第6期（总第233期） 2017年12月
车用发动机 VEHICLE ENGINE
No 6 (Serial No 233 )
Dec 2017
柴油机起动过程缸内蜜机油现象的可视化研究
李晓伦"2,李向荣12，陈彦林"-2,赵伟华"2,刘福水1-2
(1北京理工大学机械与车辆学院，北京100081;2高效低排放内燃机技术工业和信息化部重点实验室，北京100081）
摘要：在单缸机上利用内窥镜技术观察到了起动过程中缸内有审机油的现象。采用图像分析和试验验证相结合的方法，分析了缸内窜机油现象发生的原因，研究了转速和进气压力对柴油机起动例拖工况下缸内审机油现象的影响，研究了起动希火运行时缸内的审机油现象以及炭烟排放特性。研究表明：柴油机高转速起动例拖工况下，在压缩上止点前后以及排气上止点后均有机油审入缸内；当转速升高时，宰入缸内的机油量增加；当缸内压力升高时，宰入缸内的机油量减少；在起动着火过程中，运行初期缸内出现审机油现象，随着发动机运行时间增加，审机油现象消失，炭烟减少。
关键词：柴油机；起动；倒拖工况；机油消耗；可视化 DOI : 10 3969 /j issn 1001-2222 2017 06 004
中图分类号：TK4211文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2017)06-0019-06
车用发动机的节能减排是目前急需解决的问
题。对于柴油机除了广通过改善油、气、室的匹配来实现低排放外，有效控制机油耗也是一个重要的途径1-4。资料显示，现代低排放柴油机大约20%的颗粒物是由机油弓起的，且缸内机油耗占总机油耗的90%左右[5-6]。目前公认的缸内机油消耗方式有 4种，分别为通过顶环开口间隙窜人、由惯性力导致的顶环上累积机油的甩出、活塞顶部边缘的刮油以及气缸壁油膜的蒸发7-8。然而影响缸内机油耗的因素却很多，国内外学者研究了活塞摆动、活塞环组的配合、缸套变形和发动机运行工况等因素对缸内机油耗的影响[9-13]，但是对起动过程中缸内的机油消耗研究还鲜有报道。
在对侧卷流燃烧室进行油束匹配试验过程中，
利用内锁镜技术拍摄到产起动倒插工况下压缩上止点前后有机油窜入缸内的现象。进而对发动机缸盖、气门、缸套、活塞环和活塞等部件进行了检查，均状沉良好，出现的肇机油现象应为正常机油消耗，只是以前很少被观察到，因此对起动过程的缸内机油耗开展研究很有必要。本研究分析了缸内窜机油现象发生的可能原因，研究了转速和进气压力对起动到工况、下缸内机油现象的影响以及发动机看火后缸内的窜机油情况和炭烟排放。这对分析发动机起动过程的机油消耗机理和减少机油耗带来的颗粒物排放具有重要的参考意义。
收稿日期：2017-09-12；修回日期：2017-12-16
试验设备及方法
1.1单缸机及内窥镜系统
在1132Z模拟增压单缸柴油机台架上进行了
相关试验，表1示出了单缸机的主要参数。试验用 1132Z单缸机缸盖进气道为直气道、4气门，配备侧卷流活塞，活塞下面有机油冷却喷嘴，活塞环组第环为梯形扭曲环,第二环为锥面环，油环为螺旋撑簧槽孔式油环；试验用机油为15W-40，试验时机油温度在40℃左右：试验瞬态数据采集分析系统为Ki-box，缸压传感器为Kistler6052型；模拟增压系统由压气机、加热装置和稳压罐组成，压气机最高压缩压力可达08MPa，试验中进气温度在30℃左右：试验用测功机最大吸收功率为160kW最高转速为 4500r/min.扭矩控制精度为主02/Fs.转速控制精度为土2r/min；炭烟测量使用了AVL415S烟度计，设备量程为0～10FSN，设备分辨率为 0001 FSN。
表1单缸机主要参数
缸径/mm 行程/mm
连杆长度/mm
压缩比排量/L
标定转速/r·min-1
作者简介：李晓伦（1990一），男，硕士，主要研究方向为内燃机燃烧过程；1037904793@qcom，
132 145 262 135:1 2 2500
通讯作者：李向荣（1967一），男，博士，博士生导师，教授，主要研究方向为内燃机燃烧、排放与环境效应lix@biteduen，