燃油噴射參數對高壓共軌柴油機性能的影響

【摘 要】目前，高壓共軌噴油系統在直噴柴油機中使用非常普遍。其不但能夠單獨控制噴油壓力的同時，還能夠實現高精度噴油量，進而按照發動機以及車輛的運行狀況對燃油噴射進行調整，最終為實現高效，干凈以及低噪音的燃燒過程提供控制指標參數，其已經逐步成為柴油機燃油噴射系統發展的最新方向。本文使用GT-POWER軟件構建高壓共軌柴油機的整機模型，同時對計算值和試驗值進行對比，以其保證整機模型擁有充分的可靠性。通過模擬分析，具體分析噴油壓力，預噴油量以及其他方面對柴油機性能的影響。本文通過模擬研究后發現，加大預噴油量可以有利于減少二氧化氮的排放量，然而預噴油量最好不能太大否則可能會影響發動機的性能。另外適度的加大噴油壓力有利于提升發動機的性能以及經濟性，同時減少Soot的排放量，然而二氧化氮的排放有不斷遞增的態勢。當然這些因素并不是單獨存在的，而是相互作用，相互配合影響著柴油發動機的不同性能，所以務必要強化他們之間的協同配合，提升高壓共軌柴油機的總體性能。

【關鍵詞】燃油噴射參數；高壓共軌；性能

0.引言

目前，高壓共軌噴油系統在直噴柴油機中使用非常普遍。其不但能夠單獨控制噴油壓力的同時，還能夠實現高精度噴油量，進而按照發動機以及車輛的運行狀況對燃油噴射進行調整，最終為實現高效，干凈以及低噪音的燃燒過程提供控制指標參數，其已經逐步成為柴油機燃油噴射系統發展的最新方向。

1.模擬模型

1.1模擬模型的構建

具體構建模型涵蓋了進氣歧管，氣缸，以及噴油器等等。在GT-POWER軟件確立的模型。其主要模塊是初始環境變量模塊，依次標志著增壓中冷后的進氣狀態，以及渦輪前的排氣狀態，其壓力，溫度等不同參數的設立來自于發動機臺架試驗數據，保障了模型的準確性。

1.2模擬模型的檢驗

為了能夠更好的檢驗模型的科學可靠性，把發動機外特點下的計算值以及試驗值進行了對比。發動機主要的性能指標的計算值以及試驗值的誤差都在10%之內，同時變化結果非常接近。盡管Soot排放的計算值同試驗值存在一定程度的差異，但是變化結果也差不多相同。因此，通過GT-POWER軟件模擬模型能夠清楚的表明原發動機的動力性，而且還可以用在定性研究排放性能[1]。

1.3參數的選擇以及原始條件的設立

對噴油壓力以及噴油定時的柔性控制和不同次數的噴射都是高壓共軌燃油噴射系統的獨有的，同時在一定程度上制約了整機性能。在電控高壓共軌系統中，預噴正時一般也是按照主噴正時融合主預間隔來具體明確的。所以在噴射方案為每循環兩次噴射的基礎之上，本文從模擬樣機電噴控制策略模擬研究了噴油壓力，以及預噴油量等對于整機性能的影響程度。

2.模擬結果研究

2.1噴油壓力

在其他參數沒有變化的情況下，提升噴油壓力。從模擬結果來看，噴油壓力的不斷遞增，可靠扭矩以及二氧化氮在趨于增大，但是可靠燃油消耗率卻在降低。從具體原因來看，這是由于提升了噴油壓力可以提升燃油霧化質量，同時推動油氣混合，進而改革了燃燒過程。噴油壓力提升之后，預混合燃燒的比重也在不斷遞增，燃燒重心也在趨于提前，整個燃燒過程也在趨于簡短，這時發動機的熱效率得到提升，所以可靠扭矩得到遞增，燃油消耗率降低。然而噴油壓力提升之后，在滯燃期內噴入氣缸的燃油和組成的混合氣都可能在一定程度上得到提升，讓氣缸內最大爆發壓力可能取得一定程度上提升，這些種種因素的影響都會使得二氧化氮的排放量遞增。另外如果噴油壓力過高的話，其不但會使噴油泵驅動扭矩以及功率遞增，同時還可能對于燃油噴射系統的結構強度和密封性提出非常嚴格的需求[2]。

2.2預噴油量

在其他參數不變化的情況下，依次設立預噴油量為循環噴油量具體指標參數。具體分析出，預噴油量的遞增，可靠扭矩也會趨于降低，可靠燃油消耗率也在趨于加大，然而在轉速達到1000r/min的時候，其變化不是特別的明顯。二氧化氮排放在隨著噴油量遞增的同時，也在出現明顯的降低，然而在轉速達到1000r/min的時候，其指標不會出現下降，反而出現上升的態勢。具體來看，這是由于在循環噴油量沒有變化的情況下，預噴油量出現遞增，但是主噴油量會出現顯著的降低，另外預噴射的燃燒過程基本上都出現在止點之前的，預噴燃油的燃燒在提升缸內壓力以及溫度的同時，同時也會使得壓縮負功的遞增，因此，預噴油量不斷遞增，可靠扭矩減低，燃油消耗率就會加大[3]。

3.結語

綜上所述，本文通過模擬研究后發現，加大預噴油量可以有利于減少二氧化氮的排放量，然而預噴油量最好不能太大否則可能會影響發動機的性能。另外適度的加大噴油壓力有利于提升發動機的性能以及經濟性，同時減少Soot的排放量，然而二氧化氮的排放有不斷遞增的態勢。當然這些因素并不是單獨存在的，而是相互作用，相互配合影響著柴油發動機的不同性能，所以務必要強化他們之間的協同配合，提升高壓共軌柴油機的總體性能。

【參考文獻】

[1]譚靖宇，石秀勇，陳泓等.燃油噴射參數對高壓共軌柴油機性能的影響[J].上海汽車，2012，3（10）：22-23.

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