基于歐4標(biāo)準(zhǔn)的高速直噴共軌柴油機后處理系統(tǒng)優(yōu)化

基于歐4標(biāo)準(zhǔn)的高速直噴共軌柴油機后處理系統(tǒng)優(yōu)化

對比汽油機，高速直噴（HSDI）共軌柴油機能夠提供更好的性能和燃油經(jīng)濟(jì)性。而通過應(yīng)用性能預(yù)測軟件，能夠有效地控制發(fā)動機排放后處理系統(tǒng)的開發(fā)時間和開發(fā)成本。

選定的目標(biāo)發(fā)動機是一款2.2L、4缸柴油機，其優(yōu)化目標(biāo)是功率提高25%、轉(zhuǎn)矩提高18%的前提下，滿足歐4排放標(biāo)準(zhǔn)。因此，采用AVL公司的Boost軟件對目標(biāo)發(fā)動機的性能進(jìn)行了預(yù)測，其軟件模型是利用目標(biāo)發(fā)動機性能參數(shù)搭建的，并且應(yīng)用該模型對目標(biāo)發(fā)動機優(yōu)化后的性能進(jìn)行了預(yù)測。而整車仿真模型是利用AVL Cruise軟件搭建的，并且采用NEDC循環(huán)工況作為試驗仿真工況，通過引入時間權(quán)重因子，獲得了目標(biāo)發(fā)動機模型在NEDC工況下不同模式的穩(wěn)態(tài)速度-載荷工作點。發(fā)動機附帶的其它硬件設(shè)施如渦輪增壓器、噴射器、活塞腔、冷卻器以及點火系統(tǒng)等都通過臺架試驗進(jìn)行了相關(guān)的優(yōu)化，以滿足功率和排放的要求。

對于燃燒過程，采用了INCA軟件來對燃燒參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。將臺架試驗中發(fā)動機的排放數(shù)據(jù)和試驗車輛在測功機上運行相同工況的排放數(shù)據(jù)進(jìn)行了記錄與對比，并且依據(jù)臺架試驗的發(fā)動機參數(shù)，對試驗車輛的發(fā)動機進(jìn)行了優(yōu)化。還對柴油機的氧化催化轉(zhuǎn)化器進(jìn)行了測試，同時在測功機上對其反應(yīng)過程和材料進(jìn)行了優(yōu)化，以滿足歐4標(biāo)準(zhǔn)的要求。

測試結(jié)果表明，采用模型仿真的方法能夠有效地縮短前期開發(fā)過程中對發(fā)動機性能進(jìn)行測試的時間。同時，采用臺架試驗和實車對比分析，能夠在很大程度上縮短發(fā)動機后處理系統(tǒng)的開發(fā)時間。

PundlikRambhajietal. SAE 2014-01-2021.

編譯：范狄