柴油机瞬变工况的动态响应及燃烧劣变研究

黄闯+郝朝增+王海波+边超然

摘 要：在相同的加载时间下，柴油发动机的油量、转矩、进气量和NOx的滞后系数依次增大。然而，随着加载时间的缩短或转速的减慢，各参数的滞后系数逐渐增大。与稳态工况相比，瞬变过程中发动机存在进气延迟、空燃比降低、滞后系数增大、绝对响应时间增加、燃烧相位推迟、烟度和燃油消耗率增加等燃烧劣变问题，且随着加载时间的缩短或转速的减慢，上述问题越发严重。

关键词：柴油机；瞬变工况；动态响应；燃烧劣变

中图分类号：TK421+.2 文献标识码：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2016.08.110

1 测控系统及试验工况

1.1 测控系统

试验所用的高压共轨、增压中冷柴油机的主要参数为缸径112 mm，活塞行程145 mm，总排量8.6 L，压缩比17，标定功率为257 kW（100 r/min），最大转矩1 500 N·m（1 330 r/min）；喷油系统为高压共轨，进气类型为增压中冷，增压器为HOLSET400。瞬态测控系统采用单片机精确控制油门电压信号，配合电涡流测功机实现发动机恒转速增转矩的典型瞬变工况。在整个柴油机发动的过程中，采用高响应速率的传感器和高速A/D采集卡搭建实时测控系统，同时实现对发动机转速、转矩、进气量、消光式烟度、进/排气压力、温度等数据的采集。

1.2 试验方案

在试验的恒转速增转矩瞬变过程中选择了3个典型的转速。在瞬变开始时，先在各个恒定转速的零负荷情况下稳定工作10 s，然后匀速增加柴油机的油门电压。在此过程中，需要保证加载时间匀速增加，使柴油发动机的负荷从该转速的初始负荷增加到100%负荷，整个加载过程所用的时间为3 s。……