李曉倫,李向榮,陳彥林,趙偉華,劉福水
(1.北京理工大學(xué)機(jī)械與車輛學(xué)院,北京 100081;2.高效低排放內(nèi)燃機(jī)技術(shù)工業(yè)和信息化部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100081)
柴油機(jī)起動(dòng)過程缸內(nèi)竄機(jī)油現(xiàn)象的可視化研究
李曉倫1,2,李向榮1,2,陳彥林1,2,趙偉華1,2,劉福水1,2
(1.北京理工大學(xué)機(jī)械與車輛學(xué)院,北京 100081;2.高效低排放內(nèi)燃機(jī)技術(shù)工業(yè)和信息化部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100081)
在單缸機(jī)上利用內(nèi)窺鏡技術(shù)觀察到了起動(dòng)過程中缸內(nèi)有竄機(jī)油的現(xiàn)象。采用圖像分析和試驗(yàn)驗(yàn)證相結(jié)合的方法,分析了缸內(nèi)竄機(jī)油現(xiàn)象發(fā)生的原因,研究了轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣壓力對(duì)柴油機(jī)起動(dòng)倒拖工況下缸內(nèi)竄機(jī)油現(xiàn)象的影響,研究了起動(dòng)著火運(yùn)行時(shí)缸內(nèi)的竄機(jī)油現(xiàn)象以及炭煙排放特性。研究表明:柴油機(jī)高轉(zhuǎn)速起動(dòng)倒拖工況下,在壓縮上止點(diǎn)前后以及排氣上止點(diǎn)后均有機(jī)油竄入缸內(nèi);當(dāng)轉(zhuǎn)速升高時(shí),竄入缸內(nèi)的機(jī)油量增加;當(dāng)缸內(nèi)壓力升高時(shí),竄入缸內(nèi)的機(jī)油量減少;在起動(dòng)著火過程中,運(yùn)行初期缸內(nèi)出現(xiàn)竄機(jī)油現(xiàn)象,隨著發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間增加,竄機(jī)油現(xiàn)象消失,炭煙減少。
柴油機(jī);起動(dòng);倒拖工況;機(jī)油消耗;可視化
車用發(fā)動(dòng)機(jī)的節(jié)能減排是目前急需解決的問題。對(duì)于柴油機(jī),除了通過改善油、氣、室的匹配來實(shí)現(xiàn)低排放外,有效控制機(jī)油耗也是一個(gè)重要的途徑[1-4]。資料顯示,現(xiàn)代低排放柴油機(jī)大約20%的顆粒物是由機(jī)油引起的,且缸內(nèi)機(jī)油耗占總機(jī)油耗的90%左右[5-6]。目前公認(rèn)的缸內(nèi)機(jī)油消耗方式有4種,分別為通過頂環(huán)開口間隙竄入、由慣性力導(dǎo)致的頂環(huán)上累積機(jī)油的甩出、活塞頂部邊緣的刮油以及氣缸壁油膜的蒸發(fā)[7-8]。然而影響缸內(nèi)機(jī)油耗的因素卻很多,國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究了活塞擺動(dòng)、活塞環(huán)組的配合、缸套變形和發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況等因素對(duì)缸內(nèi)機(jī)油耗的影響[9-13],但是對(duì)起動(dòng)過程中缸內(nèi)的機(jī)油消耗研究還鮮有報(bào)道。
在對(duì)側(cè)卷流燃燒室進(jìn)行油束匹配試驗(yàn)過程中,利用內(nèi)窺鏡技術(shù)拍攝到了起動(dòng)倒拖工況下壓縮上止點(diǎn)前后有機(jī)油竄入缸內(nèi)的現(xiàn)象。進(jìn)而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)缸蓋、氣門、缸套、活塞環(huán)和活塞等部件進(jìn)行了檢查,均狀況良好,出現(xiàn)的竄機(jī)油現(xiàn)象應(yīng)為正常機(jī)油消耗,只是以前很少被觀察到,因此對(duì)起動(dòng)過程的缸內(nèi)機(jī)油耗開展研究很有必要。本研究分析了缸內(nèi)竄機(jī)油現(xiàn)象發(fā)生的可能原因,研究了轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣壓力對(duì)起動(dòng)倒拖工況下缸內(nèi)竄機(jī)油現(xiàn)象的影響以及發(fā)動(dòng)機(jī)著火后缸內(nèi)的竄機(jī)油情況和炭煙排放。這對(duì)分析發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程的機(jī)油消耗機(jī)理和減少機(jī)油耗帶來的顆粒物排放具有重要的參考意義。
