國五輕型柴油機噴油器選型研究

陳濤淼

(江西五十鈴發動機有限公司，江西南昌 330200)

國五輕型柴油機噴油器選型研究

陳濤淼

(江西五十鈴發動機有限公司，江西南昌 330200)

介紹了搭載在國五輕型柴油機上的噴油器應用方案，在臺架上實際測試了兩種噴油器，并從排放、油耗、噪聲等方面對兩種方案的噴油器的測試結果和選型結果做了討論。

輕型柴油機；噴油器選型；高壓共軌；排放法規

0 引言

國內經濟的發展帶來了技術的進步，汽車產業也得到了蓬勃發展，對國民的生存環境產生了不可避免的污染，政府有關部門制定了嚴格的尾氣排放標準，強制性地要求各零部件專業廠家推陳出新，使用更先進、污染更小的產品。每次排放法規的升級都很大幅度地促進了燃油系統技術的發展，特別小排量柴油機主要是電控高壓共軌系統，壓力可達180～220 MPa。實際上，就是融合“動力”與“智能”的開發理念，將實現超高壓噴射的噴油系統與閉環控制系統相結合，以達到最佳燃燒效率。

1 項目背景介紹

1.1 目標

為達到滿負荷目標和排放法規而進行噴油器選型，基于車輛駕駛負荷循環確定發動機的相關運行點及排放目標、油耗目標和噪聲目標以及排放評估和相關運行點時全負荷潛力的油嘴變量。

1.2 硬件基礎

車輛：皮卡；

主減速比：3.91；

變速箱齒比：4.236/2.538/1.665/1.238/1/0.792；

輪胎規格：245/70/R16；

整備質量：2 030 kg;

發動機排量：2.5 L;

最大功率：95 kW/3 600 r/min;

最大扭矩：320 N·m/1 800 r/min;

增壓器：天力FGT增壓器(型號JP44D26);

燃油系統：CRS1-18 180 MPa。

1.3 噴油器矩陣參數對比

表1為兩種待選型噴油器的油嘴參數對比。

表1 兩種噴油器參數表(基于天力FGT增壓器,型號JP44D26)

2 滿負荷試驗噴油器測試對比

2.1 噴射策略

當發動機轉速為1 000～3 200 r/min時采用單次預噴，當發動機轉速為3 600～3 400 r/min時采用單次主噴，噴油器墊片厚度2.5 mm。

2.2 試驗結果

從功率、缸壓、比油耗、排氣溫度、扭矩、煙度實驗結果曲線對比可以看出兩種方案的噴油器均可達到最大目標功率、最大目標扭矩及比油耗率。

但在3 600 r/min功率點時的煙度，方案一比方案二減少了28%，詳見圖1和表2。

圖1 方案一與方案二滿負荷試驗數據對比

表2 滿負荷試驗結果數據表

3 部分負荷試驗噴油器測試對比

選取部分負荷5個EGR權重點進行試驗，分別為：2 200 r/min/0.05 MPa BMEP;1 650 r/min/0.15 MPa BMEP;1 900 r/min/0.3 MPa BMEP;2 150 r/min/0.6 MPa BMEP;2 600 r/min/0.85 MPa BMEP。

3.1 第1個部分負荷權重點

采用單次預噴，噴油器墊片厚度2.5 mm，從HC/CO排放值以及比油耗、噪聲、燃燒污染物和燃燒穩定性分析，試驗結果如圖2和表3所示。

結論：在第1個部分負荷權重點，發動機轉速為2 200 r/min、平均有效壓力0.05 MPa時，方案一和方案二的噴油器在排放和油耗方面接近，但方案一的噴油器的噪聲性能更優。

圖2 方案一與方案二部分負荷點1試驗數據對比

表3 部分負荷點1排放目標值

3.2 第2個部分負荷權重點

采用單次預噴，噴油器墊片厚度2.5 mm，從HC/CO排放值以及比油耗、噪聲、燃燒污染物和燃燒穩定性等方面進行分析，試驗結果如圖3和表4所示。

圖3 方案一與方案二部分負荷點2試驗結果

表4 部分負荷點2排放目標值

結論：在第2個部分負荷權重點，發動機轉速1 650 r/min，平均有效壓力0.15 MPa時，方案一和方案二的噴油器在噪聲方面接近，但方案一的噴油器排放更優。

3.3 第3個部分負荷權重點

采用單次預噴，噴油器墊片厚度2.5 mm，從HC/CO排放值以及比油耗、噪聲、燃燒污染物和燃燒穩定性等方面進行分析，試驗結果如圖4和表5所示。

圖4 方案一與方案二部分負荷點3試驗數據對比

表5 部分負荷點3排放目標值

結論：在第3個部分負荷權重點，發動機轉速1 900 r/min，平均有效壓力0.3 MPa時，方案二的噴油器在油耗方面稍占優勢，方案一的噴油器在排放和噪聲方面占優勢。

3.4 第4個部分負荷權重點

采用單次預噴，噴油器墊片厚度2.5 mm，從HC/CO排放值以及比油耗、噪聲、燃燒污染物和燃燒穩定性等方面進行分析，試驗結果如圖5和表6所示。

結論：在第4個部分負荷權重點，發動機轉速2 150 r/min，平均有效壓力0.6 MPa時，方案二的噴油器在油耗方面稍占優勢，方案一的噴油器在排放和噪聲方面占優勢。

圖5 方案一與方案二部分負荷點4試驗數據對比

表6 部分負荷點4排放目標值

3.5 第5個部分負荷權重點

采用單次預噴，噴油器墊片厚度2.5 mm，從HC/CO排放值以及比油耗、噪聲、燃燒污染物和燃燒穩定性等方面進行分析，試驗結果如圖6和表7所示。

圖6 方案一與方案二部分負荷點5試驗數據對比

表7 部分負荷點5排放目標值

結論：在第5個部分負荷權重點，發動機轉速2 600 r/min，平均有效壓力0.85 MPa時，方案二的噴油器在油耗方面稍占優勢，方案一的噴油器在排放和噪聲方面稍占優勢。

4 結論

通過滿負荷及部分負荷試驗，基于FGT增壓器硬件，從排放、油耗、噪聲等各角度對方案一噴油器和方案二噴油器進行了選型對比，因排放法規是最重點考慮因素，綜合對比后，選定方案一噴油器為最佳定型方案。

【1】李駿.汽車發動機節能減排先進技術[M].北京:北京理工大學出版社,

【2】小島昭和,內山賢,增田誠,等.柴油機噴油系統的發展——第4代共軌噴油系統[J].國外內燃機,2014(1):1-6.

Injector Selection Research for CN5 Light Duty Diesel Engine

CHEN Taomiao

(Jiangxi Isuzu Engine Co.,Ltd.,Nanchang Jiangxi 330200,China)

The injector application schemes on CN5 light duty diesel engine were introduced.Two types of injectors were tested on test bed.The test results and selection were discussed from emission, fuel consumption, noise etc.

Light duty diesel engine;Injector selection;High pressure common rail;Emission legislation

2016-09-20

陳濤淼(1981—)，男，本科，工學學士，工程師，從事柴油發動機產品開發及管理工作。E-mail：10800481@qq.com。

10.19466/j.cnki.1674-1986.2016.12.014

U473.9

B

1674-1986(2016)12-057-06