潘锁柱，张　洵，韩伟强，田　维

(西华大学汽车与交通学院，四川 成都 610039)



喷射定时对柴油机排放和燃烧过程的影响

潘锁柱，张洵，韩伟强，田维

(西华大学汽车与交通学院，四川 成都 610039)

摘要：以一台重型柴油机为研究对象，在低速低负荷工况下，分析预喷定时和主喷定时对排放及燃烧过程的影响规律。结果表明：在主喷定时、预喷与主喷油量比例一定以及EGR率一定的情况下，随着预喷定时往压缩上止点推迟，NOspan和Soot逐渐上升，HC和CO排放逐渐下降，有效热效率逐渐上升；在预喷定时、预喷与主喷油量比例一定以及EGR率一定的情况下，随着主喷定时推迟，NOspan逐渐下降，Soot排放呈现先上升后下降的趋势， HC和CO排放逐渐上升，有效热效率逐渐下降。

关键词：预喷定时；主喷定时；放热率；排放；有效热效率

随着排放法规的日益严格以及石油能源的逐渐短缺，实现柴油机高效、低污染燃烧已成为内燃机领域广泛关注的焦点。近年来，国内外学者的研究表明，多次喷射是实现柴油机缸内混合状态及燃烧过程全历程控制的一种有效手段，可有效降低污染物排放，提高热效率[1-2]。

在传统扩散燃烧模式下，由于在压缩上止点附近喷入大量燃油，将导致部分缸内混合气来不及实现燃空当量比ø<2的混合状态，燃烧后将产生大量的NOx和Soot排放[3-4]；因此，采用预喷射的方式来分担主喷油量混合时间不足的劣势，能有效改善缸内混合状态，降低污染物排放[5-6]。然而，预喷定时过早，由于此时缸内压力较低，喷射的燃油贯穿距离较大，容易使燃油喷射到气缸壁，产生局部浓区，燃烧早期将生成大量Soot，后期生成大量NOx[7-8]；预喷定时过晚(靠近压缩上止点)，则会使着火相位提前，压缩负功增加，柴油机热效率下降[9]。进一步的研究表明，预喷定时和预喷油量比例能有效控制燃烧着火时刻、冷焰及热焰反应过程，如果能有效控制预喷油量仅进行冷焰反应过程，同时控制压缩过程的缸内温度，使其生成大量的中间产物，而不进行下一步热焰反应[10]。此时，在上止点前开始主喷射，使主喷着火时刻控制在上止点附近，这样既能快速氧化预喷燃料生成的中间产物，有效控制缸内温度，实现低污染燃烧[11]，同时也可降低压缩负功，提高热效率。

鉴于此，本文以一台WP12型电控高压共轨重型柴油机为研究对象，在低速、低负荷运行条件下，针对多次喷射定时(预喷定时、主喷定时)对柴油机燃烧过程及污染物排放的影响规律进行试验研究。……