基于小型柴油機(jī)多噴油參數(shù)協(xié)同優(yōu)化的試驗(yàn)研究

曾正祥，狄亞格，繆雪龍，鄭金保，何佳鑫，李高明

（1.上海工程技術(shù)大學(xué) 機(jī)械與汽車工程學(xué)院，上海 201620；2.山東福瑞斯動(dòng)力科技有限公司，東營(yíng) 257081）

0 概述

內(nèi)燃機(jī)是當(dāng)今動(dòng)力機(jī)械的主要?jiǎng)恿υ矗堑缆贰⒎堑缆窓C(jī)械和國(guó)防裝備的主導(dǎo)動(dòng)力。在環(huán)境污染、全球變暖、能源危機(jī)的多重壓力下，發(fā)展安全、清潔、高效的內(nèi)燃機(jī)有著重要意義［1-5］。據(jù)《機(jī)動(dòng)車環(huán)境管理年報(bào)（2021）》統(tǒng)計(jì)，2020年全國(guó)非道路移動(dòng)機(jī)械NOx排放量為478.2萬(wàn)t、HC排放量為42.5萬(wàn)t、顆粒物（particulate matter，PM）排放量為23.7萬(wàn)t，NOx+PM排放量已與機(jī)動(dòng)車排放相當(dāng)。其中，2020年公布的8 360個(gè)機(jī)型的非道路移動(dòng)機(jī)械中，93.5%的動(dòng)力裝置是柴油機(jī)，而小型柴油機(jī)在農(nóng)業(yè)機(jī)械和工程機(jī)械中應(yīng)用廣泛［6］。因此，小型非道路柴油機(jī)排放和油耗的優(yōu)化升級(jí)對(duì)于環(huán)境的改善和國(guó)家“雙碳”目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有著重要意義。

中國(guó)非道路柴油機(jī)第四階段排放法規(guī)2022年年底將在全國(guó)實(shí)施［7］。對(duì)于功率37 kW以上的中大型柴油機(jī)，先進(jìn)的排放后處理技術(shù)可以使其有效地達(dá)到排放法規(guī)要求［8］；而對(duì)于37 kW以下的小功率柴油機(jī)，受成本、體積結(jié)構(gòu)和應(yīng)用環(huán)境等因素的限制，選擇性催化還原（selective catalytic reduction，SCR）、柴油機(jī)顆粒捕集器（diesel particulate filter，DPF）等車用發(fā)動(dòng)機(jī)排放控制技術(shù)難以直接應(yīng)用，機(jī)內(nèi)凈化技術(shù)成為重要的節(jié)能減排手段。文獻(xiàn)［9］中通過(guò)控制進(jìn)排氣門的開(kāi)閉時(shí)刻，引入內(nèi)部廢氣再循環(huán)（exhaust gas recirculation，EGR）系統(tǒng)，降低了某款小型非道路柴油機(jī)的NOx和HC排放量，但導(dǎo)致煙度和油耗增加。文獻(xiàn)［10］中通過(guò)計(jì)算機(jī)仿真對(duì)某非道路用柴油機(jī)的活塞碗結(jié)構(gòu)、氣門渦流比進(jìn)行優(yōu)化，從而降低了發(fā)動(dòng)機(jī)污染物排放。……