某型柴油機(jī)冷啟動藍(lán)白煙問題標(biāo)定研究

張光峰 曹平平

摘 要：隨著國家排放法規(guī)越來越嚴(yán)，顧客對汽車的性能更加挑剔，對柴油車的尾氣排放要求越來越高。柴油機(jī)尾氣中藍(lán)白煙的主要成分是HC、未燃燒的燃油以及部分水蒸氣。針對柴油發(fā)動機(jī)藍(lán)白煙的問題，文章分析了可能影響藍(lán)白煙的ECU標(biāo)定變量。通過臺架、整車以及環(huán)境適應(yīng)性等方面標(biāo)定驗證，最終僅僅通過修改ECU數(shù)據(jù)的方式解決了柴油機(jī)冒藍(lán)白煙的問題。

關(guān)鍵詞：柴油機(jī)；尾氣；藍(lán)白煙；標(biāo)定

中圖分類號：TK428 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2016）21-0087-02

柴油機(jī)在正常工作溫度下，其排氣應(yīng)該是無色或淡灰色，所謂無色不是完全無色，不能像汽油機(jī)那樣無色，而是在無色中伴有淡淡的灰色，這是正常排氣煙色。但是在實際使用過程中會經(jīng)常遇到一些汽車的尾氣有大量的藍(lán)白煙。這些排煙不僅影響了顧客的感受，同時對環(huán)境造成了巨大的傷害。本文就處理藍(lán)白煙故障進(jìn)行標(biāo)定策略方面的研究，旨在以最小的工作量和成本來徹底解決柴油機(jī)的藍(lán)白煙問題。

1 柴油機(jī)藍(lán)白煙原因分析

柴油機(jī)燃料完全燃燒后，正常顏色一般為淡灰色，高負(fù)荷工作時為深灰色。柴油機(jī)在工作中，會經(jīng)常出現(xiàn)冒煙現(xiàn)象，排煙有黑煙、藍(lán)煙、白煙和灰色四種，它們是判斷柴油機(jī)故障的條件之一。柴油車尾氣中藍(lán)白煙的主要成分是HC、未燃燒的燃油以及部分水蒸氣，具體形成原因還可以細(xì)分為燃油燃燒不充分、燃油霧化不良、進(jìn)氣量不足等。

2 確定影響因子以及關(guān)鍵因子

2.1 影響因子分析

根據(jù)柴油機(jī)的燃燒機(jī)理，以及尾氣中藍(lán)白煙的主要成分，對柴油發(fā)動機(jī)冷啟動過程中冒藍(lán)白煙的可能原因進(jìn)行列舉，具體FTA，如圖1所示。

2.2 關(guān)鍵因子確定

通過在整車上不斷進(jìn)行試驗、驗證，利用PDCA以及單一變量等方法，對以上10個末端因子進(jìn)行逐一排查、篩選，最終確定了影響柴油機(jī)冒藍(lán)白煙問題的主要因素：主噴提前角、預(yù)噴、預(yù)熱塞以及空燃比。

3 標(biāo)定結(jié)果分析

按照2.2中確定的四個關(guān)鍵因子，分別在整車上對這四個標(biāo)定變量進(jìn)行不斷優(yōu)化、調(diào)整。具體的標(biāo)定過程如下。

3.1 主噴提前角修正

首先，把主噴提前角基礎(chǔ)MAP的小轉(zhuǎn)速負(fù)荷點稍微提高，大部分工況未變化；

其次，主要優(yōu)化主噴提前角基于冷卻液溫度的修正MAP，即：InjCrv_phiMIETSCor1_MAP加大低溫和部分高溫的修正，使燃燒更充分，也降低中高水溫冒煙的風(fēng)險。如圖2所示。

3.2 預(yù)噴優(yōu)化

預(yù)噴有益于改善燃燒，使燃燒更加穩(wěn)定。因此增加了預(yù)噴2，使發(fā)動機(jī)在低溫工況（80 ℃水溫以下）下都是兩次預(yù)噴。如圖3所示。

3.3 空燃比限制優(yōu)化

優(yōu)化了空檔下的空燃比限值，增大了低轉(zhuǎn)速和低負(fù)荷范圍內(nèi)的限值，降低冒煙風(fēng)險。如圖4所示。

3.4 預(yù)熱時間的優(yōu)化

在保證預(yù)熱塞不損壞的情況下，盡量增大預(yù)熱時間和后熱時長。如圖5所示。

4 結(jié) 語

最終將標(biāo)定優(yōu)化以后的的ECU數(shù)據(jù)在性能試驗臺架上進(jìn)行試驗，對發(fā)動機(jī)燃燒穩(wěn)定性以及尾氣成分進(jìn)行測量、分析、驗證。發(fā)動機(jī)標(biāo)定優(yōu)化后的燃燒穩(wěn)定性更好，如圖6所示。

同時我們對發(fā)動機(jī)的尾氣成分進(jìn)行測量、分析，發(fā)動機(jī)標(biāo)定優(yōu)化后的HC排放比優(yōu)化之前的明顯減少，如圖7所示。

通過以上試驗、分析研究，可以得出影響柴油機(jī)冷啟動冒藍(lán)白煙的主要原因為主噴提前角、預(yù)噴、空燃比限制以及預(yù)熱時間。在不影響發(fā)動機(jī)燃燒穩(wěn)定性的情況下，通過不斷優(yōu)化、調(diào)整這四個變量，可以很好的解決柴油發(fā)動機(jī)冒藍(lán)白煙的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 周龍保.內(nèi)燃機(jī)學(xué)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005：178.

[2] 王建昕.帥石金.汽車發(fā)動機(jī)原理[M].北京：清華大學(xué)出版社，2013：159.