降低柴油机排放,燃烧噪声和燃油耗的技术.pdfVIP

维普资讯 一 2I 6 1995年第 6期 国 外 内 燃 机 试 验 研 究 Tk421． 丁 JI6 降低柴油机排放、燃烧噪声和燃油耗的技术 【日】 KohketsuS MorIK Kat0T等 0，f七七 J ． 娠 平 片摘要 为7降低排放和燃烧囔声以及改进燃油耗，通过分析放热率、针阀 程和 唷油压力．研究7柴油机燃烧亲统各参数，诸如喷油压力、喷孔直径、涡流比和废气再 循环率对排放 、燃烧噪声和燃油耗的影响．并根据这些研 究结粟 ．叙述 j排放和燃烧 噪声的降低 以及燃油耗的改进 。研 究结果表明：减小喷孔 直径对降低烟度和颗粒有 效，而优化喷油定时和涡流比还可降低NOx。此外 ，采用废气再循环和提高喷油压力 可以改进燃油耗、保持低的NOx和颗粒，而提高压缩 比和瘴小喷孔直拄剐对降低燃 烧噪 声、保持低排 放有效。 叙词： 柴油机 燃烧系统 废气再循环 燃料消耗率 排放 影响 研究 l 前言 ． 最近几年，对环境保护的 日益关注导致人们对诸如汽车排放引起的空气污染和汽车产生 的噪声等严重问豚有 了普遍的认识。汽车柴油机也不例外 。全世界不断要求降低排救和噪声 ， 从而也就不断要求严格柴油机的法规。此外，从为用户呼吁的观点出发 ，不仅孺要降低排放和 噪声，而且还要保持和改进动力性和燃油经济性 。事实上，已经按照这样的方法进行 了许多研 究 。 但是 ，一般是在撵放与燃烧噪声以及 NOx与颗粒之间进行折衷 。要求同时降低所有这些 指标在技术上有相当困难，因此有关这方面的论文为数不多。 本文论述了在中载型柴油机上所作的研究、以阐明喷油定时、雎鳙比、喷油压力等燃烧系 统基本参数对 NOx、颗粒、燃油耗和燃烧噪声的影响。根据这些研究结果考虑 了同时降低排 放、燃油耗和燃烧噪声的方法。还阐明了废气再循环的影响，并且考虑了进一步降低排放和燃 油耗的可行性 。 2 试验样机和试验程序 由于研究工作主要是 了解燃烧系统基本参数的影响 ，因此选用非增压发动机作为试验样 机 。该机为7．5L、直列 6缸直喷非增雎柴油机。试验样机缸径×行程为 ll8mmX115ram。 2．1 排放和燃烧噪声评定程序 排放水平按照 日本重载柴油机排救试验程序对NOx和颗粒评定。颗粒则采用多管式部分 流稀释通道 中所测值进行评定 。 燃烧噪声系由燃烧过程 中气缸压力所产生。作为激振力的气缸压力通过组成发动机结构 的零部件传输并逐渐衰减下去 ，象声音一样．从缸盖、曲轴箱等处辐射开来成为燃烧噪声。在燃 烧噪声和气缸雎力之间 ，各频率组分显然存在下列关系 。 燃烧噪声=TC×UP 维普资讯 国 外 内 燃 机 1995年第 6期 式 中：TC’——传递系数 ； CP—— 气缸压 力 这表 明燃烧噪声可 以用频谱分析的气缸压力级 (下称 CPL)来评定．因此燃烧噪声就可根 据气缸压力的测量通过计算用CPL来评定，并用 lkHz值作为整个频率范围内评定各CPL值 的基准值 其理 由如下。 图1表示试验样机从怠速到 8O 额定转速(2200r／min)1o0 负荷各工况时，对发动机噪 声所作的 1／3倍龋程频谱分析的结果。图中声压级 (SPL)用 A计权值表示。在整个工况q， SPL在 125kHz处有最大峰值 在 l~2kHz范围为高值区。由图可 以明显看出在 l～2kHz处 的SPL是产生噪声的主要因素。因此 ，在研究CPL及其与发动机噪声(总噪声级)关系时选用 了]kHz值，其结果见图2所示。该图显示，在发动机整个工况内，发动机噪