Ｐｒ ｄ ｃｉ ｎ ｎｄ Ａｎａｙｓｓ０ ｒ ０ ｍ ａ ｃ ｆＳ ｃ ａ ｈｉｌ ｅ ｅ ｅ ｉ ｔｏ ａ ｌ ｉ ｆＰｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｏ ｐｅ ｉｌＶｅ ｃｅ Ｄｉｓ ｌ Ｅｎ ｉ ｓａ ｆｅ ｅ ｔｔ ｄｅ ｇ ｎｅ ｔＤｉｆ ｒ ｎｔＡｌｉｕ ｓ
１２ － １０ ． Ｏ８ ．
间步长 决定 的 。在 燃油 喷射 期 内 ，每一 个计 算 的时 间步长 就会 给计算 提供 一个 新 的初 始值
２２２１ 喷雾模 型关 键参 数 的计 算公 式 ． ． ．
Ｏ６ ．
燃 油喷雾 沿径 向和轴 向划分成 许 多微小 同心锥
１ ８ １ ２
而 高原 环境 试验 室又 耗 资巨大 ． 技术 规 范苛刻 ． 同时 存 在 以下 问题 ： 只模 拟柴 油机 进排气 压力 和温 度 ， 一
般 不考 虑冷 却 和 曲轴 箱通 风等 其它 影 响因素 ．导 致
模 拟精 度不 高 ： 对大 功 率发 动机 ． 针 目前鲜 有 能 在 ４ ｋ 以上海 拔稳 定工 作 的试验 设 备 ．且 海 拔高 度 ２５ ｍ ． ｋ 以上较 少 有排放 研究 用 的测试 手段 翻 鉴 于此 ． ｍ 本
表 １ 柴 油机 基 本 参 数
＝ １ ｐ－ ． ７ １。 一 ） ｅ ［ ８ ￣ ０ Ｕ １２ ｘ ８５ ］
喷雾 锥 角 ０ ：
０ ０ ５Ｐ ｐ ０ ＝ ． （ ｄ似２ ０ ２ ）
（） ２
（） ３
柴 油 机 型 式
增压 方式
缸 数
缸 径 ／ ｍ ａ ｒ
Ｖ型 、 水冷 四 冲程 、 喷 直
由于高 原实 地试 验现 实性 、 操作 性 和通用 性差 。
大气 压力 和 大气 温度 逐渐 降低 ． 空气 密 度逐 渐减 小 ．
由此 对柴 油机 性 能带来 的影 响 主要 有 ：进入 柴油 机 缸 内的空 气量 减小 ． 缩终 了气 缸 内混合 气 的压 力 、 压 温度 降低 ． 使得 喷人 缸 内的柴 油不 能及 时着火 燃 烧 ． 造 成燃 烧 拖后 ． 功率 下 降 ： 由于 高原 环境 循环 供油 量 基 本保 持 不变 ．缸 内一 部分 燃料 由于缺 氧而 不能 完
Ｇｕ ｎ ｃ ａ Ｗ ａ ｇ Ｘｉｎ ｈ ｎ ，Ｓ ｎ Ｚ ｉ ｉ ｏ Ｍｅ ｇ ｈ ｏ， ｎ ａ ｃ ｅ ｇ ｕ ｈ ｘ ｎ
（ ａ ｅ ｆｔｅＡｒ ｒｄＦ ｒｅＥ ｇｎ ｅｉｇ Ａｃ ｄ ｍｙｏ ｍｏｅ ｏｃ ｎ ｉｅ ｒ ） ｈ ｎ
