喷油泵的标定对双燃料发动机燃烧循环变动及排放的影响窦慧莉12，刘忠长李骏2，戈非2，徐振波2，姜长军2，闫涛2（1.吉林大学，长春130025；2.中国汽车集团公司技术中心）一种新的控制小齿条位移时循环喷油量及各缸不均匀度的喷油泵标定方法，应用该方法进行了喷油泵的标定，并研究了该喷油泵对双燃料发动机燃烧循环变动及排放的影响。研究结果表明，采用新方法标定喷油泵后，双燃料发动机的燃烧循环变动大幅改善，NOx排放显著降低，工作稳定性提高。

　　收穑日期：0041213 1概述近年来，天然气以其清洁燃烧特性而受到重视。

　　对以柴油/天然气为燃料的双燃料发动机的研究越来越深入。引燃柴油量、空燃比、柴油喷油提前角等参数对发动机性能及排放影响的研究已比较详尽111.但是柴油喷油泵对双燃料发动机燃烧循环变动及排放影响的深入研究还未见报道。

　　在双燃料发动机中，少量的柴油被压缩，引燃缸内天然气与空气的混合气。柴油仍然由原柴油机用喷油泵供给，但因双燃料发动机的引燃柴油量较小，多为总燃料量的8~30喷油泵经常工作在小齿条位置。而喷油泵在小齿条位置时循环供油量变化很大，各缸均匀性很差，造成双燃料发动机严重的燃烧循环变动及排放恶化。本文采取控制喷油泵小齿条位移时循环喷油量及各缸不均匀度的喷油泵标定方法，对双燃料发动机用喷油泵进行了标定，并研究了它对双燃料发动机的燃烧循环变动及排放的影响。

　　2双燃料发动机的燃烧循环变动发动机的燃烧循环变动是缸内热化学和热力学过程以及混合气形成过程及燃烧过程的综合结果。

　　2P员油泵标定方法一般柴油机喷油泵标定时，大扭矩点和标定功率点的各缸喷油量不不均匀度严格控制在±（以lishingHc内燃机工程柴油机的较小循环变动和高稳定性是大量着火点和完全燃烧的混合气膨胀的结果。其着火点数量在103 ~104范围内，点火能量约为200.而汽油机，只有一个着火点，从着火点处火焰随机传播，点火能量约为10~200m，造成了各循环之间着火点形成和火焰传播速度的巨大差别，从而产生大的燃烧循环变动2~41.对于柴油/天然气双燃料发动机，由引燃柴油压缩形成着火点，理论上双燃料发动机的循环变动介于柴油机与汽油机之间。各循环间引燃柴油量的多少直接影响双燃料发动机的循环变动，亦影响发动机的经济性和排放性。在开发双燃料发动机时需要对燃烧循环变动和燃烧稳定性给予足够重视，尤其是在极稀混合气时更为重要。燃烧循环变动可用不同的参数表示，其中，缸内大压力的变动值是表达燃烧循环变动的重要参数，为了计算，利用燃烧分析仪采集150个循环以上的缸内压力进行分析，计算公式为标准差和平均值。

　　3喷油泵标定3.1喷油泵标定装置喷油泵试验台上，使用法国EFS公司的EMI2型单次流量计测量各缸喷油量，其精度为d流量计可以测量单缸一次的喷油量，也可测量多次喷油量的平均值。本文在进行各缸喷油量的测量时，采用100次喷油量的平均值。喷油泵齿条位置由步进电机控制。为喷油泵标定试验台。

　　内，而怠速点控制在15以内即可，对喷油泵小齿条位置不作特殊控制，这样的喷油泵直接用在柴油/天然气双燃料发动机上无法保证在喷油泵常用的小齿条位置各缸喷油量的均匀性。

　　点，确定某一小齿条位置，发动机工作时喷油泵齿条的常用工作位置应在此小齿条位置附近。由步进电机控制喷油泵齿条向右移动到所要求的位置，并测量各缸的喷油量，根据测量结果反复调整喷油泵，直到各缸喷油量的不均匀度满足要求。采用上述相同的方法对喷油泵的怠速点、大扭矩点和标定功率点喷油量进行调整，并使各缸喷油量不均匀度控制在所要求的值。当各缸喷油量的不均匀度相差太大，调节喷油泵不能满足要求时，需通过更换油泵柱塞偶件来实现。

