4JB1柴油机NOX的模型预测与实测数据对比分析0丹东

4JB1柴油机NOX的模型预测与实测数据对比分析

4JB1柴油机NOX的模型预测与实测数据对比分析 2011年12月09日 来源： Comparative Analysis of NOX Model Predictionand Observed Data for 4JB1 Diesel EngineNanchang University　Gao Guozhen　Lu Zhijun(Nanchang　330029)Abstract　ISUZU trucks are converted into locally made ones in Jiangxi Province at present.In order to enable the locally made trucks meet the requirements of emissions standards and raise the competitive ability the indicator diagram of Jiangling 4JB1 high speed four-stroke direct injection vehicle diesel engine is obtained through high speed data acquisition system.Then the data are processed.Heat release through combustion is analysed,and NOX emissions concentration is analogue computed.Comparative analysis is made for computed and observed NOX concentrations.The law of NOX emissions versus operation and structural parameters is discovered.Theoretic basis is provided for reducing harmful pollutants from locally made diesel engines.The comparison of computed results and observed data shows that the combustion model introduced in the paper is applicable for NOX prediction in 4JB1 diesel engine.Key words　Direct injection diesel engine,Mechanism of NOX formation,Indicator diagram,Analogue computation1　前言　　汽车工业发展迅速，汽车数量越来越多，排出的废气对大气环境的污染日益严重，汽车与地球环境问题越来越受到人们的重视，降低汽车有害排放物的重要性日益增强。当前，任何汽车性能的相关技术若不考虑排放方面的作用都缺乏技术价值，因此排放问题正在成为主导汽车发动机发展的关键。　　NOX是汽车排气中对环境的主要污染物之一。　　NOX既对人体和环境有严重危害，又难以治理，为此，对4JB1柴油机的有害排放物浓度进行数值计算，通过计算揭示其有害排放物的生成特征。变化规律，尤其是NOX生成特征，变化规律，可为今后江铃汽车发动机国产化后的排放性能研究，提供理论数据。同时对与日趋严格的国际排放标准接轨也是一项有益的工作。2　4JB1柴油机示功图数据的测定　　对4JB1柴油机NOX浓度的数值计算是建立在利用示功图分析放热规律及燃烧过程的基础上的，在程序计算前，先要通过实验测量气缸内压力，得到一张较为精确的示功图是本计算的关键所在。1—转角信号发生器　2—电荷放大器　3—SC42型A/D板　4—示波器　5—打印机　6—绘图仪　7—微机　8—显示器　9—发动机通用试验台　10—转速传感器　11—电涡流测功机　12—油耗仪　13—排气温度计　14—压力传感器　15—机油温度计　16—机油压力计　17—冷却水温度计图1　测试分析实验系统装置图2.1　示功图数据的采集　　4JB1柴油机示功图数据采集是采用高速数据采集系统对压力进行实时测量的。　　高速数据采集系统主要由IBM-PC5XB6微机、SC42型A/D—D/A多功能板、传感器、曲轴转角发生、电荷放大器、打印机及数字绘图仪等仪器组成。其核心是微机及SC42型多功能板［1］。实验系统装置图如图1，高速采集系统的工作原理如图2。图2　高速采集测试分析系统工作原理图2.2　示功图压力数据处理2.2.1　压力值标定　　由微机和SC42型A/D—D/A多功能采集板组成的配套测量系统采集到的数值，只是由压电石英传感器承受压力信号转变的电模拟量，经过电荷放大器放大后，再由SC42型A/D—D/A多功能板转换来的数据。这些数据必须经过标定处理，转换成实际压力才有意义。压力电信号数值的压力值标定是在标准压力核验泵(YV—600活塞式压力计)实验台上进行的［2］。2.2.2　上止点的标定　　为了使采集系统得到的数据和发动机的实测曲轴转角一一对应起来，必须标定动态上止点，这是因为燃烧过程的动态影响，实际上止点常常偏离静上止点位置。上止点位置误差对放热率的计算精度影响很大。上止点偏差1度时，放热率的峰值将产生3%～5%的误差，放热率的百分数最大误差达7%～9%。因此正确地确定上止点位置十分重要［2］。2.2.3　示功图数据的光顺处理　　我们所用的燃烧模型都是以假设燃烧室内压力均匀为前提的。为了消除示功图数据的随机误差及压力波动，并使离散的数据连续可微以满足计算放热率的要求，进而为计算NOX浓度的需要，必须首先对示功图压力曲线进行光顺处理［2］。　　经过处理的4

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