【 ｂ ｔａｔＡ ｓ ｕａｉ ｏ ｅ ｏ ｕｂｃ ａｇｄｄｅｅ ｅ ｇ ｅｗ ｉ ｄ ｐｓｔ ｄｆｒｎ ｔｕ ｅ ｓｅｔｂｉ ｅ Ａ ｓｒｃ］ ｉ ｌｔ ｎ ｍ ｄｌ ｆａｔｒｏｈ ｒｅ ｉ ｌ ｎ ｉ ｈ ｈ ａ ａｔ ｏ ｉｅｅｔａ ｉ ｄｓｉ ｓ ｌ ｈｄ ｍ ｏ ｓ ｎ ｃ ｆ ｌｔ ａ ｓ
全 燃烧 做 功 ． 导致 发 动机 功率 下 降和油 耗上 升 ： 也 过 量 空气 系数 下 降 ．可燃 混合 气过 浓 ．着 火延迟 期 变
长 ， 燃 现 象严 重 。 负 荷 增加 ： 之 高原 环 境 亦 使 后 热 加
基 金 项 目 ： 队 科 研 计 划 项 目（ ０ ０ ０ ，０ ９ Ｚ ０ 。 军 ２ １ ＷＧ ２ ２ ０ Ｂ ５ ）
ｈ ｇ ｅ ａ ｌ ｉ ， ｎ ｅ ｓ ｉ ｎ ｌｗｅ ｓＷｈ ｒ ａ ｏ ｔ ｍｉｓ ｎ ｉ ｃ ｅ ｓ ｓｄ ａ ｔ ａｌ ． ｉｈ ｒｔ ｎ ｐ ａｎ ａ ｄ ＮＯ ｍｉｓｏ ｏ ｒ ｅ ｅ ｓ ｓ ｏ ｓ ｉ ｎ ｒ ａ ｅ ｒ ｍａｉ ｌ ｈ ｅ ｏ ｃ ｙ
最 多增 加 １ ０ｏ 左 右 ： 大 压 升率 比平 原 升 高 １ ％以上 ， Ｏ 排 放 减 少 ， 烟排 放 剧 增 。 ５ Ｃ 最 ５ Ｎ 碳
主题 词 ： 种 车辆 柴油 机 特
海拔 高度
性能
分析
中图分 类号 ： ４ ４１ ２ 文献标 识码 ： 文章 编号 ：０ ０ ３ ０ （０ １０ — ０ １ ０ Ｕ ６． ７ Ａ １０ — ７ ３ ２ １ ）９ ０ １— ４
台 架试 验 和 海拔 ３７ ０ｍ 实 车 试 验 对 计 算 结 果 进 行 了 验证 。 计 算 了 该 柴 油 机 在 ０ ５０ ０ｍ 海 拔 实 际 运 行 时 的 动 力 ０ ～ ０ 性 、 济 性 和 排 放 性 ． 测 了 不 同 环 境 下 柴 油 机 热 负 荷 、 械 负 荷 主要 参 数 的 变 化 规 律 。 果 表 明 ， 海 拔 高 度 经 预 机 结 当 为５ ０ ０ｍ 时 ． 油 机 动力 性 、 济 性 比平 原 恶 化 １％Ｉ上 ； ０ 柴 经 ０ ） Ａ 柴油 机缸 内燃 烧 温 度 峰 值 上 升 ２ ５℃以 上 ， 前排 气温 度 ３ 涡
废 气 涡轮 增 压
１ ２
１０ ５
喷雾 中油滴破 裂滞 后期 ｔ为 ：
ｔ ２． ｐ ｏ ｐ ｐ ０ ￣ ８ ５Ａ ／ Ａ ５ ＝ ６ （
式 中 ，ｐ为 喷 嘴 内外 压 力 差 ，＿ △ △ ｐ
（） ４
压 缩 比 排 量， Ｌ
