2015年第5期
国外内燃机
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通过缸内压力进行柴油机燃烧控制参数优化的研究
[韩】B.ShinI.Jung S.Pyo Y.Chi
摘要：燃油耗、排放物和燃烧噪声一直是荣油机降低振动噪声的主要开发目标，以达到良好的燃油经济性、低排放要求。这些目标可以通过先进的发动机技术实现。随着电子执行系统广泛应用于荣油机，已经可以进行精准控制。由于主要开发目标极大地受到发动机控制参数的影响，因此，对燃烧控制参数的优化改进成为最具挑战性的任务之一。作为一种高效的方法，试验设计方法已经应用于发动机标定。为了开发出一种数学模型，必须测量输入和输出值。在发动机试验中，应用来自内压力信号的噪声指标，并与燃油经济性和排放物的互动关系进行了探索和分析。并用1.6L的泵用车荣油机对燃油耗和排放物对燃烧噪声的敏感度进行了量化。这一分析有关于发动机燃烧控制参数的极端的参数优化。避免这一极端参数优化可制订更均衡的发动机控制策略。
关键词：柴油机燃烧优化燃烧噪声燃油耗排放缸内压力
0前言
燃油经济性、低排放和低振动噪声是柴油机开发的主要目标。目前，已有大量技术改善柴油机燃烧时的燃油转化效率、排放和噪声。最近取得的进展中有可变技术及其最优控制。共轨喷油可实现高度灵活的控制。喷油时刻、喷油压力和多次喷油可在共轨系统中进行调整。在进气系统中，可借助于可变几何截面涡轮增压器来控制增压压力。废气再循环(EGR)可通过电子装置进行精确调节。最近，双回路EGR也已经开始应用。在不久的将来，更多的新技术将应用于柴油机(1-3)。
柔性配置具有巨大的潜力，但由于更加复杂，要求发动机进行更多的优化。发动机燃烧参数改变时常出现排放物、燃油耗与燃烧噪声之间的折中关系。因此，采用柴油机燃烧的优化技术。在优化燃烧控制参数时，通常要制作1个数学模型，表示输人和输出之间关系的数学函数}。为了生成这个模型，要测量并量化相关的输人和输出值")。随着试验设备的开发，大多数发动机控制输入参数和输出目标已能被测量。然而，如果没有消声室这类的专门部件，燃烧噪声便不易测得。
作为一种简化方法，研究缸内压力信号以量化燃烧噪声。Priede指出，汽油机中的正常和非正常燃烧有不同的气缸压力谱，后者导致尖锐的噪声[6]。 Flotho和Spessert介绍了一种鉴别柴油机燃烧噪声的方法，以便通过缸内压力优化全负荷条件下的燃
万方数据
油耗和噪声。特性值为最大缸内压力和最大压力上升率[。Russell和Haworth通过改变燃油十六烷值进行了缸内压力的频率分析)。通过分析发动机排放噪声，发现其取决于发动机转速和负荷。试用声调强度来表征均质充量压燃发动机中压力波的特征。随着发动机燃烧系统变得更为复杂，主要聚焦燃烧噪声的量化与分析。
本文进行了一系列发动机试验来对比来自缸内压力的2种燃烧噪声表征值的性能。一种是最大缸内压力升高率，另一种是Jung等人提出的燃烧噪声级(CNI)方法。在一台1.6L柴油机中研究，燃烧噪
声指标是如何影响发动机开发目标的优化。 1柴油机燃烧及其控制参数
柴油机燃烧分为几个阶段。在压缩行程的末尾，燃油由高压喷射系统喷人燃烧室。目前，喷油压力可以升至200MPa以上。喷人的燃油蒸发，并与热空气混合。当混合气成分和气体温度等满足化学反应条件时，燃烧开始。在燃烧期间，释放出热能。
柴油机燃烧可以通过发动机控制参数进行调节。延迟喷油可有效减少氮氧化物（NO.）和碳烟排放物，并可延长滞燃期，促进空气和燃油的混合。充分混合的燃气抑制了NO,和碳烟排放物的形成，但燃油效率可能变差。EGR是最重要的降NO,排放技术之一。随着燃气比热容和稀释效应的变化，EGR可降低燃气的温度。较低的燃气温度减少NO,排放。尽管如此，在特别高的 EGR率情况下，燃油效率可能恶化。燃烧噪声受到预