柴油机热释放速率的实时控制及对散热的影响

柴油机热释放速率的实时控制及对散热的影响

由于燃油质量、气缸公差和组件老化产生的意外燃烧火焰分散，因此会降低发动机性能，增加有害气体排放。研究了采用实时燃烧监控和控制的方法，可使发动机在不良或异常条件下仍能保持良好性能。控制燃烧相位可以控制缸压，可以基于缸内反馈信息调节喷射正时，补偿外部影响造成的燃烧相位改变，燃烧相位能有效地降低由燃油质量变化引起的废气排放；指示平均有效压力可用于燃烧控制，其能够弥补由气缸公差或喷射器老化造成的不同缸内燃油量不同，降低发动机振动和排放。在这项研究中，通过控制发动机的最大放热量补偿燃烧火焰分散，并比较实时控制前后发动机的性能。热释放最大速率是与发动机性能和排放水平高度相关的重要参数。试验在转速1500r/min，制动平均有效压力为400kPa的2.2L 4缸高压共轨柴油机上进行。柴油机参数为高压共轨压力（50～9050MPa）、气门（开度0～100%）、先导喷射正时和持续时间（0～20μs）。根据柴油机参数的变化，分析热释放最大速率控制对燃烧和排放的影响。试验结果表明：①随着发动机参数的变化，控制发动机颗粒物、热释放最大速率能够降低HC的排放量和发动机的燃烧噪声，对NOx排放量影响相对小，但当先导喷射正时发生变化时，热释放最大速率控制会增加NOx排放量；②若将热释放最大速率控制与燃烧相位控制和指示平均有效压力控制相结合，即使在环境突然变化时，也能够在降低颗粒物排放的同时，降低NOx排放。

刊名：Journal of Engineering for Gas Turbines and Power（英）

刊期：2015年第137期

作者：Seungsuk Oh et al

编译：赵唤