低排放单缸风冷柴油机的优化设计与匹配

以非道路单缸风冷192 F柴油机为研究对象,匹配蓄压式喷油系统,以低排放为核心目标,计算并设计了高压油泵凸轮和电控喷油器喷嘴参数,优化了螺旋进气道,重新设计了燃烧室几何形状并优化了喷油油线在燃烧室的分布,使燃烧室、进气道与蓄压式喷油系统相匹配.在标定工况、最大转矩工况下进行了喷油参数对工作过程、排放和性能影响的研究,以标定最佳喷油参数,得到该样机的全工况喷油参数Map.该样机稳态8工况排放试验的CO、HC+NO_(x)和颗粒物(PM)排放结果分别为3.66、5.72和0.35 g/(kW·h),与非道路柴油机国Ⅲ排放限值相比,其劣化余量系数分别为1.50、1.31和1.71,在劣化周期内各排放均具有足够的劣化余量,该样机可满足现行非道路柴油机排放法规要求,具有满足未来更严格排放法规的潜力.

涡流室柴油机喷油系统优化对排放和噪声的影响

以R180柴油机为样机研究了喷油系统参数对小型非道路涡流室柴油机排放和噪声的影响,运用数值模拟和试验相结合的方法,通过优化喷油系统参数提高喷油压力、获得合理的喷油规律、减少滞燃期内的喷油量来优化燃烧过程。结果表明:喷油系统优化后柴油机标定工况有效燃油消耗率下降了4.4%,烟度减少了2.0 BSU;整机NOx、CO、HC、颗粒(PM)排放与原机相比分别下降了27.8%、72.2%、75.9%、54.2%;最高燃烧压力下降了11.84%,压力升高率降低了48.5%,实测整机噪声声功率级下降了1.4 dB(A)。柴油机整机性能、排放和噪声性能大幅度提升,优化后整机排放满足非道路柴油机国三排放限值要求,研究结果可为小功率涡流室柴油机的排放和噪声等性能优化提供参考。