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随着柴油机排放法规限值日趋严格及柴油机技术的不断进步,开发满足中国III、国IV号排放标准的柴油机已成为目前我国柴油机工作者的迫切任务。根据我国柴油机产业技术现状和市场需求,在现有两气门柴油机的基础上研究满足国III排放标准的燃烧技术以及满足国IV标准的柴油机燃烧和后处理技术显得尤为重要。本课题采用德国博世第二代电控高压共轨系统EDC7,在潍柴动力股份有限公司WD615(单缸两气门)增压中冷柴油机基础上,研究开发了满足中国III阶段排放标准的两气门电控柴油机。在此基础上,采用博世DeNOx2 SCR控制系统,匹配国际先进的SCR后处理器,研究开发了满足中国IV阶段排放标准的柴油机。1.对比分析了不同电控系统的优缺点,确定在两气门WP10国III柴油机上选用博世公司的电控高压共轨系统。并在EFS高压共轨试验台上对影响燃烧的主要部件-电控喷油器的喷油规律进行测试和研究。2.对影响发动机燃烧和排放的原WD615国II柴油机的主要零部件进行了配置优化,优化活塞环以降低机油消耗,进而降低颗粒排放。优化燃烧室,改善燃烧室内气流运动分布规律的同时,改善扩散燃烧减少颗粒排放。对不同喷油器和增压器进行优化,选出了最佳配置。3.在确定发动机最佳配置的基础上,通过燃烧分析手段,对不同喷射压力、提前角以及多次喷射的发动机热力学性能进行分析研究,为改善发动机性能,降低发动机排放提供燃烧方面的理论支持。4.研究了电控高压共轨系统控制策略,通过优化喷油压力、定时、预喷、后喷等参数,对发动机的性能进行全面的燃烧开发和标定,使柴油机达到国III排放标准,测试结果为:NOx=4 .80g/kW.h,PM=0.08g /kW.h ,CO=0.45g/kW.h,HC=0.30g/kW.h,ELR烟度:0.46 m-l。5.通过研究分析确定采用SCR技术路线达到中国IV、V阶段最佳方案,根据两气门WP10柴油机实际情况,优化设计了SCR系统,研究了SCR对NOx的催化转化的历程,并通过对柴油机的SCR稳态温度、尿素喷射量、稳态及瞬态的开发标定,使两气门WP10柴油机达到国IV排放标准,测试结果ESC循环:NOx =2.91g/kW.h,PM=0.014g /kW.h,CO=0.38g/kW.h,HC=0.054g/kW.h,ELR烟度:0.042 m-l,ETC循环:NOx=2.83g/kW.h,PM=0.017g /kW.h,CO=0.094g/kW.h,HC=0.129g/kW.h。