喷油器结构参数对重型柴油机影响的研究.pdf

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1、InternalCombustionEngine&Parts·35·喷油器结构参数对重型柴油机影响的研究朱天一;赵龙;赵小虎;王超（安徽江淮汽车股份有限公司，合肥230601）摘要:本文在一台某重性柴油机上研究了不同喷油器参数对柴油发动机性能及排放的影响，研究表明喷油器的流量、孔数、落点对柴油发动机的燃油经济性、涡前温度、烟度排放等有非常大的影响，其中喷油器不同的流量对发动机高低转速及负荷的性能表现有较大影响；喷油嘴的孔数对柴油发动机高低负荷的燃油经济性及烟度有不同的优化方向，孔数多的油嘴利于低负荷的燃油经济性，孔数少的油嘴利于高负荷的烟度；喷油器油束不同的落点对发动机的SOOT排放

2、影响较大，落点越深越利于排放区的烟度及燃油经济性。关键词:喷油器；喷油器结构参数；烟度0引言1.2试验方法随着我国大气污染日益严重，柴油机的排放普遍被认本研究主要是探讨不同流量、孔数及油束落点的喷油[1]为是污染的主要因素之一。我国也将加速国V排放法规器对发动机性能及排放的影响，4款喷油器主要特性参数在全国区域性的实施。目前主流开发路线是高压共轨+增见表3、表4，主要试验工况见表5、表6。压中冷+DOC+SCR+多次喷射技术路线，SCR处理NOX，机表3喷油器矩阵[2]内净化处理碳烟从而满足国V排放对于降低NOX和PM喷油器编号孔数流量（ml/30s@100bar）理论落点结果的要求

3、。喷油器的结构参数对柴油机的排放控制及燃油经济1#73805.51mm性有着至关重要的作用，主要包括喷油器的流量参数、孔2#83805.51mm3#74255.51mm数参数和油束落点，柴油机可通过匹配不同的喷油器结构4#84255.51mm参数获得不同的喷雾效果，影响缸内的燃烧情况，喷油器表4喷油器与垫片匹配矩阵油束的落点和流量是燃烧室中油气混合的关键因素。良好的油嘴匹配可以获得较低的碳烟排放[3，4]，这对SCR机型喷油器编号垫片厚度锥角理论落点尤为重要。本文在一台重型柴油机上研究了不同的喷油器2.0mm157°5.51mm结构参数对柴油机燃油经济性及排放的影响，对柴油机设3#1

4、.5mm157°6.0mm1.0mm157°6.5mm计开发有着一定的工程应用价值。1试验装置与研究方法表5发动机外特性工况1.1试验装置与发动机技术参数转速10001200140016001800试验样机为某重型柴油机，主要采用180MPa高压共扭矩220270310340355轨（BOSCH）、WGT增压器、双顶置凸轮轴等先进技术。发功率2334455767动机主要性能技术参数及试验设备见表1，表2：220024002600280030003200表1柴油机主要技术参数355355355345338328828997101106110排量2.7L气缸/气门数4Cyl.4Valve

5、s/Cyl缸径/冲程93.5mm/100mm表6ESC试验循环工况表(除怠速点)额定功率/转速110kW@3200rpm负荷最大扭矩/转速355Nm@1800~2600rpm转速（rpm）25%50%75%100%额定点比油耗230g/kWh最高喷射压力170bar200589178266355增压器技术类型WGT244589178266355288586171257342表2试验主要的仪器设备设备名称型号生产厂家2试验结果及分析电力测功机202/12SLAVL2.1不同流量结果分析电控标定系统INCAV7.0ETAS图1及图2是不同流量油嘴外特性试验的试验结果，油耗仪735ICST

6、AVL烟度计415SAVL由图1可知不同流量的油嘴对中低转速时的比油耗影响废气分析仪AMAI60AVL不大，高转速时大流量油嘴比油耗表现更好，小流量油嘴进气流量计ABB_1200kg/hABB表现较差，同时也导致了高转速时小油量油嘴的涡前温度燃烧分析仪INDISET-622AVL稍高；对排放而言，由图2可以看出，小流量油嘴在低转速·36·内燃机与配件时烟度表现更好，但中高转速时因为小流量油嘴喷油时间更长，使得燃烧时间偏长导致高速时小流量油嘴烟度表象较差；NOX的排放总体上与烟度趋势相反。图5不同流量油嘴高负荷扫点烟度结果图1不同流量油嘴外特性BSFC及T3图6不同流量油嘴高负荷扫点B

7、SFC结果图7及图8是不同孔数油嘴外特性试验的试验结果，图2不同流量油嘴外特性NOX及烟度由图7可知不同孔数的油嘴对发动机外特性的比油耗影图3及图4是不同流量油嘴在排放区低负荷点时控响不大，孔数多的油嘴外特性涡前温度则略高；从图8可制轨压1100-1300bar，主喷提前角0-7度的扫点结果，由以看出，孔数少的油嘴外特性烟度表现更好，NOX则趋势图可见低流量的油嘴在低负荷时的烟度表现稍好，比油耗相反。两者相差不大。图7不同孔数油嘴外特性BSFC及T3图3不