直喷柴油机高原运转性能及其噪声特性的试验研究

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高海拔柴油发动机性能的改进研究与发展概述

高海拔柴油发动机性能的改进研究与发展概述摘要：与平原地区不同，高原地区具备分布区域广泛、平均海拔较高等特征。

柴油发动机的性能需要不断优化才能够满足相应地区的应用需求。

在本文的研究中，首先，对我国高原地区的环境特征进行了系统的总结，并结合海拔高度、环境特征等对发动机性能所能够产生的实际影响，对高海拔柴油发动机性能的改进研究与发展概述进行了系统的分析，对其后续的发展具有指导性意义，对高原人们的生活具有理论性意义。

关键词：高海拔；柴油发动机；燃烧特性；喷油策略前言：我国大多数的高原地区都具备相似的特征，即平均海拔较高且分布地域极广。

与平原的实际状况相比，处于高原环境中的柴油发动机需要拥有更强大的性能。

其原因在于，高原上的柴油发动机具有较低的进气压力，缸内空气的燃烧率会在一定程度上下降，知识柴油发动机内部的柴油难以充分燃烧，降低了油耗的燃烧效率。

并呈现出增加污染物排放率以及输出功率降低、缩减经济性能等方面的恶劣影响。

我国国土辽阔，地大物博，但是高原占据了全国总面积的近三成之多，且高原环境中较为普遍的应用柴油发动机，现阶段，西部部分地区的环境状态逐步下滑，开发西部经济是我国国家所推崇的一带一路的重要战略决策之一，提升柴油发动机在高原地区的性能工作迫在眉睫。

一、高原柴油发动机改善燃烧性能的研究现状分析在高原环境中，无论是文东、含氧量、空气密度还是大气气压都产生了明显的缩减，在高原地区中作业的柴油发动机无法达到既定的空气燃烧率，致使柴油发动机的扭矩、功率等都大幅度下降，反倒是排放的污染物不断提升。

（一）柴油发动机燃烧时被喷油参与的影响分析部分专家表示，结合供油参数在柴油发动机实际运转过程中对其输出功率所产生的影响规律进行分析，可以了解到，在海拔高度为4.5km的高原上，利用试验完成柴油发动机性能的优化，能够将柴油发动机的额定功率整体提升近15%，且其单位输出功率所损耗的油量降低了近10%。

也有部分学者在研究喷油提前角与循环喷油量的过程中，发现了其对柴油发动机燃烧性能的影响规律。

高原环境对柴油机泵组性能的影响及改善措施

高原环境对柴油机泵组性能的影响及改善措施发布时间：2021-07-20T02:56:34.986Z 来源：《中国科技人才》2021年第10期作者：王尧耀[导读] 按照GB/T20969.1-2007《特殊环境条件高原机械第1部分：高原对内燃动力机械的要求》的规定，高原环境条件是指海拔2000 米以上地区的环境条件，我国的四川、云南、贵州、甘肃、青海、西藏等中西部区域均有大片的高原环境。

浙江德力装备有限公司浙江省新昌县 312532摘要：我国地形西高东低，呈阶梯状分布，最高的青藏高原平均海拔在4000米以上，而最低的东海岸平原平均海拔基本在500米以下，两者平均海拔相差近3500米，由于海拔升高引起的气压降低、含氧量减少等因素对机械装备的性能会有比较大的影响。

随着西部地区的发展，越来越多的机械装备将会涉及到高原地区的使用要求，本文简单分析了高原环境对柴油机泵组性能的影响，并提出了一些改善措施。

关键词：高原；柴油机；泵；性能1 高原环境概况按照GB/T20969.1-2007《特殊环境条件高原机械第1部分：高原对内燃动力机械的要求》的规定，高原环境条件是指海拔2000 米以上地区的环境条件，我国的四川、云南、贵州、甘肃、青海、西藏等中西部区域均有大片的高原环境。

高原独特的环境特点是：大气压力低、空气密度小、昼夜温差大、日照辐射强及风沙大等。

海拔每升高1000米，大气参数变化规律一般如下：（1）大气压力下降9％，空气密度下降梯度为6％～10％，含氧量下降10％；（2）年平均气温下降5～7℃，年低温期长，昼夜温差大；（3）风压下降9％，沙尘量大于低海拔多尘空气密度的5倍以上；（4）太阳直接辐射强度增加约5%。

