重型柴油機(jī)可變氣門系統(tǒng)的開發(fā)及實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、現(xiàn)代柴油機(jī)在高負(fù)荷時(shí),如何提高熱效率同時(shí)實(shí)現(xiàn)超低NOx和微粒排放是一大難題。作者課題組提出了柴油機(jī)燃燒過程混合和化學(xué)時(shí)間尺度控制及燃燒路徑控制概念,提出了一種高熱效率和超低排放燃燒理論—“高密度-低溫”燃燒理論。高密度-低溫燃燒過程主要通過兩級(jí)渦輪增壓和進(jìn)氣門晚關(guān)來組織。進(jìn)氣門晚關(guān)可以降低有效壓縮比,降低壓縮階段的壓力和溫度,延長滯燃期增加混合時(shí)間,控制預(yù)混燃燒的著火和燃燒過程。
　　為了實(shí)現(xiàn)高密度-低溫燃燒過程,降低發(fā)動(dòng)機(jī)主要有

2、害物排放并提高熱效率,本文作者創(chuàng)造性地提出并設(shè)計(jì)了一種滑閥式兩模式進(jìn)氣門晚關(guān)機(jī)構(gòu)(IVCA)。兩模式是指氣門既可以按照原凸輪型線運(yùn)行,也可以通過液壓活塞產(chǎn)生一個(gè)附加升程疊加在原凸輪升程上使進(jìn)氣門晚關(guān),兩模式工作可以滿足發(fā)動(dòng)機(jī)不同工況下的要求。工作過程仿真分析表明,該系統(tǒng)可以有效地推遲進(jìn)氣門關(guān)閉定時(shí),進(jìn)油孔、回油1孔對(duì)于氣門關(guān)閉定時(shí)延遲角度影響巨大,而回油2孔對(duì)于氣門落座速度有著重要影響;同時(shí)發(fā)現(xiàn)采用較小的進(jìn)油孔直徑及合理的回油2孔開啟位

3、置可以獲得較好的氣門關(guān)閉定時(shí)轉(zhuǎn)速一致性。通過實(shí)驗(yàn)標(biāo)定確定了最優(yōu)的參數(shù)組合為進(jìn)油孔直徑1.3mm,回油1孔直徑1.0mm,回油2孔直徑2.0mm,回油2孔開啟位置1.1mm。兩模式工作的進(jìn)氣門晚關(guān)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便,特別適合安裝于現(xiàn)有重載柴油機(jī)上,優(yōu)化完成的氣門關(guān)閉定時(shí)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)不同運(yùn)行工況都有很好的適應(yīng)性,通過微調(diào)的進(jìn)氣門關(guān)閉定時(shí),具有很好的各缸一致性。較好轉(zhuǎn)速適應(yīng)性和高的各缸工作一致性使本系統(tǒng)具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值。
　　IVCA

4、對(duì)于發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒實(shí)驗(yàn)的研究影響證明,大負(fù)荷時(shí)IVCA是降低缸內(nèi)壓力最為有效的手段。中等負(fù)荷下IVCA對(duì)于燃燒過程的控制和排放物控制的效果明顯,IVCA降低了有效壓縮比,降低了壓縮階段的缸內(nèi)壓力和溫度,增加了滯燃期,混合時(shí)間增加,獲得了更加均勻的混合氣,減少了局部濃區(qū),有利于降低碳煙排放,IVCA降低了進(jìn)氣量,降低了著火前的溫度,且當(dāng)量比增加,NOx排放降低,最終使NOx和碳煙的折衷排放改善。IVCA對(duì)重載柴油機(jī)熱效率的影響顯著,隨著進(jìn)氣門