改善重型柴油机燃油消耗的研究
不断严格的排放法规促进各种先进技术应用在重型柴油机上，以降低排放和改善柴油机的燃油经济性。由于使用单一技术很难再大幅改善发动机的燃油消耗，因此将一些发展比较完善的技术相结合，便可弥补各系统自身的缺点。本文通过试验，分析联合使用具有较高有效平均压力的小型发动机、高增压涡轮增压系统以及采用优化燃烧系统等措施对重型柴油机燃油经济性的改善，同时使发动机NOx排放达到1.0g/kWh的法规要求。
重型柴油机时速达到80km/h时，仅有40%的总能量用于工作输出，其余的60%能量以冷却损失、排气损失、摩擦损失和泵吸损失的形式消散。因而减少发动机燃油消耗的主要途径是减少发动机摩擦和损失。试验时，选定两台不同的发动机，其中一台作为参考发动机，另一台作为测试发动机。参考发动机的燃烧室为挤流口燃烧室，喷油嘴数目为8个，涡轮增压采用单级涡轮增压系统，排气再循环系统采用高压回路排气再循环系统（HPL-EGR）。测试发动机为小型发动机，其燃烧室为矩形环槽燃烧室，喷油嘴数目可设定为8、9、10个，采用两级涡轮增压系统，以及高压回路排气再循环系统（HPL-EGR）和低压回路排气再循环系统（LPLEGR）。试验保持车速80km/h，发动机运行负荷设定为35%。试验结果显示，采用小型化柴油机可减小摩擦损失；采用两级涡轮增压系统可提高涡轮增压效率和减少泵吸损失，同时可降低1.4%的燃油消耗。此外，若选用不具有喷嘴叶片的固定容量涡轮增压器，并利用双回路排气再循环系统，将进一步降低5.2%的燃油消耗。对燃烧室形状和喷油嘴数目进行优化可改善发动机的烟雾排放，同时有助于降低泵吸损失，可减少0.9%的燃油消耗。将上述措施联合使用可降低发动机7.5%的燃油消耗。
Mori Ishii et al.SAE 2015-01-1256.
编译：王祥