２１年 ０１
第 ９期
２１ ０ 国汽 车工 程学会 年会 优 秀论文 ｌ中
文采 用 了数 值 仿真 的方 法 研究 不 同海拔 环 境 下 ｆ ～ ０ ５ｋ 增 压 柴油机 主要 性能参 数 的变化 规律 。 ｍ）
液体燃 料 以环状 的形 式喷人 气缸 ．燃 油喷 注按 时间 微元分 成若 干单元 ， 沿径 向分成 若 干锥环单 元 ． 再 每 个 单 元 内仅 有若 干 同一 直 径 的液 滴 ．且 温 度 均匀 把单一 液滴 的蒸 发理论 扩展 到单元 中 ．计算 液滴 的 蒸 发 和着火 延迟 。不 同单元 间没 有火焰 传播 ．没 有 互 相掺 混 。每一个 单元 是一 个对称 的圆周 。划分 单
２１ ０ １中 国汽 车工 程学 会 年会优 秀 论文
特种 车辆柴油机在不 同海拔 高度 的性 能预 测与分析 ★
郭猛 超 王 宪成 孙ｕ 以 ｉｖｓ 喷雾和燃 烧模 型为基础 ， ｏ 建立了适应不 同海拔环境 的特种车辆增压柴油机模 型， 并利用平 原
以 上 ．海 拔 ３ｋ 以上 地 区约 占 国土 面积 的 ３ ％左 ｍ ０ 右 『］大 量 民用 工 程 机 械 、 业 机 械 和 军 用 柴 油 动 １， １ ２ 农
发 动机 辅助 系 统整体 性 能恶化 ， 原柴 油机 动力性 、 高 热 负荷 、 械负 荷等 各项 技术 性能 劣化 严重 ： 机 活塞 烧 顶 、 缸垫 烧蚀 ， 汽 拉缸 等故 障概 率很 高 。 由于特种 车 辆 具有 结构 紧凑 、 功率 密度 等特 点 ． 类 问题更 加 高 此
ｅ ｏ ｏ ｓ １ ％ ｌ ｗ ｒｔ ａ ｈ ｔｉ ｌ ｉ ； ｅ ｋ ｖ ｌ ｅ ｏ － ｙｉ ｄ ｒｃ ｍｂ ｓ ｏ ｅ ｅ ａｕ ｅ ｉｃ ｅ ｓ ｓｏ ｅ ３ ｃ ｎ ｍｙ ｉ ０ ｏ ｅ ｈ ｎ ｔ ａ ｎ ｐ ａｎ ｐ ａ ａ ｕ ｆｉ ｃ ｌ ｅ ｏ ｕ ｔ ｎ ｔ ｍｐ ｒｔ ｒ ｎ ｒ ａ ｅ ｖ ｒ２ ５℃ ． ｎ ｈ ｎ ｎ ｉ ａ ｄｔｅ ｅ ｈ ｕ ｔｔ ｍｐ ｒ ｔ ｒ ｅｏ ｅ ｔ ｒ ｏ ｈ ｒ ｉ ｇ ｉ ｃ ｅ ｓ ｓ ｔ １ ０ ℃ ａ ｈ ｘ ｍｕ ｘ ａ ｓ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｂ ｆｒ ｕ ｂ ｃ ａ ｇｎ ｎ ｒ ａ ｅ ｏ ５ ｔ ｔ ｅ ｍａ ｉ ｍ；ｔ ｅ ｍａ ｉ ｍ ｒ ｓ ｕ ｅ ｒｓ ａｅ ｉ ５ ｈ ｘ ｍｕ ｐ ｅ ｓ ｒ ｉｅ ｒ ｔ ｓ １ ％
