07—14；修回日期：2010—09—09作者简介：强永平(1971一)，男，高级工程师，主要研究方向为燃烧过程及性能匹配；qypqzb2003@163．com。2010年1O月强永平，等：电控单体泵燃烧系统匹配试验研究动机的动力性能和经济性能。3新燃烧系统匹配试验方案包括3个阶段：采用电控单体泵供油系统代替原直列泵，实现功率大

7、幅度提高；喷孔参数3．1供油系统匹配匹配试验，实现功率进一步提高和优化；燃烧室匹配供油系统的改进主要是用以提高喷油率和喷油试验，实现性能优化。在进行上述方案的同时进行压力：采用性能更好的电控单体泵供油系统代替原进气参数的调整试验。直列泵；凸轮型线采用切线凸轮，启喷压力由29MPa提高到32MPa；高压油管内径由1．8mm2燃烧系统改进分析增加到2mm，喷射压力由90MPa提高到实现以上性能目标的关键在于加速喷油和油气130MPa。在其他条件不变情况下，标定点平均喷混合，以加速燃烧过程。因此，需要增大喷油和进气

8、油速率由8．06mm。／(。)提高到9．68mm。／(。)。通的能量，进行细致的匹配试验，寻求最佳的燃烧系统过供油提前角优化、进气参数匹配，单缸机性能进一参数。改善燃烧的对策是：增大进气的充量密度；提步提升，实现了单缸机性能指标(见表4)：转速不高喷油率和喷油压力；优化喷油器和燃烧室参数。变，功率由50kW提高到69．3kW，增长率约39；性能改进目标见表3。燃油消耗率由259g／(kw·h)降低到