中低負(fù)荷下提高共軌柴油機(jī)油泵和噴油器壓力對減少排放的影響

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中低負(fù)荷下提高共軌柴油機(jī)油泵和噴油器壓力對減少排放的影響

發(fā)動機(jī)設(shè)計時所面臨的挑戰(zhàn)是減少排放，以滿足未來的排放法規(guī)。柴油機(jī)在燃燒過程中，其空燃比變化較大，在混合物形成過程中同時伴隨著燃燒過程，這就導(dǎo)致了燃油混合物與廢氣并存。而廢氣再循環(huán)是減少NOx排放的一個有效方法。

通過研究一臺具有高廢氣再循環(huán)率的4沖程小缸徑柴油機(jī)得知，提高油泵和噴油器的油壓能夠減少排放。基于此，增設(shè)了一套外部增壓系統(tǒng)，該系統(tǒng)獨(dú)立于發(fā)動機(jī)的工作點(diǎn)，能夠產(chǎn)生需求的壓力增加值。在模擬實(shí)際渦輪增壓發(fā)動機(jī)的工作狀況時，必須考慮排氣背壓對渦輪的影響。整個測試過程是在兩個負(fù)荷點(diǎn)（低負(fù)荷點(diǎn)和中等負(fù)荷點(diǎn)）進(jìn)行的，這代表了城市循環(huán)工況典型的發(fā)動機(jī)工作點(diǎn)。從結(jié)果來看，在中等負(fù)荷點(diǎn)處增加油泵的壓力可以極大地減少排放，其中，PM可以減少75%，CO可以減少15%。如果進(jìn)一步提高油泵的壓力，PM的排放量與只有渦輪增壓的發(fā)動機(jī)相比，可以進(jìn)一步減少95%；在低負(fù)荷點(diǎn)處提高增壓器壓力可以使柴油機(jī)PM的排放減少65%。盡管與中等負(fù)荷點(diǎn)處相比，柴油機(jī)PM排放的減少量小，但可以通過提高噴油器的噴射壓力來彌補(bǔ)，這樣就可以使PM的排放減少80%。

Tobias Braun et al. SAE 2013-01-2541.

編譯：張冬冬