2 高原环境对柴油机性能的影响高原环境下，气压低会导致柴油机的功率降低、负荷能力下降、低温启动困难。

（1）柴油机功率降低由于高原地区大气压力低，空气密度及含氧量少，使柴油机气缸内充气量减少，造成燃烧不充分，着火延迟，后燃严重，燃油消耗量大，缸内积炭，废气有害物排放量增加，以及发动机功率下降，海拔每升高1000米，普通自然进气柴油机功率一般下降8％～10％。

柴油发动机高原性能实验研究

车辆工程技术54车辆技术0　引言当前我国国土面积中有近1/3的区域为高原地带，而这些地带普遍的特性便是空气稀薄、海拔偏高等，同时随着近些年来我国西部大开发的进程逐步加快，我国中西部地区在开发的过程中，需要装备大量的大功率柴油货运汽车及工程机械来进行开发。

但是由于我国的中西部地区高原地带气压普遍偏低，同时空气密度较低，这样就会导致大功率柴油机在高原地区运行过程中，常常会由于气缸内部给气量不足，这样就导致对柴油的燃烧空燃比降低，使柴油发动机的有功效率降低，同时还会导致柴油发动机油耗升高。

如果柴油发动机长期在这种环境的使用中，便会导致柴油发动机的使用性能进一步降低，同时根据有关调查数据显示与平原地区相比，在海拔达到3000~3500米时，柴油发动机的有功功率动力和相应的燃油经济性能平均下降3.8%和4.7%，同时柴油发动机在高原海拔地区压气机效率也平均下降5%~6%。

因此现阶段对柴油发动机在高于海拔地区运行的性能以及试验性进行研究，对提升柴油发动机的性能具有重要性的意义。

目前对柴油发动机在高原特性进行研究的过程中，主要是通过建立相应的高原模拟舱环境，来模拟柴油发动机在低气压环境下的实验场所，通过这样的实验场所，可以对柴油发动机在有关功率下的动力性能、经济性能、高原热平衡状态、排放状态等相关特性进行实验研究。

但是目前我们国内在真实的高原地区开展柴油发动机有功功率实验的研究还较少，这主要是源于在高原地区不同海拔进行柴油发动机的有功功率实验需要耗费大量的人力物力，同时试验结果也受到相关不可控因素的影响。

本次开展的柴油发动机的性能实验，通过昆明当地1900米实验台架的进排气海拔模拟设备对柴油发动机进排气进行加压以及抽负压从而模拟平原及高原环境进行柴油发动机性能测试，因而本次实验分别模拟海拔0米、当地海拔1900米和海拔3500米这三个高度进行柴油发动机的性能实验。

在实验过程中通过对柴油发动机的动力性能、经济性能、增压器效率性能等相关性的进行，便可以更好的总结出柴油发动机在高原环境下，随着海拔高度的变化柴油发动机的性能会发生如何的变化趋势。

车用柴油机高原环境适应性评价研究

车用柴油机高原环境适应性评价研究随着近年来中国内陆地区经济的快速发展，车用柴油机在高原地区的使用需求日益增长。

但高原环境的气压、温度、湿度、空气密度等特殊的自然条件，对车用柴油机的性能、耗油率、排放等方面产生了巨大的影响，因此对车用柴油机的高原环境适应性进行评价显得尤为重要。

一、高原环境对车用柴油机性能的影响1.氧气含量减少导致燃烧不充分，动力输出下降2.空气密度减小使得进气量减少，燃油的供应不足，降低油耗率3.气温下降导致燃油的喷出效果变差，使得燃烧时间延长，功率不足4.湿度低下使得柴油机内部的摩擦系数增大，摩擦阻力增加二、高原环境对车用柴油机排放的影响1.氧气含量减少，氮氧化物的生成减少，但是氧气不足导致污染物粒子增多2.因为空气密度的减小，汽车排放的氧气比例也会减少，如果此时发动机的燃烧不充分，就会产生较多的CO和HC等挥发性有机物3.气温下降使得尿素液体更难挥发，从而导致SCR催化剂的效率降低，对氮氧化物的去除率减小三、高原环境适应性评价的研究针对高原环境对柴油机的影响，目前的评价方法主要有以下几种：1.道路试验法：通过对在高原环境中行驶的车辆进行采集并分析相应的数据，来评价车用柴油机的性能以及排放情况，并对车用柴油机进行适应性的评价。

