第2期（总第235期） 2018年4月
车用发动机 VEHICLEENGINE
No 2 (Serial No 235)
Apr2018
基于柴油机排气热管理的喷油策略控制试验研究
王建”，曹政，张多军”，刘胜吉
(1江苏大学汽车与交道工程学院，江苏镇江212013；2无锡伟博汽车科技有限公司，江苏无锡214000）摘要：为有效满足柴油机中低转速、中小负荷工况下颗粒捕集器(DPF)主动再生时的工作温度需求，利用发动
机台架试验研究了中低负荷稳态工况下主喷正时、近后喷及次后喷参数等排气热管理主动控制措施对缸内燃烧过程、排气热状态及排放性能的影响规律。稳态试验结果表明：推迟主喷提前角缩短了滞燃期，燃烧持续期延长，缸内最高燃烧压力及峰值温度下降，瞬时放热率峰值减小且燃烧重心后移，同时燃油消耗率及烟度略有增加，DOC入口温度提升也不明显：引入近后喷使得缸内最高燃烧压力降低，但放热率第二峰值及后燃期有所增加，近后喷油量与主-近后喷间隔角的合理匹配能适当提高DOC入口温度，最高增幅可达193%，同时也能有效改善NO，排放和烟度；次后喷油量的增加能显著提升DPF入口温度，最大增幅达70%但会导致燃油消耗率及HC逃速量增加。依据样机全工况排温分布状态提出各区域升温喷油控制策略：低负荷区域采用“近后喷十次后喷”的喷油组合，并且采用较大喷油量；中大负荷区城逐渐减少近后喷，直至无近后喷，同时将主喷适当提前。
关键词：柴油机排气热管理；颗粒捕集器；主动再生；燃烧过程；排放特性 DOI: 10 3969 /j issn 1001-2222 2018 02 014
中图分类号：TK421
文献标志码：B
文章编号：1001-2222(2018)02-0079-08
当前，大气中的颗粒物污染问题日益严峻，柴油机的PM排放问题突出，面对排放法规的日趋严格，颗粒捕集器（DPF)被认为是解决柴油机PM排放最有效的手段1-3]。但DPF的再生一直是制约其发展的关键因素[4-5]，再生方法及其控制策略的研究是 DPF技术研究的主要方向。目前,DPF再生系统主要有主动再生系统和被动再生系统，各系统又对应不同的再生技术，主动再生由于其再生的完全性和安全性已成为DPF再生方法的主流。
轻型柴油车由于受安装空间及设备成本的限制，主要采用DOC辅助DPF的主动再生方法，通过空气管理和多次燃油喷射的协调控制将DPF入口温度提升至600℃左右，从而实现DPF的安全有效再生[7-8]。而轻型车NEDC（newEuropeandriving cycle)排放测试循环中，中、低速以及中、小负荷工况的排放所占权重较大，是排放控制重点区域之一。此外该区域排气温度普遍较低，无法满足DPF再生温度的要求，因此需要对排气热量管理主动控制策略进行研究，在保证DPF安全高效的再生温度需求的同时，也要确保发动机动力性、经济性和排放性能的高效统一。
收稿日期：2017-12-06；修回日期：2018-04-17
本研究以某轻型车用柴油机为研究对象，选取部分中小负荷工况重点研究喷油规律对柴油机排气热状态、燃油消耗率、燃烧及排放过程的影响规律，并探讨基于排气热管理的喷油控制策略
1试验装置及试验方案 1.1试验装置
试验样机是1台高压共轨直喷四缸车用柴油
机，其基本参数见表1，样机中续油系统具备预喷主喷和后喷的多次喷射能力，样机在正常模式下（DPF 非再生状态)主要采用“预喷十主喷”的喷油组合策略试验的后处理系统及台架试验整体布置见图1。
表1试验样机基本参数
发动机型式缸径/mm 行程/mm 排量/L 压缩比燃油系统标定功率/kw
标定功率转速/r·min-1
基金项目：江苏省高校优势学科建设工程资助项目（苏证办发[2015])；江苏重点研发计划项目（BE201518）
直列4缸、增压中冷
95 87 4 25 17 : 1 高压共轨 90 009
作者简介：王建(1978—)男，副教授，主要从事案油机工作过程与排放控制的研究;wangjian@mail njseduen