喷油策略对高寒柴油机冷起动特性与环境适应性的影响 - 杨朗建; 雷基林; 王东方; 王正江; 刘康; 孙亮 (农业工程学报, 2025)
TK427; 高原高寒环境下冷起动性能恶化是制约内燃动力装备环境适应性的关键问题之一.为探明高原不同环境温度下柴油机不同喷油策略的冷起动特性和环境适应性,该研究以一款缸内直喷高压共轨柴油机为研究对象,结合 2 000m的海拔高度条件下搭建低温环境试验舱和冷起动测试台架,进行高原高寒环境(最低温度?45℃)下 3种喷油策略和不同喷油提前角的冷起动性能、环境适应性试验.结果表明:相较于单次喷射(single injection,SI)策略,2次喷射(double injection,DI)和 3次喷射(triple injection,TI)策略能有效提高极端环境下柴油机冷起动的转速稳定性和可靠性.按照燃烧平均滞燃期的长短将喷油策略排序为:TI＜DI＜SI,而平均最大燃烧压力的大小排序则与之相反.无预热塞辅助的冷起动工况下,SI策略的滞燃期最长,位于上止点后 4.5℃A.TI策略将SI策略的滞燃期最大提前 5.6℃A增强预混合燃烧的比例进而促进柴油机冷起动时燃料更快、更均匀和更稳定地燃烧.适当地增大喷油提前角可改善冷起动的燃烧,该研究中的最佳喷油提前角为 30℃A.基于SI策略的柴油机燃烧产生的HC排放峰值最大,DI策略的柴油机燃烧产生的HC排放峰值居中,TI策略的柴油机燃烧产生的HC排放峰值最小.TI策略可将SI策略的柴油机燃烧产生的HC排放峰值在 20和?5℃时分别降低 58.6%和 64.8%.SI策略在?25℃及以下的温度范围和DI策略在?45℃时,发动机冷起动无法成功.而TI策略在?45～20℃的宽温域环境中均能使发动机 1次起动成功,提高冷起动成功率和平均加速度,缩短冷起动持续时间,极大地改善高原高寒条件下柴油机冷起动性能和提高环境适应性.研究结果可为提升内燃动力装备在多地域、宽温域应用的冷起动性能和环境适应性研究提供参考依据.