2.实验室试验法：通过将车用柴油机在高原环境下的性能和排放情况与低海拔地区进行比较，从而评价其高原适应性。

3.数值模拟方法：基于氧气含量、空气密度、湿度和气温等因素对车用柴油机的影响，采用数学模型对高原环境下的性能和排放进行预测和评价。

四、提高车用柴油机的高原适应性为了在高原地区获得更好的行驶体验并有效改善车用柴油机的性能和排放，需要考虑以下措施：1.优化燃烧道路设计：通过改善燃油喷射装置、增加压缩比和改善气道等方式优化燃烧道路。

2.调整燃烧控制参数：调整燃油质量和供氧量等参数，以确保燃烧效果良好。

3.使用高品质燃油：选择符合高原环境特点的高品质的柴油来改善发动机的燃烧和排放质量。

高原用机车柴油机的技术探究

高原用机车柴油机的技术探究发布时间：2021-12-30T05:47:39.551Z 来源：《科学与技术》2021年第22期作者：吴琪于成汉冯学鹏[导读] 文章将针对高原环境进行分析，探究影响机车柴油机设计要点，并提出高原用机车柴油机改进策略与技术发展方向。

吴琪于成汉冯学鹏中车大连机车车辆有限公司辽宁大连 116022 摘要：文章将针对高原环境进行分析，探究影响机车柴油机设计要点，并提出高原用机车柴油机改进策略与技术发展方向。

关键词：高原；机车柴油机；技术探究基于世界机车柴油机研发状况进行分析，很多国家高原地区机车应用并不多，对于高原机车柴油机研发并不多。

我国是很少有高原地区机车应用需求的国家之一，并且青藏高原当前利用国外GE公司的机车以及大连机车厂制造的DF4内燃机车，自主研发能够用在高原区域的大功率机车柴油机，从而达到高原区域运行的经济性、环保性以及安全性。

一、高原环境特性分析青藏高原地势具有一定的复杂性，空气非常稀薄、气压较低、含氧量不足、光照充足、温度略低、气候干燥、寒冷等特征。

为切实分析高原环境特性，基于格尔木至拉萨路段为实例对高原铁路线路的实际条件进行分析。

首先，海拔高度和坡度。

此路段全线长度1130km，海拔高度超过2800m，4000m以上的海拔占据全路段约80%，最高海拔高度在唐古拉山口，全路段最大坡度20‰。

其次，大气压力。

气压伴随海拔高度增高而降低，含氧量随即减少。

再次，环境温度。

通过对此路段间的各个站点环境温度数据进行搜集，最低温度在零下42.5℃，最高在30℃，全年最高温差达到65℃。

然后，风沙。

唐古拉山口风力通常都在7级以上。

通过冻土地带时风力更强，一些区域夏天沙尘非常多[1]。

由此可见，高原环境非常恶劣，因此高原用机车柴油机不但应当满足高原条件以及性能需求，还应当提升其安全性、经济性以及环保性。

二、高原机车柴油机设计要点分析（一）机车柴油机性能运算基于高原气压较低，氧含量少的特点，对其运行过程展开计算，对不同海拔下高负荷工况过量空气系数、温度、中冷水温以及增压器转速进行分析。

某柴油机高原标定实验研究

某柴油机高原标定实验研究作者：钟宇张天宇王兴博来源：《中国科技博览》2015年第03期中图分类号：U464.172 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）03-0342-02一、试验目的：1.5L柴油机高原标定使其达到设计要求二、需要达到目标1、在2800m和4200m海拔高度下进行整车的冷起动和冷机自由加速试验，进行相关参数标定，确保发动机能够一次性起动成功，起动过程中无明显的烟度，起动进入怠速工况平稳无抖动，冷机自由加速过程中无不可接受烟度；2、冷机驾驶性，整机冷起动后进行正常行车，此时水温较低，通过标定相关参数，使驾驶员在整车行驶中无顿挫感，整车自由加减速过程中无明显烟度；3、在热机状态下，进行1、2、3档怠速行车试验，通过标定相关参数，使其怠速行车平稳无抖动，分别选取平坦路段、上坡路段和下坡路段，分三种情况进行试验：①：空调和整车电路全开；②：关闭空调，开启整车电路；③：空调和整车电路全关。

4、对增压器转速进行限制，使其在当下环境中满足厂家对增压器转速限值要求涉及相关标定参数：5、在热机状态下，标定相关参数，使其在各档位自由加减速过程中无明显可见烟度；6、标定整车的最高车速，使其满足涡前排温技术要求；三、整车以及整车搭载发动机的主要技术参数整车参数整车搭载发动机参数四、试验条件1、试验在格尔木市区和西大滩户外进行；2、在格尔木市区，海拔2800m，使用0#柴油，在西大滩，海拔4200m，使用-20#柴油，两个地点均使用CH-4级机油。

