高性能低排放小型非道路柴油机的开发-IngentaConnect.PDF

第28 卷 第5 期 农 业 工 程 学 报 Vol.28 No.5 32 2012 年 3 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Mar. 2012 高性能低排放小型非道路柴油机的开发 1 1 1 2 2 2 尹必峰 ，黄晨春 ，刘胜吉 ，何建光 ，孙建中 ，程用科 （1. 江苏大学汽车与交通工程学院，镇江 212013 ； 2. 常柴股份有限公司，常州 213002 ） 摘 要：以某小型非道路单缸直喷式柴油机为研究对象，综合运用CAE 与CFD 优化设计技术，从燃烧系统多参数优化 匹配与机械系统改进设计2 个方面入手，进行高性能低排放小型非道路柴油机开发。利用Hydism 与Fire 等多维模拟软 件，对燃油供给系统参数、燃烧室与进气涡流参数进行虚拟协同优化，分析三者对燃烧过程与排放性能的影响，并确定 了优化方案；同时利用有限元分析软件，对机体、缸盖及活塞等机械系统进行改进设计，提高整机的刚度强度及可靠性， 有效降低机油耗。试验结果表明：最终优化方案与原机相比，燃油经济性与排放性能得到有效改善，CO、HC+NOx 、PM 排放分别减少了49% 、58%、74%，燃油耗降低了6.9%，机油耗降低了59%，可满足EPA 非道路柴油机第Ⅳ阶段法规限 值，为高性能小型非道路柴油机开发提供了参考。 关键词：柴油机，机械装置，设计，燃烧系统，排放 doi ：10.3969/j.issn.1002-6819.2012.05.006 中图分类号：TK42 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2012)-05-0032-07 尹必峰，黄晨春，刘胜吉，等. 高性能低排放小型非道路柴油机的开发[J]. 农业工程学报，2012，28(5)：32－38. Yin Bifeng, Huang Chenchun, Liu Shengji, et al. Development of small off-road diesel with high-performance and low emission[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 20 12, 28(5): 32 －38. (in Chinese with English abstract) 0 引 言 表1 原柴油机主要技术参数 Tible 1 Primary parameters of original diesel 单缸非道路柴油机在农业生产中发挥着重要作用,是 项目 参数 中小型拖拉机、微型耕作机械、排灌和喷灌机械等农业 型式 单缸、直列、蒸发水冷、自然吸气、四冲程 [1-2] 机械的主要动力源，近年来年产销量在700 万台左右 。 燃烧室型式 直口式 随着社会对能源与环境问题的日趋关注，单缸非道路柴 缸径×冲程/mm 105×120 油机面临着节能环保的巨大挑战。由于单缸柴油机的