国六重型柴油机排气热管理技术

摘要

为有效提高发动机排气温度和选择性催化还原器（selective catalytic reduction, SCR）入口温度，以某款国六重型柴油机为研究对象，根据排气温度分布特征将缸内燃烧控制区域划分为若干区间，每个区间制定差异化的温度控制策略；通过试验验证进气节流阀调控和燃烧参数优化两种排气热管理技术的效果，在此基础上设计集成了SCR自动加热模式的发动机自适应排气热管理策略，并开展发动机台架冷态世界统一瞬态循环（world harmonized transient cycle, WHTC）试验和高原复杂路况实车验证试验，评估热管理策略的实际效果。结果表明：后喷油量、后喷正时对排气温度的影响明显大于轨压、主喷正时、预喷正时；后喷油量和后喷正时增大，排气热管理效果逐步增强；当进气节流阀的关闭度不低于70%时，排气温度随进气节流阀的关闭度增大呈升高趋势；发动机在中、高负荷运行时，可以通过优化后喷油量和后喷正时等燃烧参数的方法达到较好的热管理效果；低负荷及0负荷工况下，通过进气节流阀调控并耦合优化燃烧参数的策略可以实现良好的排气热管理效果；冷态WHTC工况下，发动机平均排气温度提高约20℃,在WHTC加权平均油耗增长率仅为4%的前提下，NO_x比排放大幅降低（降幅约为30%）;高原长下坡工况下，SCR入口温度可长时间维持在370℃左右。设计的自适应排气热管理策略可使发动机在冷机、高原、低温等恶劣工况下具有良好的热管理效果。

关键词

柴油机 / 排气热管理 / SCR / 燃烧参数 / 进气节流阀