GD一1燃油喷射系统喷油参数对发动机性能的影响

世界范围内对环境的普遍关注促使人们研究开发清洁的柴油机。常规直喷式柴油机[1在高速时喷射持续期和平均活塞速度限制了最大功率，最大缸内压力限制了发动机的最大扭矩；在中低转速时，空气运动相对比较小，造成雾化不理想而冒黑烟；冷起动时容易冒白烟。在直喷式柴油机上用高压共轨燃油喷射技术，能有效地降低烟度和颗粒的排放，改善柴油机的性能。采用电子控制技术[3]，使高压共轨燃油喷射系统可在柴油机的全部工况点灵活控制喷油定时、喷油压力、喷油规律和喷油量，达到喷油参数和工况点的优化匹配，改善排放和提高柴油机的性能。

作者在常规直喷式柴油机上利用GD-1高压共轨电控燃油喷射系统[卜，通过调整喷油规律、喷油压力和喷油定时的一系列试验，测定不同的喷油压力、喷油定时和喷油规律下的发动机的转速、扭矩、烟度和油耗，来探索和总结不同的喷油参数对发动机排放和性能的影响规律。

试验装置

试验用柴油机的主要参数和测量设备如表1和表2所示。

喷油参数对发动机性能的影响

预喷射对发动机性能的影响

预喷射对冷起动性能的影响

常规柴油机在冷起动时，滞燃期较长，会发生失火，大量未燃烧的燃油成为白烟排出。在低温时，开始着火到完全着火的过程中，发生着火的气缸，滞燃期较短并且燃烧迅速。比较此时的缸内压力，发现正常着火循环的缸内压力略高于失火循环。原因是在着火循环中，以前失火循环的残留燃油在压缩冲程中蒸发，发生冷焰效应，在着火前缸内形成活化的气体氛围。当燃油喷到活化的气体氛围中时，冷焰效应促进燃烧，并且明显缩短着火延迟。由此想到在主喷射前用预喷射去诱发冷焰效应，使冷焰效应在每一个循环中都产生，将会很好地改善冷起动性能，尤其对改善低温时的冷起动性能将非常有效。

试验时采用以下方案得到了比较满意的效果：在上止点前15。CA进行预喷射，上止点前20CA进行主喷射，主喷射和预喷射的油量之比是3：1，起动时转速比较平稳，波动为5r／min左右，结果冷起动的时间减少至常规的1／2；白烟排放的情况也有很大改善，减少至原来的一半左右，并且大大缩短了白烟排放的持续期。同时主喷射的滞燃期相对较短。