高压共轨电控柴油机适应商用车工况的排放标定研究

摘要

电控高压共轨系统是当今世界公认的先进柴油机技术，是满足日益严格的排放法规，提高柴油机的燃油经济性、动力性和安全性的有效手段之一和最具发展潜力的柴油机电控系统。其不但可以精确控制喷油定时和喷油量，还可以对喷油压力进行独立控制并可实现多次喷射。本文就是基于该系统对柴油机的燃烧方案进行了比较深入细致的研究，同时对大量控制参数的进行了优化标定和匹配，从根本上降低发动机的排放物的生成，满足国家排放要求。 本文首先对当前国内外柴油机节能减排的技术措施进行了比较全面的分析，综合考虑到成本和研究的柴油机系统技术水平，结合自身特点选择了合适的技术路线从根本上达到国3排放标准。 针对目标机型，在系统掌握柴油机电控高压共轨技术的基础上，从改善燃烧过程、减小排放物生成角度进行了燃烧系统开发，研究了缸内净化空气工作机理，对喷油嘴突出高度、缸盖涡流比等进行了优化。 作者充分利用电控高压共轨系统的优势，深入研究了排放控制策略。对影响排放的主要因素如喷油正时、共轨压力、预喷射油量、预喷射间隔角等进行了分析，设计了科学合理的组合试验方法。并通过实机试验找出了对NOX、烟度、油耗的影响规律，在整机满足排放要求的前提下，实现了排放和油耗的折中，保证柴油机性能不恶化。 论文结合商用车运行工况，完成了对系统控制参数的优化标定，实现了预喷射控制、共轨压力控制、喷射正时和油量的精确控制，使柴油机在稳态和瞬态工况下的烟度和NOX的排放得到大幅度减少。 发动机台架试验表明，通过喷油系统匹配开发和控制MAP优化标定的柴油机在整个排放控制区显著改善，柴油排放性能有大幅度提高。同时在提高发动机的低速特性、改善驾驶性方面也有很好的效果，完全能够满足市场要求。本文所研究的高压共轨电控柴油机具有非常好的产品继承性、经济性、可扩充性等。