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增大压缩比对国六柴油机性能的影响

2021-04-23陈香春高慎勇高莹吕晓惠张凌宏

内燃机与动力装置 2021年2期

陈香春,高慎勇,高莹,吕晓惠,张凌宏

1.内燃机可靠性国家重点实验室,山东 潍坊 261061;2.潍柴动力股份有限公司,山东 潍坊 261061

0 引言

柴油机的几何压缩比为气缸总容积与燃烧室容积之比;柴油机的实际压缩比反映了活塞由下止点运行到上止点的过程中缸内工质被压缩的程度[1]。压缩比影响柴油机气缸内气体的流动速度、油气混合的品质及压缩终点时缸内的压力和温度,进而影响柴油机气缸内的燃烧速率、平均有效压力和热效率,最终影响柴油机的整体性能[2-5]。

在工程应用中,增大压缩比可降低油耗,缩短滞燃期,降低燃烧噪声和NOx排放,改善冷起动能力,尤其是高原冷起动能力,加快暖机过程,解决冒白烟、熄火等问题。

增压柴油机的实际压缩比随着工况变化而变化,低负荷工况的实际压缩比小于几何压缩比,而高负荷工况的实际压缩比远大于几何压缩比[6]。低负荷工况,增压柴油机的实际压缩比低于几何压缩比,导致压缩终点的压力和温度下降,滞燃期延长,火焰传播速率降低,燃烧后移,热效率和平均有效压力降低,柴油机的动力性和经济性恶化。大负荷工况,实际压缩比随增压压力的提高而提高,缸内最高爆发压力和压力升高率迅速增大。针对高转速大负荷时缸内峰值压力过大的工况点,可利用米勒循环,采用进气门延迟关闭的方法灵活改变柴油机的有效压缩比[7-9],从而降低缸内峰值压力,牺牲部分经济性,确保大负荷工况下柴油机工作稳定性。……

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