在1132Z模擬增壓?jiǎn)胃撞裼蜋C(jī)臺(tái)架上進(jìn)行了相關(guān)試驗(yàn),表1示出了單缸機(jī)的主要參數(shù)。試驗(yàn)用1132Z單缸機(jī)缸蓋進(jìn)氣道為直氣道、4氣門,配備側(cè)卷流活塞,活塞下面有機(jī)油冷卻噴嘴,活塞環(huán)組第一環(huán)為梯形扭曲環(huán),第二環(huán)為錐面環(huán),油環(huán)為螺旋撐簧槽孔式油環(huán);試驗(yàn)用機(jī)油為15W-40,試驗(yàn)時(shí)機(jī)油溫度在40 ℃左右;試驗(yàn)瞬態(tài)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)為Kibox,缸壓傳感器為Kistler 6052型;模擬增壓系統(tǒng)由壓氣機(jī)、加熱裝置和穩(wěn)壓罐組成,壓氣機(jī)最高壓縮壓力可達(dá)0.8 MPa,試驗(yàn)中進(jìn)氣溫度在30 ℃左右;試驗(yàn)用測(cè)功機(jī)最大吸收功率為160 kW,最高轉(zhuǎn)速為4 500 r/min,扭矩控制精度為±0.2%FS,轉(zhuǎn)速控制精度為±2 r/min;炭煙測(cè)量使用了AVL 415S煙度計(jì),設(shè)備量程為0~10 FSN,設(shè)備分辨率為0.001 FSN。
表1 單缸機(jī)主要參數(shù)
試驗(yàn)采用AVL Visioscope 513D內(nèi)窺鏡系統(tǒng),主要配置有PixelFlyCCD攝像機(jī)、內(nèi)窺鏡冷卻系統(tǒng)、照明系統(tǒng)、工控機(jī)和配套軟件等。為了安裝內(nèi)窺鏡系統(tǒng),在缸蓋上加工了內(nèi)窺鏡探頭和光源探頭安裝孔,并在活塞相應(yīng)位置加工了避讓槽。內(nèi)窺鏡在單缸機(jī)上的安裝見圖1。為了實(shí)現(xiàn)最佳的觀測(cè)范圍及測(cè)試效果,選擇了風(fēng)冷式0°觀測(cè)角的內(nèi)窺鏡探頭,探頭拍攝視角為80°,內(nèi)窺鏡拍攝視野及側(cè)卷流活塞見圖2。
圖1 內(nèi)窺鏡系統(tǒng)在單缸機(jī)上的安裝
圖2 內(nèi)窺鏡拍攝視野及側(cè)卷流活塞
在發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行前安裝內(nèi)窺鏡系統(tǒng),并調(diào)整拍攝角度、光源角度和鏡頭焦距直到視野清晰,拍攝曝光時(shí)間設(shè)定為50 μs,拍攝時(shí)刻按發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間設(shè)定。
為了定量分析倒拖工況下竄入缸內(nèi)的機(jī)油量,對(duì)圖片進(jìn)行去背景和二值化處理,引入機(jī)油面積比(機(jī)油面積比=圖像上的機(jī)油面積/內(nèi)窺鏡視野面積)來考察竄入缸內(nèi)機(jī)油量。圖片處理方法見圖3,在圖3d中標(biāo)注了竄入缸內(nèi)的機(jī)油(白色點(diǎn)狀物)。
圖3 圖片處理方法
在對(duì)柴油機(jī)起動(dòng)倒拖工況下缸內(nèi)的情況進(jìn)行觀察時(shí),發(fā)現(xiàn)缸內(nèi)壓縮上止點(diǎn)前后有機(jī)油竄入缸內(nèi)。圖4示出自然吸氣條件下,倒拖轉(zhuǎn)速為1 800 r/min時(shí),截取的壓縮上止點(diǎn)前后10°曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)機(jī)油竄入缸內(nèi)的情況。該圖片由原始圖片經(jīng)過去背景和二值化處理后得到。CCD相機(jī)設(shè)置為每一個(gè)循環(huán)采集一個(gè)圖像,下一個(gè)圖像為推遲一定曲軸轉(zhuǎn)角的后續(xù)循環(huán),因此圖4所示為得到的名義循環(huán)缸內(nèi)竄機(jī)油過程。
