非道路用小缸徑渦流室柴油機(jī)低排放性能研究.pdf

1、單缸柴油機(jī)是中國內(nèi)燃機(jī)行業(yè)的一大特色，產(chǎn)量占全世界年產(chǎn)量的80％以上，其中缸徑≤80 mm的單缸柴油機(jī)年產(chǎn)量有兩百余萬臺(tái)。然而由于結(jié)構(gòu)限制，國內(nèi)外非道路小缸徑柴油機(jī)仍以渦流室燃燒系統(tǒng)為主，因此開展小缸徑渦流室柴油機(jī)低排放高性能技術(shù)研究具有一定的學(xué)術(shù)意義和工程價(jià)值。
　　以某企業(yè)批量生產(chǎn)的R180渦流室柴油機(jī)為研究樣機(jī)，針對(duì)原機(jī)性能差、排放不達(dá)標(biāo)等問題，從機(jī)內(nèi)凈化和機(jī)外凈化兩方面對(duì)柴油機(jī)的性能開展研究。機(jī)內(nèi)凈化首先對(duì)R180柴油機(jī)噴

2、油系統(tǒng)及渦流燃燒室結(jié)構(gòu)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化后樣機(jī)燃燒過程組織合理，工作區(qū)域內(nèi)性能均有較大提升;隨后重點(diǎn)是采用數(shù)值模擬計(jì)算與穩(wěn)流試驗(yàn)相結(jié)合的方法，對(duì)渦流室柴油機(jī)進(jìn)、排氣系統(tǒng)流動(dòng)性能開展研究，優(yōu)化流道設(shè)計(jì)，提高流通能力，改進(jìn)后的柴油機(jī)進(jìn)、排氣道AVL平均流量系數(shù)分別達(dá)0.441和0.435，較原機(jī)提高了9.70％和11.83％，標(biāo)定工況下過量空氣系數(shù)由原機(jī)的1.53增大為1.75，整機(jī)初始排放試驗(yàn)結(jié)果已低于非道路用柴油機(jī)第三階段排放限值。為確

3、保柴油機(jī)批量生產(chǎn)的一致性和有效壽命內(nèi)排放值達(dá)標(biāo)，在柴油機(jī)機(jī)內(nèi)凈化的基礎(chǔ)上，對(duì)采用機(jī)外凈化措施開展研究，提出了單缸柴油機(jī)用一體式凈化消聲器的技術(shù)方案;對(duì)不同結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和參數(shù)的凈化消聲器的催化性能、聲學(xué)性能、空氣動(dòng)力性能展開研究，通過計(jì)算分析給出了催化載體優(yōu)化流動(dòng)均勻性的凈化消聲器結(jié)構(gòu)，改善了凈化消聲器內(nèi)部流動(dòng)特性，可提高催化器的轉(zhuǎn)化效率和使用壽命，同時(shí)滿足消聲作用;使用凈化消聲器后，整機(jī)CO、HC及PM排放顯著降低。完成機(jī)內(nèi)外凈化的R180

4、柴油機(jī)標(biāo)定工況比油耗為260.5 g/(kW·h)，相比于原機(jī)278.1 g/(kW·h)降低了6.32％，煙度為2.0 BSU，較原機(jī)降低2.3 BSU;通過機(jī)內(nèi)外協(xié)同匹配優(yōu)化，八工況試驗(yàn)循環(huán)的整機(jī)排放CO、HC+NOx、PM分別為0.379、4.438、0.431 g/(kW·h)，相比于原機(jī)分別降低96.62％，51.32％，65.04％，柴油機(jī)按國家標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行劣化試驗(yàn)，整機(jī)排放滿足非道路用柴油機(jī)第三階段排放限值要求。研究得出:通過