高海拔环境下自然吸气柴油机功率与燃油消耗率的修正及控制.pdf

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1、第1期(总第216期)车用发动机No．1(SerialNo．216)2015年2月VEHICLEENGINEFeb．2O15高海拔环境下自然吸气柴油机功率与燃油消耗率的修正及控制陈勇，刘胜吉，王建，谢明华，尹富军。，青文章。(1．江苏大学汽车与交通工程学院，江苏镇江212013；2．无锡华源凯马发动机有限公司，江苏无锡214000；3．昆明驰展农机销售有限公司，云南昆明650217)摘要：以186FA柴油机为例，依据国家标准中功率调整和燃油消耗率换算方法，开发出自然吸气柴油机功率和燃油消耗率的高海拔地区大气修正的计算软件，实现了现场环境和标准环

2、境之间功率和燃油消耗率的双向修正输出，便于应用在高海拔地区非增压柴油机的生产和实际使用的调试。由分析可知，机械效率对燃油消耗率的大气修正影响较大，且相比于标准推荐值，采用实测柴油机机械效率能提高功率以及油耗修正值的准确性。根据软件计算结果，通过喷油泵限油调整高原地区柴油机实际使用的最大功率，能控制其在高原地区的排气烟度，有效减少环境的污染。关键词：柴油机；大气修正；高原；功率；燃油消耗率；烟度DOI：10．3969／j．issn．1001—2222．2015．01．015中图分类号：TK421．5文献标志码：B文章编号：1001—2222(20

3、15)01—00077—04柴油机的动力性、经济性和环保性能随环境状本研究从企业生产和柴油机使用过程中减少污况的不同而变化，非增压柴油机在高原地区运行时染、保护环境的角度出发，对非道路小型非增压柴油进气充量减小，会造成燃烧恶化，动力性和燃油经济机大气修正开展研究，基于实测机械效率和等过量性下降，炭烟排放增加¨1]。为保证非增压柴油机在空气系数的大气修正原则，引入水蒸气分压力计算高原地区仍有较低的炭烟排放，需要核算修正功率方法，用Excel编写计算软件实现整个修正过程的并减少和限定标定工况的循环供油量。自动计算，并利用高海拔地区柴油机试验结果验证

4、我国高原地区的内燃机制造企业每天需对柴油了计算的准确性。计算不需查表插值，计算软件具机实测功率等性能进行修正，国家标准GB／T有通用性、快速性和实用性，为高海拔地区柴油机标21404第7款的环境修正方法限定在大气中干空气定工况的限油及非增压柴油机高海拔环境运行的环压力大于90kPa时适用]，适用于海拔高度不超过保排放提供了依据和方法。9501TI的地区。针对高海拔地区柴油机大气压力的1大气修正软件概述功率修正国内已有一些研究_3]，但修正计算过程较复杂，且未考核功率修正后的炭烟和气体排放问题。1．1修正原理不断严格的排放法规也向柴油机的高原适应

5、性研究基于等过量空气系数修正原则，针对柴油机功提出了挑战[6]，如美国环保署(EPA)在非道路柴油率大气修正的问题，已有文献[25,8表明，在实际使用机第Ⅳ阶段排放法规中提出了NET(Not—to—exceed条件下，使用GB／T6072．1中第1O款的修正公式standards)标准，要求非道路柴油机在1676m及以最为可行【9]：下地区运行时，柴油机排放值必须不高出限值的P一aP。(1)125]，这就要求非电控的小型非道路柴油机功率式中：P为内燃机现场输出功率；P为内燃机在标标定时必须考虑油量限定值与排放的关系，这已是准基准状况下运转时的输

6、出功率；a为功率调整我国小型柴油机出口美国等高端市场的技术难点。系数。收稿日期：2014—04—13；修回日期：2014—08—18作者简介：陈勇(1991一)，男，硕士，主要研究方向为中小功率内燃机工作过程与优化；cheny—ujs@163．corn。车用发动机2015年第1期准大气状态的功率和燃油消耗率；也可以输入标准a—k一0．7(1一是)(一1)。(2)叩m大气状态的柴油机功率和燃油消耗率限值要求，得式中：为内燃机的机械效率，机械效率由内燃机出现场试验条件下的实测功率(或转速、扭矩值)和制造厂给定；k为指示功率比。实测燃油消耗数值。整个

7、软件的算法见图1。忌：==(-垫{l~设置基本参数rPsr)()。㈤●式中：(户一⋯P)是现场大气的干空气分压；(一输入现场大气状态，实测功率、燃油消耗率P)是标准基准环境中的干空气分压[】，该值无或标准环境下的标定功率及燃油消耗率+需计算，为定值99kPa；P为大气压力；T为大气温由水蒸气分压力经验公式计算现场环境饱和蒸气压力度；为相对湿度；P是大气中的水蒸气分压；下标●X代表现场状态，r代表标准大气状态。十算指示功率比、功率调整系数、燃油消耗率调整系划现场燃油消耗率与标准基准状况下的燃油消耗●率用下式计算：l现场环境修正到标准环境J准环境修

8、正到现场环删●●b：==b一6。(4)计算修正功率和燃油消耗修正系数取倒数●式中：b为标准基准状况下的燃油消耗率；为燃油得到标准环境下的修正值计算修正