2014年第6期设计开发
国外内燃机
重型发动机喷油嘴结焦试验方法的开发
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【瑞典】P.A.Risberg L.Adlercreutz M.G.Aguilera T.JohanssonL.Stensio H.E,Angstrom 摘要：当今，荣油机仍是最常见、最高效的移动式能源转换设备。尽管如此，它还是受到许多问题的困扰，如喷油嘴的结焦。由于引入更先进的喷油系统和燃用更为多样的燃料（包括生物燃料)，这个问题变得更加复杂。现在的喷孔尺寸比以前更为细小，因此对结焦更为敏感。已有2种经欧盟委会批准的荣油机结焦试验方法，但还没有公认的适用于大型发动机的结焦试验方法。以大型发动机为基础，采用含锌量为1X10-"的B10生物荣油，在单缸发动机上进行研究，目的是开发一种简单、快速的结焦试验方法。为了与实际应用情况相符，采用1台满足欧5排放标准的高功率发动机，在几个实际负荷工况点进行试验。研究了发动机在各种转速最大负荷点的结焦倾向，在此基础上确立一种重复性好、便捷的单一负荷点6h试验法，试验中途保温1h，以产生显著的结焦。用嵌装热电偶的喷油器测得喷嘴平均温度约为255℃。根据试验中测得的功率损耗评价结焦状况，并在流量试验台上予以验证。此时从喷油器上拆下喷嘴，在结焦试验前后单独测量流量，以判断喷嘴结焦产生的影响。由于试验的初始状态极为关健，因而发动机的运转工况十分重要。试验结果显示，发动机在50%负荷状态下运行不会对结焦产生显著影响，并且，整夜保温后功率输出平均升高1.2%，而缩短保温时间对积炭的形成没有显著影响。
关键词：喷油嘴结焦试验方法暖机保温
0前言
自Diesel在19世纪后期发明柴油机之后，柴油机的存世已超过100年。目前仍没有迹象表明柴油机的发展会减慢速度，而在某些应用领域，如重型载货车市场，没有柴油机将是难以想像的。柴油机自问世以来得到巨大的发展，为了应对日益严格的排放法规，研究人员不断挑战各种苛刻的边界条件，也使当今的柴油机喷油系统取得令人瞩目的发展。最初Diesel用植物油运行柴油机时遇到的喷油器结焦问题目前依然存在，即使燃用当今常用燃料比燃用植物油更不易结焦，但对于更细小的喷孔而言，仍不时会遇到类似的问题，并会导致喷雾形态混乱，从而使排放和燃油耗性能变差。
自从柴油机问世以来，已发表了大量关于喷油嘴结焦的文献12]。为了对喷油器结焦进行试验研究，试验循环显得非常重要。曾有一种公认的在共轨喷油发动机上进行的试验（欧盟委员会F-98-08试验循环），通常被称为"DW10试验"，是采用Peugeot 公司2L发动机进行的试验；还有一种重型发动机试验循环，被称为“CumminsL10”，是20世纪70年代中期开发的；之后，Williams也曾于2002年发表关于在欧1大型柴油机上进行试验的文章。然而，
方方数据
这些大型柴油机已经过时，至今也没有开发出最新的大型柴油机试验循环。
本文是在Scania公司大型柴油机上进行喷嘴结焦间题研究后发表的系列文章中的第1篇。研究的目的是为大型柴油机开发一种重复性好、简单实用、严谨快捷的试验规程。该项目的后续部分是应用开发的试验规程研究燃料成分、金属杂质、发动机参数
和喷嘴结构对喷嘴结焦倾向的影响。 1试验方法
试验在斯德哥尔摩皇家理工学院的发动机试验室进行，试验采用1台以D12型Scania6缸柴油机为母机的单缸发动机，以满足欧5排放标准为目标布置燃烧系统，配置ScaniaXPI共轨喷油系统，并配置1个外置电动高压油泵。表1为发动机主要技术规格。
由外置压缩机提供增压压力，模拟涡轮增压。用1个K型热电偶在距离进气道30cm处测量进气温度。采用比例-积分-微分（PID)调节器，将温度控制在设定温度士2℃范围以内。采用内部软件Cell14 进行数据采集和试验室控制，在整个试验过程中，每隔3s收集1次数据。