杨昆, 周磊, 王刚, 聂涛, 吴昕

(海军工程大学 动力工程学院, 湖北 武汉 430033)

柴油机作为动力机械的心脏，在各个领域都有着广泛的应用，世界各国对柴油机高效率低排放的要求也变得愈发迫切[1-3]。为满足未来能源的需求和日益严格的排放法规要求，开发新的柴油机技术势在必行，例如新燃烧控制策略、超高压力喷射、代用燃料以及后处理装置等[4-6]。其中，超高压力喷射能够细化喷油液滴直径，改善雾化和可燃混合气形成效果，进而减短着火延迟期和预混燃烧比例，有效缓解NOx和PM排放之间的矛盾[7-8]。

为实现超高压喷射(即喷油压力达到 200 MPa以上的喷射[9])，国内外研究学者主要采取2种方法。一是通过高压油泵直接产生超高压燃油，并输送给喷油器，以满足超高压喷射。Lucas公司[10]研制的泵喷嘴，采用顶置式大基圆凸轮驱动，利用内柱塞的液力作用可获得高达200 MPa的喷射压力。Keiya等[11]设计了一套手动操控的高压发生系统，该系统通过手动的螺旋杆压缩燃油而获得超高喷油压力(接近300 MPa)。二是在喷油器中集成液压增强部件，以满足超高压喷射[12]。BOSCH公司[13]研发了第4代高压燃油共轨装置，该装置独有的压力放大模块使得燃油喷射压力达到220 MPa左右。但方法一对高压油泵的泵油能力和系统中各个部件的结构强度与工作可靠性有极高的要求；而方法二则需要对喷油器进行重新改进设计，增加了喷油器的复杂性。

喷油压力提高后，意味着喷油速率的增大，即着火延迟期内喷入的燃油数目增多，使得燃烧初始阶段的放热率迅速升高，造成NOx排放量和燃烧噪音加大[14-15]。……