圖4 壓縮和膨脹沖程缸內(nèi)竄機(jī)油情況
從圖4中可以看到,在壓縮上止點(diǎn)前后均有機(jī)油竄入缸內(nèi)。對(duì)比壓縮上止點(diǎn)前后的圖像,發(fā)現(xiàn)活塞上行和下行過程缸內(nèi)竄機(jī)油的方式存在差異,活塞上行時(shí)機(jī)油呈噴注狀竄入,而在活塞下行時(shí),缸內(nèi)竄入的機(jī)油則顯得較為散亂。此外,在活塞上行和下行過程中,機(jī)油竄入的方向沒有變化,均是由次推力面(承受壓縮側(cè)向力)一側(cè)向主推力面(承受膨脹側(cè)向力)一側(cè)竄入(見圖5)。
圖5 缸內(nèi)竄機(jī)油示意
對(duì)排氣上止點(diǎn)前后40°曲軸轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)進(jìn)行了拍攝,發(fā)現(xiàn)在排氣上止點(diǎn)后20°~40°曲軸轉(zhuǎn)角范圍內(nèi)也有竄機(jī)油現(xiàn)象發(fā)生,相對(duì)壓縮上止點(diǎn)附近竄機(jī)油量較小(見圖6)。
圖6 排氣上止點(diǎn)后缸內(nèi)竄機(jī)油圖像
為了檢查是否是發(fā)動(dòng)機(jī)故障引起的非正常缸內(nèi)竄機(jī)油現(xiàn)象,圖7列出了柴油機(jī)缸內(nèi)竄機(jī)油的所有可能途徑,檢查結(jié)果如下:
a) 缸蓋。經(jīng)清洗和仔細(xì)檢查,缸蓋朝向燃燒室的整個(gè)表面并無(wú)裂紋,因此排除缸蓋上的機(jī)油漏入燃燒室。
b) 進(jìn)排氣門。經(jīng)檢查,氣門密封性良好,在氣門座位置無(wú)機(jī)油泄漏的痕跡。
c) 進(jìn)排氣門導(dǎo)管。經(jīng)檢查,氣門導(dǎo)管頂端的密封圈完好。
d) 缸墊。拆下缸蓋后,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)缸墊完好,機(jī)油回流孔位置處無(wú)漏油痕跡。
e) 缸套。為了驗(yàn)證是否為缸套磨損造成缸內(nèi)竄機(jī)油現(xiàn)象,對(duì)缸套進(jìn)行了90°旋轉(zhuǎn),竄機(jī)油方向并未變化。更換新缸套,竄機(jī)油量無(wú)較大變化。
f) 活塞冷卻機(jī)油噴嘴。在活塞下方安裝有活塞冷卻機(jī)油噴嘴,考慮到冷卻機(jī)油噴嘴噴油作用下,缸套壁面會(huì)產(chǎn)生較厚的油膜,可能導(dǎo)致較多的機(jī)油竄入缸內(nèi),因此在切斷活塞冷卻機(jī)油噴嘴供油管路的情況下進(jìn)行試驗(yàn),發(fā)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)以1 800 r/min的轉(zhuǎn)速倒拖運(yùn)轉(zhuǎn)5 min后依然有機(jī)油竄入缸內(nèi)。
g) 活塞環(huán)?;钊h(huán)安裝正確,各環(huán)開口不在同一方向。為了排除活塞環(huán)磨損帶來的影響,更換新活塞環(huán)后測(cè)試,缸內(nèi)竄機(jī)油量無(wú)較大變化。
h) 活塞。拆下活塞,發(fā)現(xiàn)活塞次推力面一側(cè)火力岸有較多積炭,清除活塞火力岸積炭后進(jìn)行測(cè)試,發(fā)現(xiàn)竄入缸內(nèi)的機(jī)油量不變。
綜合上述檢查結(jié)果,可以確定試驗(yàn)中發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行正常,則起動(dòng)過程中所觀察到的竄機(jī)油現(xiàn)象屬于正常機(jī)油消耗,因此弄清楚這一現(xiàn)象的規(guī)律和機(jī)理,對(duì)控制起動(dòng)過程的機(jī)油耗和顆粒物排放具有重要意義。
圖7 缸內(nèi)竄機(jī)油現(xiàn)象的可能途徑