五、试验方法1、每天试验前检查整车车况，确保机油、冷却液充足，无机械松动，整车能够正常运行；2、每次冷起动试验前应保证车辆在室外静置8小时，或者整机温度与室外温度一致；3、使用VISU软件记录试验过程，并从中提取试验所需参数进行试验分析，主要记录参数：①：起动过程中的扭矩、预喷量、预喷间隔、预喷次数、轨压、主喷正时、大气压力、水温；②：进入运行状态后的上述参数以及发动机转速、指示扭矩、档位、车速、增压器转速、涡前排温；③：烟度标定时，需要有一辆车在另一辆车的侧后方进行烟度观察。

高原环境对柴油发电机组性能的影响及其对策措施

高原环境对柴油发电机组性能的影响及其对策措施1、前言在高原，由于环境因素的变化，导致工程机电装备的实际使用条件与原设计条件产生了较大的差异，致使工程机电装备的性能及可靠性严重下降，给国家经济建设和国防建设造成了持续不断的损失。

因此，加强工程机电装备高原环境适应性技术的基础研究工作，对发展高原型工程机电装备是必不可少的。

柴油发电机组，广泛地应用于我国高原地区矿区、交通、建筑、农田、水利等工程施工部门。

目前我国生产的普通型柴油发呆年级组，只适用于海拔1000m以下。

根据GB/T2819规定，在海拔1000m以上、3000m以下，采用功率修正的办法。

受高原特殊环境条件的影响，机组原动机功率下降，油耗增加，热负荷上升，对机组功率及主要电气参数产生较大影响；即使是强化增压型机组，由于原动机受高原条件影响的实质并未改变，只是性能下降幅度有所减小，问题依然存在。

机组油耗率、热负荷升高和可靠性的下降给用户和国家造成的经济损失每年可达亿元，严重影响高原地区的社会效益和部队军事装备保障的有效性；动力性的下降，致使机组在使用时应有的负荷能力下降，造成设备和电网因电力供应不足，无法达到应有的工作和生产能力。

本文从理论分析出发，结合实例，来探讨高原环境对柴油发电机组性能的影响极其对策措施。

2、机组性能随海拔高度变化的机理2.1 海拔高度变化对发电机组性能的影响机组12h标定输出的电功率与柴油机输出功率间的关系为：P=η1η2η3N b=ηz N b=ηz M f n b其中P——电机输出额定电功率（KW）η1———柴油机（轴输出功率/额定功率）的输出功率拆合系数N f/N bN f——飞轮输出功率N f= N b-△N△N——辅件消耗功率（KW）η2———传动效率η2———发电机效率ηz———机组总效率ηz=η1η2η3N b——柴油机标定功率（KW）M f——额定点飞轮输出扭矩M f= N f/ n b（N▪m）n b——标定功率点转速（r/min）因为：P=IUcosψ其中：I——发电机电流（A）U——发电机额定电压（V）cosψ——功率因素所以电站输出电流：I= M f n bηz/Ucosψ由于n b、ηz作为固有特性，属于与海拔高度无关的参数，电压U可通过电压自动调节装置保持常数，功率因素cosψ只与负载有关，负载相同的情况下，cosψ为常数。

发动机高原性能研究现状与展望

张云飞：发动机高原性能研究现状与展望
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力、温度以及相对湿度等多种大气因素进行模拟，模拟效果逼真，试验结果准确。
２１在发动机高海拔ｆ气压）拟试验台上进行模．．３低模拟试验［１１５１１－
用Ｇ１５Ｇ、６Ｚ柴油机在海拔３０ｍ处进行热６３ＺＤ１４Ｇ１８０
平衡台架试验，过增加增压中冷装置，善了受通改热零件的热负荷。
国外的内燃机高原环境模拟技术一般采用对
内燃机整体提供模拟的高原环境。将内燃机置于密
２１１实地试验．．实地试验常采用可移动式发动机试验台架ｌ１３．＿５
现代数值仿真计算是基于内燃机的结构参数
的基础上，借助计算机软件用数学模型把内燃机的某个状态ｆ缸内气体的流动、烧，部件间的传如燃零热及温度场分布等）述出来，描建立内燃机工作过程模型。这种方法对性能参数的预测计算相对准确。

