内燃机车柴油机停缸节油技术设计研究.pdf

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1、第1期2叭4年2月冈燃机111temalComhlstionEngines、o．1Feh．2014内燃机车柴油机停缸节油技术设计研究班立权，郜永涛，肖孟英(株洲南车时代电气股份有限公司，湖南株洲412001)摘要：停缸节油技术能够解决内燃机车柴油机长时间空载状态下功率需求、燃油消耗、有害气体排放之间的矛盾。详细介绍了柴油机在0．33，0．5，0．66三种功率比率下的停缸技术下点火控制，给出了工作状态机逻辑图和转换约束条件。研究表明，与柴油机正常模式工作相比，使用停缸节油技术可节约空载燃油20％以上，具有非常好的经济价值。关键词：柴油机；电喷控制系统；

2、停缸技术；燃油消耗率；节油中图分类号：TK422文献标识码：A文章编号：1000—6494(2014)01—0048—04DesignandImplementation0fCyUnderDeactiVationTechnologyforLocomotiVeDieselEngineBAN“qLlan，GAOYongtao，XIAOMeng)ring(Zhl】出伽CSRTimesElec扛icCo．，Ltd．，Zhuz}lou412001，CIlim)Abstract：CylinderdeactiVationcouldsolVetllecontradic

3、tionbetweenenginepowerand{heleconomy，andreduceh删ulemissionseffectively．Thisp印erfocusesonthecontmlschemeofv撕ableratiosofcylinderdeactivationandcontmlstmtegy0fcylinderdeactivation，Threecylinderdeactivationmodesweregiven，Thecontrolstrategyofcylinderdeactivationwasstudiedprelimin耐l

4、y．ThecomponentsandcontmlnowchartofcylinderdeactiVationcontrolmoduleweredesigned．Researchshowedthat，comparedwithc6nventionalen舀ne，印plicationoftechnologyofcylinderdeactivationcanimpmvetheeconomyofen西neby20％ormore．Keywords：dieselen矛ne；electmnicfuelinjection；cylinderdeactivating；sp

5、ecificfuelconsumption；energyconsenration0前言至2011年末，我国内燃机车保有量10500台01，除其中73台HxN3、103台NJ2、650台HxN5采用了电喷柴油机外，其他均为机械式燃油喷射系统的柴油机，总体燃油消耗率较高，有害气体排放未得到有效控制。随着节油、环保的要求，采用电喷技术升级替代已经成为发展的必然趋势。目前对于内燃机车额定工况下柴油机节能、减排措施研究较多，效果也比较明显。但对于柴油机空载模式下的节油措施较少，主要是尽可能降低空载转速。对我国内燃机车运行工况统计发现，柴油机空载运行时间占到总运

6、转时间的50％以上，空载耗油量占总耗油量的7％。特别在北方冬季低温环境下为了机车可靠使用，需要长时间空载保温，使得空载时间占总运行时间的60％以上，研究空载工况节油技作者简介：班立权(1978一)，男，湖南人，硕士，主要研究方向为内燃机车控制技术、柴油机电喷技术研究等。收稿日期：2013—09—04术非常必要。停缸技术作为柴油机节油的有效技术之一，早在20世纪初就有应用，但由于机械式燃油喷射需要加装额外装置，可靠性等方面原因未得到推广应用。随着石油价格攀升、电喷技术的发展，在电喷控制中使用此技术不需要额外装置，其燃油经济性和成本上的优势显现出来。柴油

7、机空载或小负荷运行时，发动机机械效率低，混合气体减少，燃烧过程差，为了保证燃烧而采用较浓的混合气，导致燃烧经济性变差。在此情况下停止部分气缸的工作，为了保证整个柴油机输出功率相当，就要提高工作单缸的功率，使得单缸效率提高。同时废气减少，燃烧得到改善，提高了柴油机的燃油经济性。另外，停缸技术使得柴油机总的燃烧面积减小，降低了传热损失，提高了循环热效率翻。停缸技术率先在乘用车汽油机上使用，其节油效果可达20％”1。对于大功率柴油机，空载负荷低，油耗高，停缸节油改善燃油经济性非常有效，可节油效果达到30％。对于4缸以下柴油机，停第1期班立权，等：内燃机车柴

8、油机停缸节油技术设计研究·49·缸技术带来运转不均匀度增加，振动加剧州，噪音增大问题。但在大功率柴油机，特别