在引言中提到的4種典型缸內(nèi)機(jī)油消耗方式中,由于發(fā)動(dòng)機(jī)倒拖運(yùn)行時(shí)缸內(nèi)溫度較低,可不考慮機(jī)油蒸發(fā),觀察到機(jī)油竄入的情形也不是蒸發(fā)引起的;頂環(huán)開口不在次推力面一側(cè),因此也不是通過頂環(huán)開口間隙的竄油。那么出現(xiàn)圖4和圖6所示缸內(nèi)竄機(jī)油現(xiàn)象的原因可能如下:在壓縮上止點(diǎn)前后,當(dāng)活塞上行時(shí),活塞頂部邊緣會(huì)將機(jī)油刮起,刮起的機(jī)油竄入缸內(nèi);而當(dāng)活塞下行時(shí),積累在活塞頂部和頂環(huán)上方的機(jī)油在慣性力的作用下被甩出,竄機(jī)油方向不變,其作用機(jī)理如圖8所示,圖中活塞傾斜是由于連桿推拉力和活塞受到的摩擦力構(gòu)成的力矩作用產(chǎn)生。在排氣上止點(diǎn)前后,當(dāng)活塞上行時(shí),由于缸套壁面殘留油膜較薄,因此沒有出現(xiàn)因刮機(jī)油而導(dǎo)致的缸內(nèi)竄機(jī)油現(xiàn)象,而當(dāng)活塞下行時(shí),積累在頂環(huán)上方的少量機(jī)油則在慣性力作用下被甩出,竄入缸內(nèi)的機(jī)油量較壓縮上止點(diǎn)后少。
為了進(jìn)一步分析缸內(nèi)竄機(jī)油現(xiàn)象的原因和規(guī)律,研究了發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速和進(jìn)氣壓力對(duì)起動(dòng)倒拖工況下缸內(nèi)竄機(jī)油現(xiàn)象的影響。
對(duì)于轉(zhuǎn)速的影響,在自然吸氣倒拖工況下依次升高轉(zhuǎn)速,拍攝缸內(nèi)的竄機(jī)油情況(見圖9)。每一轉(zhuǎn)速下取壓縮上止點(diǎn)前后10°曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)的圖像,并對(duì)圖像上的機(jī)油面積比取平均值,得到了機(jī)油平均面積比隨轉(zhuǎn)速的變化規(guī)律(見圖10)。
圖8 缸內(nèi)竄機(jī)油現(xiàn)象作用機(jī)理
圖9 不同轉(zhuǎn)速下缸內(nèi)竄機(jī)油情況
圖10 圖像上機(jī)油平均面積比隨轉(zhuǎn)速的變化
由圖9和圖10可以看出,隨著倒拖轉(zhuǎn)速升高,竄入缸內(nèi)的機(jī)油量增加。這可能是由于隨著轉(zhuǎn)速升高,在液力和機(jī)械等作用下,未被活塞環(huán)組刮回曲軸箱的機(jī)油增多,缸套油膜較厚,因此活塞頂部邊緣的刮油和慣性力導(dǎo)致的甩油使得竄入缸內(nèi)的機(jī)油量增加。而當(dāng)轉(zhuǎn)速由1 800 r/min繼續(xù)升高時(shí),這些作用趨于“飽和”,因此缸內(nèi)竄機(jī)油量不再大幅增加。
圖11示出1 800 r/min工況下,缸內(nèi)竄機(jī)油情況隨進(jìn)氣壓力的變化。選取壓縮上止點(diǎn)前后10°曲軸轉(zhuǎn)角內(nèi)的圖像,并對(duì)圖像上的機(jī)油面積比取平均值,得到了圖像上機(jī)油平均面積比隨進(jìn)氣壓力的變化規(guī)律(見圖12)。
從圖11和圖12可以看出,隨著進(jìn)氣壓力增加,缸內(nèi)的竄機(jī)油量減少。這可能是由于頂環(huán)上下壓差增大,頂環(huán)在壓力作用下緊貼在活塞環(huán)槽下端面,從頂環(huán)通過的機(jī)油量減少,而竄氣作用帶向曲軸箱的機(jī)油量增加。另外,由于進(jìn)氣壓力較高,在進(jìn)氣沖程活塞下行時(shí)可以延緩頂環(huán)被抬起(脫離環(huán)槽下端面),竄入頂環(huán)上方的機(jī)油量減少,缸套壁面形成的油膜厚度減小,因此被刮入、甩入缸內(nèi)的機(jī)油量減少。從圖12還可以看出,轉(zhuǎn)速越高,使得缸內(nèi)竄機(jī)油現(xiàn)象消失所需要的進(jìn)氣壓力越低,這可能是因?yàn)檩^高轉(zhuǎn)速時(shí),通過活塞環(huán)組間的漏氣量較少,活塞環(huán)上下壓差較大,使得竄入缸內(nèi)的機(jī)油量減少。
圖11 不同進(jìn)氣壓力下缸內(nèi)竄機(jī)油情況
圖12 圖像上機(jī)油平均面積比隨進(jìn)氣壓力的變化