Ｋｅ ｒ ｙ ｗｏ ｄｓ： ｐｅ ｉ ｅ ｃｅ ｄｉ ｓ ｌｅ ｎｅ Ｓ ｃａｌｖ ｈｉｌ ｅ ｅ ｎｇｉ ，Ａｌｉｕｄｅ Ｐｅ ｆ ｒ ａ ｅ ｔｔ ， ｒ ｏ ｍ ｎｃ ，Ａｎａ ｙｓｓ ｌ ｉ
１ 前 言
海 拔 １ ｍ 以上 的高 原 占中 国 国土 面 积 的 ６ ％ ｋ ５
ｂ ｓ ｄ ｏ ｒｙ ｓ ｐ ａ ｎ ｏ ｕ ｔ ｎ ｍｏ ｅ．Ｔ ｅ ｃ ｌｕ ａｉ ｎ ｒ ｓ ｌ ｒ ａｉ ａ ｅ ｙ ｅ ｇ ｎ ｅ ｃ ｅ ｔｉ ｌ ｉ ｎ ａ ｅ ｎ Ｈｉ ａ ｕ ｓ ｒ ｙ ａ ｄ ｃ ｍｂ ｓｉ ｄ １ ｈ ａｃ ｌｔ ｅ ｕ ｔ ａｅ ｖ ｌ ｔ ｄ ｂ ｎ ｉ ｅ ｂ ｎ ｈ ｔｓ ｎ ｐ ａｎ ａ ｄ ｏ ｏ ｏ ｓ ｄ ｒ ａ ｅ ｔｄ ｔ ｔ３ ７ ０ ｍ ｔ ｕ ｅ Ｔ ｅ ｐ ｗｅ ｅ ｆ ｒ ｎ ｅ ｆ ｅ ｃ ｎ ｍｙ ｅ ｓｉ ｎ ｏ ｈｓ ｄ ｅ ｅ ｎ ｉ ｅ ｗｈ ｃ ｐ ｒ ｔ ｓａ ｏ ｄ ｔ ｓ ａ ａ ａ ０ ａ ｉ ｄ ． ｈ ｏ ｒｐ ｒｏ ｍａ ｃ ， ｕ ｌ ｏ ｏ ， ｍｉｓｏ ｆｔ ｉ ｉｓ ｌｅ ｇｎ ｉ ｈ ｏ ｅ ａｅ ｔ ｌ ｔ ｅ ａ ｔ ｕ ｅ ｏ ５ ０ ０ ｍ ｒ ａｃ ｌｔ ｄ ｎ ａ ｉｔ ｎ ｏ ｈ ｒ ａ ｎ ｃ ａ ｉ ａ ｏ ｄ ｏ ｈ ｓ ｄ ｅ ｅ ｎ ｉ ｅ ａ ｉ ｅｅ ｔ ｌ ｔ ｄ ｆ ０－ ０ ａ ｅ ｃ ｕ ａ ｅ ，ａ ｄ ｖ ｒａｉ ｆ ｔ ｅ ｉ ｌ ｏ ｍ ｌ ａ ｄ ｍｅ ｈ ｎ ｃ ｌｌ ａ ｆ ｔ ｉ ｉｓ ｌ ｅ ｇｎ ｔ ｄ ｆ ｒ ｎ ｆ ｏ ｅ ａｉ ｇ ｅ ｖｒ ｎ ｎ ｓａ ｅ ｐ ｅ ｉｔ ｄ Ｔ ｅ ｓ ｌ ｔ ｎ ｒ ｓ ｌ ｈ ｗ ｔ ａ ｅ ｌ ｔ ｄ ｓｅ ｅ ａｅ ｏ ５０ ０ ｍ． ｈ ｏ ｅ ｎ ｐ ｒ ｔ ｎ ｉ ｍｅ ｔ ｒ ｒ ｄｃ ｅ ． ｈ ｉ ａｉ ｅ ｕ ｔ ｓ ｏ ｈ ｔ ｎ ｏ ｍｕ ｏ ｓ ｗｈ ｎ ａｔ ｕ ｅ ｉ ｌ ｖ ｔ ｄ ｔ ０ ｔ ｅ ｐ ｗ ｒａ ｄ ｉ
严 峻 。可见 ， 究发 动机 性能 随海 拔 的变化规 律 ， 研 解
力装 备 都运 行 在 这些 区域 。随 着海 拔 高 度 的上 升 ，
决 柴油 机高 原 功率恢 复 问题 ．无论 对于 高原 地 区 民 用 工程 机械 充分 发挥 其 动力性 能 ． 开发 高原市 场 ． 还 是 在满 足军 事保 障需 求上 都具 有重 要意 义