　　一缸在小齿条位置时的喷油量比平均喷油量大12，第三缸比平均喷油量小11，调整时无法达到要求，因此，更换了这两缸的柱塞偶件。表1为标定前后喷油泵各缸喷油量在主要控制点的变化范围。

　　表1喷油泵各缸喷油量的变化范围新标定喷油泵原机喷油泵750r/min油泵转速（在固定的小齿条位置）怠速大扭矩标定功率4试验结果及分析动机上进行。由于试验条件所限，无法同时测量六缸的缸内压力，故选在缸气缸盖上安装压力传感器，用以测量缸内压力。在皮带轮上安装了角标仪（精度为0. 1°）。发动机的性能参数见表2，主要狈试设备见表3.表2CA6110ZLA5N2发动机性能参数发动机类型直列、6缸、四冲程、直喷式排量/L进气方式增压中冷缸径X行程/mm标定功率/kW标定转速/rmin-1燃烧室类型表3试验主要测试设备名称型号测功器日本小野的电涡流测功器废气测量仪HORIBA MEXA-7000排气分析仪微粒采样系统HOR1BA的MDLT采样系统燃烧分析仪FEV的CAS燃烧分析仪烟度计AVL439消光式烟度计天然气流量计CMFC25M313NL CNG流量计41对燃烧循环变动的影响在试验中，保持柴油供油提前角不变。为原机与新标定喷油泵发动机外特性燃烧循环变动值对比图。采用新的标定方法后，发动机的燃烧循环变动减小，随发动机转速提高更加明显。原因是当各缸不均匀度控制在很小时，循环供油量变化很大的气缸已不能满足要求，象和第三缸必须通过更换柱塞偶件才能达到要求，这样，新标定的喷油泵单缸循环供油量的均匀性得到改善。随着发动机转速提高，天然气的替代率提高，柴油的供给量对燃烧的影响越来越显著。新的标定方法使喷油泵的循环喷油量变化减小，发动机燃烧循环变动减小，发动机工作稳定。

　　为发动机分别米用原机喷油栗和新标定喷油泵，在2500r/min全负荷不同空燃比时，发动机燃烧循环变动对比图。由图可见，随着空燃比的增大，发动机燃烧循环变动加剧。这是因为空燃比越大，越接近稀燃界限造成。但是，米用新标定的喷油泵，因为严格控制喷油泵小齿条位移时的各缸喷油量不均匀性而改善了循环喷油量的均匀性，使发动机燃烧循环变动比原机大为改善。因此，在采用稀薄燃烧的双燃料发动机上，采用新标定的喷油泵，可有更大的空燃比调整范围，使发动机的经济性改善，同时降低排气温度，提高发动机的可靠性。

　　42对排放的影响500r/min时，米用不同喷油泵的排放特性。采用新标定的喷油泵后，NOx排放量显著减少，负荷越高，其效果越明显；CO、THC和CH4排放量差别不大。

　　表4为采用氧化型催化器后双燃料发动机十三工况排放结果。采用新标定的喷油泵后，发动机的NOx排放量显著降低，PM排放量增加，CO、CH4和表4发动机十三工况排放结果g/（kWh）-1新标定喷油泵原机喷油泵通过的示功图分析可知，采用新标定的喷油泵后，由于着火延迟期延长，着火前，活塞已开始下行，燃烧速度减小，燃烧温度降低，因此，NOx排放量减少。同时，缸内气体的紊流强度也有一定的衰减，造成紊流火焰速度降低，火焰停止传播的时间相对提前，导致火焰不能传遍整个燃烧室，燃烧不完全，使PM和NMHC排放量增加。但是，0081g（kW.h）-1的PM排放值亦已经能满足法规要求。

　　5结论采用新标定方法的喷油泵后，双燃料发动机的燃烧循环变动大为改善，使发动机有更宽的空燃比调整空间，改善发动机的经济性和可靠性。

　　采用新标定方法的喷油泵后，双燃料发动机的NOx排放大为改善。