為了研究柴油機(jī)起動(dòng)著火過程缸內(nèi)的竄機(jī)油情況,在單缸機(jī)上進(jìn)行了試驗(yàn)。試驗(yàn)中起動(dòng)倒拖轉(zhuǎn)速設(shè)定為800 r/min,噴油量為52 mg/cyc,自然吸氣,為了避免噴油過早使噴霧對(duì)竄入缸內(nèi)的機(jī)油產(chǎn)生遮擋,將噴油提前角設(shè)置為0°曲軸轉(zhuǎn)角。發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)著火過程缸內(nèi)竄機(jī)油現(xiàn)象試驗(yàn)方法見圖13。試驗(yàn)結(jié)果見圖14,圖中用白色線條圈出了竄入缸內(nèi)的機(jī)油。
從圖14中可以看出,在發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速為1 500 r/min的工況下,噴油著火后1 min左右時(shí)缸內(nèi)有竄機(jī)油現(xiàn)象,3 min左右時(shí)缸內(nèi)竄機(jī)油現(xiàn)象消失。這是由于發(fā)動(dòng)機(jī)噴油著火運(yùn)行初期,缸內(nèi)壓力、溫度較低(見圖15),而轉(zhuǎn)速較高,缸套壁面上油膜較厚,活塞的刮油和甩油作用使機(jī)油竄入缸內(nèi)。隨著運(yùn)行時(shí)間增加,缸內(nèi)溫度上升,活塞、活塞環(huán)及缸套之間的間隙變小,活塞下行時(shí)刮下的機(jī)油量增加;另外機(jī)油黏度和蒸發(fā)量的變化使缸套壁面油膜厚度進(jìn)一步減小,當(dāng)活塞上行時(shí),頂環(huán)和活塞頂部邊緣的刮油量減少,從而竄入缸內(nèi)的機(jī)油量較少或消失。
圖13 發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)著火過程缸內(nèi)竄機(jī)油現(xiàn)象試驗(yàn)方法
圖15 起動(dòng)著火運(yùn)行時(shí)缸壓曲線
試驗(yàn)過程中也對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)過程炭煙排放進(jìn)行了同步監(jiān)測(cè),監(jiān)測(cè)結(jié)果見圖16。在對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)炭煙進(jìn)行測(cè)量過程中,發(fā)現(xiàn)排氣中有大量藍(lán)煙,隨著發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間增加,藍(lán)煙逐漸消失。此外從圖16可以看出,隨著發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)著火運(yùn)行時(shí)間增加,炭煙逐漸減少,這與缸內(nèi)竄機(jī)油量的變化趨勢(shì)一致。當(dāng)運(yùn)行時(shí)間達(dá)到5 min左右時(shí),炭煙排放減少38.6%,由此可見缸內(nèi)竄機(jī)油現(xiàn)象對(duì)炭煙排放有顯著的影響,因此控制起動(dòng)過程的缸內(nèi)機(jī)油消耗很有必要。
圖16 發(fā)動(dòng)機(jī)炭煙排放結(jié)果隨起動(dòng)著火運(yùn)行時(shí)間變化
a) 柴油機(jī)在自然吸氣高轉(zhuǎn)速起動(dòng)倒拖工況下,活塞在運(yùn)行至壓縮上止點(diǎn)前后和排氣上止點(diǎn)后時(shí),均有機(jī)油竄入缸內(nèi);
b) 柴油機(jī)倒拖轉(zhuǎn)速越高,竄入缸內(nèi)的機(jī)油量越大,而進(jìn)氣壓力增大會(huì)抑制機(jī)油竄入缸內(nèi),當(dāng)進(jìn)氣壓力達(dá)到一定值后,缸內(nèi)竄機(jī)油現(xiàn)象消失;
c) 在柴油機(jī)起動(dòng)著火運(yùn)行初期,缸內(nèi)有機(jī)油竄入,隨著發(fā)動(dòng)機(jī)著火運(yùn)行時(shí)間增加,缸內(nèi)溫度升高,竄入的機(jī)油量減少,炭煙減少。
[1] 焦明華,桂長(zhǎng)林.柴油機(jī)活塞環(huán)機(jī)油耗及其影響因素分析[J].合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),1992,62(1):115-121.
