降低Phaser 230Ti增压中冷型柴油机有害排放物的试验研究

摘要

随着针对内燃机的排放法规日益严格，研制满足排放法规，并实现高效燃烧的发动机是生产厂家迫切的现实任务。 本文以珀金斯动力(天津)有限公司的主力机型230Ti增压中冷直喷柴油机为对象，以整机满足欧Ⅱ排放法规为目标，进行了燃烧优化的实验研究。 本文在分析柴油机主要有害排放NOx、PM以及HC、CO生成机理和降低排放的主要措施基础上，针对230Ti柴油机的特点和工厂生产的实际情况，提出了在不改变原机缸盖气道的前提下，对燃烧系统进行优化设计，利用机内净化措施降低主要有害排放NOx和PM，使发动机达欧Ⅱ排放。 本文重点研究了柴油机的高压油泵喷油压力、喷油定时、增压压比、燃烧室形状、喷嘴孔数、孔径、喷孔锥角等参数对柴油机排放性能的影响。通过提高供油压力并采用顶隙柱塞，适当降低柱塞预行程，推迟供油提前角，采用小孔大喷孔锥角的喷油器，燃烧室形状优化等措施，使发动机的排放大大降低，整机排放达到了欧Ⅱ水平。 230Ti柴油机在不改变原柴油机进气道的前提下，通过供油系统的改进和燃烧系统的优化匹配，实现了柴油机的低排放燃烧，为珀金斯飞驰系列柴油机的低排放研究起到借鉴作用。

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文摘

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第一章绪论

引言

1.1能源危机

1.2环境保护

1.3排放法规

1.4发动机的柴油化发展趋势

1.5直喷式柴油机的燃烧技术的发展现状

1.5.1车用柴油机电控技术

1.5.2高压喷射技术

1.5.3废气再循环技术

1.5.4多气门和顶置凸轮等技术

1.5.5采用机外废气净化技术

1.6 Phaser(飞驰)系列柴油机的排放现状

1.7本研究的目的和意义

第二章柴油机主要排放物生成机理及控制措施

2.1柴油机有害排放物的生成机理及影响因素

2.1.1 PM生成机理及影响因素

2.1.2 NOx的生成机理及影响因素

2.1.3 PM和NOx的关系

2.1.4 HC生成机理及影响因素

2.1.5 CO的生成机理及影响因素

2.2柴油机有害排放物的净化措施

第三章实验方法及230Ti柴油机的原机状态

符号说明

3.1试验依据及方法

3.1.1试验依据

3.1.2实验仪器及设备

3.1.3实验测量内容

3.1.4试验台布置

3.1.5实验方法

3.1.6 CO、HC和NOx排放量的数据处理过程

3.1.7微粒排放量计算

3.2 230Ti柴油机的主要技术规格和性能指标

3.3原机性能和排放指标

3.4原机存在的主要问题

3.5原机达欧Ⅱ的潜力

第四章飞驰230Ti柴油机降低排放的实验研究

4.1高压油泵的选型

4.2供油提前角对发动机性能和排放的影响

4.3增压压比对排放和性能的影响

4.4燃烧室设计

4.5喷油嘴与燃烧室匹配

4.5.1喷孔孔数的影响

4.5.2喷孔直径的影响

4.5.3喷孔空间角度的影响

4.6燃烧系统的初步优化结果

4.7燃烧系统的进一步优化

4.7.1燃烧室的优化设计

4.7.2供油系统的优化设计

4.8燃烧系统优化后的性能指标

第五章全文总结

参考文献

致谢