DX12 重型柴油機新型燃燒系統(tǒng)的開發(fā)

柴油機由于具有較低的燃油消耗、較高的可靠性和耐久性，因而被廣泛應用在越野車、商用車和輪式工程機械上。然而，柴油機始終存在NOx和PM排放量較高的問題。近些年，排放法規(guī)的要求越來越嚴格，為使新設計的柴油機滿足排放法規(guī)的要求，必須對柴油機進行優(yōu)化設計。韓國斗山（Doosan）工程機械公司開發(fā)出了用于重型載貨車的DX12重型柴油機，為使該柴油機的排放符合法規(guī)要求，專門開發(fā)了用于其的燃燒系統(tǒng)。

由于新開發(fā)的DX12重型柴油機主要銷售區(qū)域為新興國家，因而采用了機械控制的柴油機結構，與電子控制的柴油機結構相比，機械控制在成本和后期維護方面具有明顯的優(yōu)勢。同時，由于沒有采用任何后處理裝置，且需進一步降低成本，加速該柴油機的推廣，因而設計了新型燃燒系統(tǒng)，以實現(xiàn)其排放降低。該新型燃燒系統(tǒng)整個設計過程分為5步：①確定設計目標，包括功率、轉(zhuǎn)矩、排放、燃油消耗和設計約束；②開發(fā)燃燒系統(tǒng)，確定燃料噴射系統(tǒng)、缸蓋布局、空氣管理系統(tǒng)、渦輪增壓系統(tǒng)和廢氣再循環(huán)（EGR）系統(tǒng)；③確定系統(tǒng)參數(shù)，包括空燃比、EGR率和初始壓縮比等；④循環(huán)模擬，確定凸輪形狀、進/排氣門布局；⑤燃燒計算流體動力學（CFD）仿真，確定噴油嘴形狀、渦流比、缸內(nèi)流場、燃燒室形狀和最終壓縮比。通過該設計過程，最終為DX12重型柴油機設計了一套新型燃燒系統(tǒng)。

通過對新型燃燒系統(tǒng)的應用發(fā)現(xiàn)，DX12重型柴油機的燃油消耗改善了1.9%，且能夠滿足最新的排放法規(guī)要求。

Tae Joong Wang et al.SAE 2017-01-0694.

編譯：張振偉