重型柴油机高原冷机启动升速期燃烧特性研究

摘要

以某重型增压中冷单体泵柴油机为试验样机,在高原环境模拟试验台上,研究重型柴油机不同海拔下冷机启动过程中升速期燃烧特性问题,结果表明:随着海拔升高,试验样机冷机起动升速期缸内燃烧过程最高爆发压力降低,着火相位延后,燃烧持续期缩短,指示平均有效压力(IMEP)降低,升速期循环数增加,相比0m时,海拔高度3000m时,升速期缸内爆发压力降低27.3％,升速期循环数增加3个;在海拔升高至4500m时,试验样机升速期不但缸内压力降低,在第6循环转速上升至568r/min后开始出现失燃循环,瞬时机转速出现较大的波动,滞速现象出现,滞速幅度平均为68r/min,转速升高率迅速降低,在1～5循环,平均转速升高率为58r/min·cyc,但在滞速现象出现的第6～24循环,平均转速升高率仅为9r/min·cyc,相比0m时,升速期循环数增加17个.随着海拔的升高,着火相位平均每循环延后的曲轴转角明显增加,在海拔0m、3000m,4500m时,着火相位平均每循环延后0.78°CA,1.25°CA,1.97°CA,随着着火相位的迅速延后,导致缸内燃烧稳定性降低,升速期失燃循环的出现,在海拔4500m时,着火相位在第5循环已延后至14.35°CAATDC,在升速期出现了11个失燃循环.通过适当减小喷油量可抑制升速期失燃循环的出现,适当采用方案B+a时,失燃循环的出现延后至第9循环,过程失燃循环减少为4个,升速期循环数减少为15个,滞速出现转速上升至578r/min,滞速幅度下降至38r/min.通过适当喷油提前角策略可明显改善柴油机高原起动过程缸内燃烧稳定性,在采用方案A+b时,在海拔4500m条件下,冷机起动升速期转速稳定上升,缸内压力升高,未出现失燃循环,升速期循环数减少为12个.