電控柴油機噴油規(guī)律仿真的臺架標定

(武漢船舶職業(yè)技術(shù)學院，湖北武漢 430050)

1 引 言

燃油噴射系統(tǒng)是柴油機實現(xiàn)高效率、低排放目標的基礎。研究柴油機的噴油規(guī)律，可以提高柴油機的燃燒效率，繼而提高柴油機的功率，同時可降低柴油機有害氣體的排放[1]。標定是在系統(tǒng)的算法和外圍器件確定以后，為了得到滿意的整機性能，對軟件數(shù)據(jù)進行優(yōu)化的過程。臺架標定是在臺架實驗臺上對發(fā)動機的穩(wěn)態(tài)工況進行數(shù)據(jù)優(yōu)化[2]。本文作者基于前期電控柴油機噴油規(guī)律模擬仿真研究的基礎上，借助合作企業(yè)現(xiàn)有實驗臺架，著重對模擬仿真模型進行發(fā)動機臺架試驗標定。

2 原型機配置

計算的機型為中型排量的四氣門六缸柴油發(fā)動機，配備高壓共軌系統(tǒng)，裝配于卡車上使用。詳細的發(fā)動機配置如表1。

表1 原型機的配置參數(shù)

3 基于操作工況點的模擬仿真

原型機運行的區(qū)域工況主要在1300-1900rpm區(qū)間，運用KIVA-3V程序作為計算軟件，建立著火模型，噴霧破碎模型，燃燒模型，考慮當前環(huán)境保護的法律法規(guī)，同時建立排放模型。為有效快捷的建立數(shù)學模型，選取研究工況點如表2。對所選取的四個工況點進行噴油規(guī)律的模擬仿真，每個工況點都涉及到主預噴兩次噴射[3]。

表2 數(shù)值計算的工況點一覽表

4 計算模型標定

為了使模擬軟件真實地反映和預測發(fā)動機的性能，對所計算的四個工況點進行模型標定，標定的標準為試驗測量的缸內(nèi)壓力曲線，熱釋放率曲線和排放值。各工況的標定結(jié)果如圖1～圖4。

四個工況計算的壓力值和缸壓曲線趨勢符合的很好，熱釋放率中，燃燒始點標定結(jié)果也符合的很好，由于熱釋放率不是直接測量，而且實際計算考慮散熱和著火的理論還欠完善，因此在峰值方

圖1 工況點1缸壓曲線，熱釋放率和排放標定結(jié)果

圖2 工況點2缸壓曲線，熱釋放率和排放標定結(jié)果

圖3 工況點3缸壓曲線，熱釋放率和排放標定結(jié)果

圖4 工況點4缸壓曲線，熱釋放率和排放標定結(jié)果

面的對比還是有些出入。排放的NOx和Soot都吻合的很好，工況點1的NOx預測誤差相對較大，這是因為工況點1預噴油量較大，預噴產(chǎn)生的熱量和燃燒較難準確的預測，同時其產(chǎn)生的影響對主噴效應也更大，因此工況點1的NOx預測不是很理想。但是因為NOx的生成基本和溫度成線性關系，因此標定中主要以Soot為準。標定表明模型建立成功。

5 結(jié) 論

本文基于電控柴油機燃油噴射系統(tǒng)的噴油規(guī)律的仿真研究，將建模所取工況點在實驗臺架上測取真實數(shù)據(jù)，對模擬數(shù)據(jù)進行了標定。發(fā)動機臺架試驗標定結(jié)果表明，用目前的軟件和模型，可以較好的去預測發(fā)動機的性能[4]。