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关键词：直喷柴油机；高原；运转性能；噪声特性中图分类号：Ｋ２Ｔ４７文献标识码：Ｂ文章编号：００—６９（０１００５ — ３１０４４２１）３— ０１０
ＴｈｐｒｍｅｔＳｕｙｏｅＥｘｅｉｎｔｄｎＯｐｅａｉｇＰｅｆｒａｃｎｒｔｎｒｏｍｎｅａｄＮｏｓａａｔｒｓｉｓ０ｅｅｎＰｌｔａｓｉｅＣｈｒｃｅｉｔｃｆＤＩＤｉｓｌｉａｅｕ
Ａｂｔａｔｈｐｒｔｇｐｒｏｍａｃｓｏｉｓｌｅｇｎｅｅｉｖｓｉａｅｓｇａｍｏｐｅｉｒｓｕｅｓｍｕａｉｎｅｕｐｓｒｃ：ＴｅｏｅａｉｅｆｒｎｅｆＤＩｄｅｅｎｉｅｗｒｎｅｔｔｄｕｉｔｓｈｒｐｅｓｒｉｌｔｑｉ — ｎｇｎｃｏｍｅｔｎａｄｔｎ，ｔｅｅｆｃｆｔｅｒｖｌｅｐｅ，ｔｍｂｅｔｒｓｕｅａｄｔｅｍｏｉｅｈｌｐｒｓＯｌｈｕａｅｒｄａｎ．Ｉｄｉｏｉｈｆｔｅｏｒｄｓｅｄｈｅａｉｎｅｓｒｈｄｆｄｓｅｌａｔｉｔｅｓｒｃａｉ－ｅｏｈｐｎｌｆｔｄｎｉｅｗａｎｅｔａｅｓｎｃｕｔｒｓｕｅｌｖｌｍｅｓｒｍｅｔＴｅｒｓｌｈｗｄｔａ．ｔｅｔｒｕｎｈｕｐｔｅｏｓｓｉｖｓｉｔｄｕｉｇａｏｓｉｐｅｓｒｅｅａｕｅｎ．ｈｅｕｔｓｏｅｈｔｈｏｑｅａｄｔｅｏｔｕｇｃｓ
０前言
柴油机运行在高原地区时，由于大气压力降低和空气密度减小，使得柴油机的性能随之恶化，影响其动力性和经济性。此外，Ｊ随着人们对环境的要求越来越高，噪声法规越来越严格，故降低发动机的噪声成为当前研究的紧及噪声特性研究十分重要。迄今为止，于高原柴油机的运行特性已经展关开了部分研究。诸如，申立中等人ｌ采用微机化大２气模拟综台测量系统对自然吸气柴油机运行在不
ｐｗｅｆｔｅＤＩｉｓｌｅｇｎｎｒａｅｔｅｉｃｅｓｎｔｅａｉｎｒｓｕｅ：ｄｔｅｓｒａｅｒｄａｅｏｓｅｅｓｄｏｒｏｅｅｎｉｅｉｃｅｓｄｗｉｔｎｒａｅｉｍｂｅｔｅｓｒＡｎｕｃａｉｔｄｎｉｉｒａｅｈｄｈｈｈｐｈｆｅｎｗｔｈｎｒａｅｉｈｏａｉｎｌｐｅ．Ｉｄｉｏｉｔｅｉｃｅｓｎｔｅｒｔｔａｓｅｄｎａｄｔｎ．ｔｅｍｏｉｅａｔｆｔｅｏｌｓｍｐｔｎｎｏｋｒ８１ｏｅｅｅｈｏｉｈｄｆｄｐｒｓｏｈｉｕａｋａｄｒｃｅ１１ｃｖｒｗｒｉ＂１ｆｖｒｂｅｔｅｕｉｇｔｅｎｉｅｌｖ１ａｏａｌｏｒｄｃｎｏｓｅｅ．ｈＫｅｒｓ：ＤＩｄｅｅ；ｐａｅｕ；ｏｅａｉｇｐｒｏａｃ；ｎｉｅｃａａｔｒｓｃｙｗｏｄｉｓｌｌｔａｓｐｒｔｅｆｒｎｅｏｓｈｒｃｅｉｔｓｎｍｉ
摘要：采用模拟大气压力装置研究了不同大气压力下直喷柴油机运转性能；采用表面声压级测量法，测试柴油机随不
同转速、不同大气压力下以及改进壳类部件后的表面辐射噪声声功率级。试验结果表明，随着大气压力增加，柴油机功率以及扭矩均增加，表面辐射噪声随转速增加而增大，改进后的油底壳和摇臂室罩部件对降低噪声的效果提高。