一种基于单体泵供油的重型柴油机燃烧系统的开发.pdf

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1、第40卷第5期2011年10月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDMOTORCYCLEV01．40No．5Oct．20ll一种基于单体泵供油的重型柴油机燃烧系统的开发李耀宗强永平蔡忠周李云广徐春龙(中国北方发动机研究所山西大同037036)摘要：采用单体泵供油系统改善喷油特性提高性能是重型柴油机燃烧系统的发展趋势。本研究在现有机型基础上，开发基于单体泵供油的柴油机燃烧系统，通过燃烧系统经验匹配计算，确定了转速、最高燃烧压力、活塞平均速度、进气压力、进气温度以及喷孔

2、方案等参数范围；经过一维性能计算分析，参数选取合理，性能满足指标要求；三维缸内过程仿真分析了两种喷孔方案的喷雾特性、燃烧反应率、放热率等的差异；最后试验验证了燃烧系统匹配是合理的，性能指标实现了大幅度提高。关键词：电控单体泵燃烧系统仿真试验中图分类号：TK421+．26文献标识码：A文章编号：1671—0630(2011)05—0039—04CombustionSystemDevelopmentonaHeavyDutyDieselwithUnitPumpFIELiYaozong-QiangYongping，C

3、aiZhongzhou，LiYunguang-XuChunlongChinaNorthEngineResearchInstitution(Datong，Shanxi，037036，China)Abstract：Toimprovethefuelsprayandcombustioncharacteristics，ElectronicUnitPump(EUP)systemiswidelyusedonHDdiesel．Thecombustionsystemdevelopmentisdiscussedforadiese

4、lwithEUP．Therangeofthemaincombustion·relatedparametersisinitiallydefinedwithexperience，suchas：enginespeed，peakfirepressure，meanpistonspeed，intakepressure，intaketemperature，andfuelspraylayout．The1-Dcalcu—lationindicatesthattheselectedparameterisfeasible。With

5、3-Dsimulation，thedifferencesofspray-charac—teristic，combustion—reaction—rate，rateofheat—releasebetweentwonozzleholesformsareanalysed．Theex—perimentalresultsvalidatethesimulation，andtheengineperformanceisdeveloped．Keywords：EUP，Combustionsystem，Simulation，Exp

6、erimentation引言按某重型发动机项目研发需求，在现有150系列柴油机机型基础上，开发一种基于我所自主研发的电控单体泵供油的燃烧系统，满足单缸功率输出要求。项目具体指标要求如下：发动机转速／(r·min叫)：2400—2600功率／kW125油耗率／(g·(kW·h)d)：230缸内最高燃烧压力／MPa16．5研究用320单缸机基本结构参数如下：缸径×冲程／ram×mm150×160连杆长度／mm300进气螺旋道涡流比1．47燃烧室∞型压缩比13．5电控单体泵基本结构参数如下：柱塞直径×升程／(mmx

7、ram)14×18循环油量／(mm3／循环)490最高供油压力／MPa1501单缸机试验初始控制参数的确定I．1发动机转速的确定由公式：作者简介：李耀宗(1981一)，男，助理工程师，主要从事内燃机燃烧过程研究。小型内燃机与摩托车第40卷120P。120×125pm21了21面F则可计算出如下结果，见表1：表1发动机转速及相关参数关系∥(r·min一)2伽25002600p。／MPa2．2l2．122．03P：／MPa16．515．915．2C。／(m·s。1)12．813．313．8根据以往发动机燃烧系统匹

8、配经验，如果不考虑随发动机转速增高，发动机机械效率叼。随之下降因素，则有，缸内最高燃烧压力P：与平均有效压力p。成正比，大致可认为P。=Ap。。随发动机具体机械效率不同，系数选取发生变化。据320单缸机以往试验情况，选取A=7．5。据表格中数据可知，基于现有缸盖强度考虑，单缸125kw时发动机转速应大于等于2400r／min，以控制缸内最高燃烧压力低于16．5MPa。*C据公式c。=篡，冲程不变，转