[2] Arigas, Sui P C,Shahed S M.Instantaneous unburned oil consumption measurement in a diesel engine using SO2tracer technique[C].SAE Paper 922196,1992.
[3] 沈言謹(jǐn).柴油發(fā)動(dòng)機(jī)顆粒排放物的組分研究[J].車輛與動(dòng)力技術(shù),2005(4):12-14.
[4] Harigaya Y, Suzuki M, Toda F. Analysis of oil film thickness and heat transfer on a piston ring of a diesel engine: effect of lubricant viscosity[J].Journal of Engineering for Gas Turbines and Power,2006,128:685.
[5] Claudio Gerhard,Milton C L,Palermo J L G. Oil consumption improvement in a DI diesel engine[C].SAE Paper 921490,1992.
[6] 梅一帆.柴油機(jī)缸內(nèi)潤(rùn)滑油的消耗及其對(duì)顆粒物生成影響的研究[D].天津:天津大學(xué),2011.
[7] 張臥波,劉世英.發(fā)動(dòng)機(jī)缸內(nèi)摩擦副組件性能數(shù)值模擬與試驗(yàn)研究[J]內(nèi)燃機(jī)工程,2008,29(2):42-45.
[8] 王軍,姜斯平,廖祥兵.潤(rùn)滑油消耗的研究[J].潤(rùn)滑與密封,2001(1):44-46.
[9] 雷基林,申立中,劉強(qiáng),等.活塞環(huán)結(jié)構(gòu)對(duì)柴油機(jī)機(jī)油耗的影響分析[J].內(nèi)燃機(jī)工程,2011,32(5):79-83.
[10] 仲志全,李華宇,尹琪.發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況對(duì)油耗影響的實(shí)驗(yàn)研究[J].內(nèi)燃機(jī)工程,2004,25(5):69-71.
[11] 肖森林.柴油機(jī)活塞組機(jī)油耗的影響因素分析[D].昆明:昆明理工大學(xué),2012.
[12] 仲志全,李華宇,尹琪.發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行工況對(duì)機(jī)油耗影響的試驗(yàn)研究[J].內(nèi)燃機(jī)工程,2004,25(5):69-71.
[13] 童寶宏,張強(qiáng).不同工況下柴油機(jī)活塞變形的三維有限元分析[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào),2010,26(9):159-163.
VisualizationofLubricationOilFlowinginsideCylinderPhenomenonduringStartProcessofDieselEngine
LI Xiaolun1,2,LI Xiangrong1,2,CHEN Yanlin1,2,ZHAO Weihua1,2,LIU Fushui1,2
(1.School of Mechanical and Vehicle Engineering,Beijing Institute of Technology,Beijing 100081,China;2.Key Laboratory of High Efficiency and Low Emission Engine MIIT,Beijing 100081,China)
The phenomenon of lubrication oil flowing inside cylinder was observed by using endoscope technology on a single-cylinder engine. Adopting the methods of image analysis and experimental verification, the reasons of that phenomenon were analyzed and the influences of speed and intake pressure on in-cylinder oil flow problem were studied under the motored condition during the start process. In addition, the in-cylinder oil flow and soot emission were researched during the operation process after start. The results show that the phenomenon exists before and after the top dead center or after the bottom dead center of diesel engine when starting engine by dragging at a high speed. The amount of lubrication oil flowing inside cylinder increases when the speed increases and decreases when the cylinder pressure increases. The in-cylinder oil flow phenomenon during the earlier period of start disappeared with the increase of running time and the soot emission decreases.
diesel engine;start;motored condition;oil consumption;visualization
潘麗麗]
2017-09-12;
2017-12-16
李曉倫(1990—),男,碩士,主要研究方向?yàn)閮?nèi)燃機(jī)燃燒過程;1037904793@qq.com。
李向榮(1967—),男,博士,博士生導(dǎo)師,教授,主要研究方向?yàn)閮?nèi)燃機(jī)燃燒、排放與環(huán)境效應(yīng);lixr@bit.edu.cn。
10.3969/j.issn.1001-2222.2017.06.004
TK421.1
B
1001-2222(2017)06-0019-06