低溫環(huán)境下柴油機冷起動的熱力過程研究

趙立艷，雷基林，劉 懿，鄧 偉，鄧晰文

（昆明理工大學(xué)云南省內(nèi)燃機重點實驗室，昆明650500）

0 概述

柴油機因其良好的動力性和環(huán)境適應(yīng)性而被廣泛應(yīng)用于各種特殊領(lǐng)域。中國地域遼闊，南方地區(qū)冬季溫度普遍在0 ℃以下，北方地區(qū)冬季氣溫最低可以達到-53 ℃。低溫環(huán)境下柴油機冷起動困難的問題一直未得到妥善解決，導(dǎo)致中國在物資運送、應(yīng)急救援與國防軍事等領(lǐng)域的發(fā)展處于被動局面［1］，因此開展低溫環(huán)境下柴油機冷起動性能的研究已成為無法回避的重要問題。同時，2020年9月中國政府在第七十五屆聯(lián)合國大會上提出“碳達峰、碳中和”的減排目標(biāo)，預(yù)示著未來降低包括內(nèi)燃機在內(nèi)的產(chǎn)品的碳排放物將成為國家重點工作和行業(yè)發(fā)展的重要趨勢。美國加州已經(jīng)開始采用低溫起動測試循環(huán)，中國的該項工作也將陸續(xù)展開。

冷起動性能是現(xiàn)代柴油機的重要評價指標(biāo)，而熱力過程是決定柴油機能否冷起動成功及排放性能優(yōu)劣的最根本因素，因此對柴油機冷起動工況的熱力過程開展深入研究尤為重要。冷起動是一個瞬態(tài)過程［2］，氣缸內(nèi)的熱力狀態(tài)實時變化，這對研究工作造成了很大的困難。國內(nèi)外學(xué)者對影響冷起動的因素開展了大量的研究［3］。控制策略方面，文獻［4］中利用高原環(huán)境模擬試驗臺研究了環(huán)境溫度對冷起動的起動時間和怠速轉(zhuǎn)速的循環(huán)變動率的影響；文獻［5］中研究了預(yù)熱時間、起動電壓、起動時間對冷起動性能的影響；文獻［6］中研究了燃料溫度、環(huán)境密度、噴油壓力對燃燒延遲角的影響；……