喷油孔积碳对柴油机性能影响的统计分析

喷油孔积碳对柴油机性能影响的统计分析

对柴油机性能和排放的要求不断增加，使柴油机喷射系统的喷射压力也不断增加，相应喷油孔的直径不断减少，这将增加喷油孔产生积碳的可能性。喷油孔出现积碳将导致喷油孔内部结构以及出口结构发生变化，影响燃油喷射模型，造成燃油喷雾品质下降、燃烧效率降低，进而影响柴油机的动力性和经济性。因而，对喷油孔积碳进行分析，则有利于对柴油机进行优化设计。

一般来说，喷油孔出现积碳主要是由于喷油器针阀关闭后，喷油孔存在少量柴油残留，而气缸对外膨胀做功可导致缸内温度上升，这使喷油孔残留柴油发生高温裂化反应，形成积碳。通过试验确定喷油孔积碳对柴油机动力性和经济性的影响。试验采用一台应用于皮卡车上的直列4缸柴油机，该发动机配备喷射压力180MPa的共轨燃油喷射系统、废气再循环（EGR）系统和柴油微粒过滤器（DPF）后处理系统。试验时，使用不同老化程度的喷油嘴，相应喷油孔表现出不同的积碳程度，记录不同柴油机参数下的输出功率和燃油消耗，柴油机参数包括发动机负荷、喷射压力、喷油正时、喷射持续时间、EGR率等。所有试验使用的燃料均满足加州能源委员会（CEC）制定的CEC RF-79-07标准。利用统计学概念对试验结果进行分析。分析结果显示，喷油孔积碳将引发柴油机功率损失和燃油消耗增加，且该结论在统计学上的置信度为95%。

Christiane Behrendt et al. SAE 2017-01-0803.

编译：王淼