CN105300702B - 车用柴油机发动机因子的确定方法 - Google Patents
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Abstract
车用柴油机发动机因子的确定方法，从各种车用柴油机的万有特性曲线，统计额定功率点或最大扭矩点的油耗率与全负荷最低油耗率的比值，建立校正比排量循环供油量qc与油耗、转速、气缸容积的公式，统计和计算各种车用柴油机全负荷的qc值，按统计结果，在0.3～0.6范围内选择确定发动机因子fm为固定值，也可以根据柴油机结构特点或负荷工况特点来确定fm的固定值，无需所检车辆柴油机的转速、排量、吸气方式技术参数从而准确计算柴油机功率校正系数值。
Description
技术领域
车用柴油机发动机因子的确定方法，是在柴油车额定功率车速点或最大扭矩车速点检测计算标准环境状态的功率校正系数，统计和确定发动机因子的一种方法，属于汽车性能检测方法技术领域。
背景技术
现有技术计算柴油机的功率校正系数a，是按国标GB/T18276-2000《汽车动力性台架试验方法和评价指标》，其中发动机因子fm是校正比排量循环供油量qc的函数，而qc的单位为毫克每循环每升总气缸工作容积，即qc与油耗、转速、气缸容积技术参数相关，在用柴油车通常是在额定功率车速点或最大扭矩车速点检测动力性或燃料经济性或废气排放，当需要计算功率校正系数a时，往往难以得知这些相关技术参数而无法计算。在柴油车加载减速法检测废气排放时，设定fm＝1.2过大，计算a时fm是指数，fm过大会造成a值较大误差的错检错判。为克服现有技术的不足，采用车用柴油机发动机因子的确定方法，通过统计和分析得到结果，从而无需计算qc来确定fm。
发明内容
按GB/T18276-2000规定，当校正比排量循环供油量qc值低于40mg/(升·循环)，fm可取定值0.3，当qc值高于65mg/(升·循环)，fm可取定值1.2。当车用柴油机技术状况下降后，最大油门的各转速供油量不变，只是输出扭矩下降，所以，按最大油门全负荷来统计最大qc值。当统计各种车型的qc值都低于或接近40，则无需计算qc可确定fm为0.3定值，当统计得到qc平均值，可计算对应的fm定值。其统计和确定方法的步骤如下：
1、从各种车用柴油机的万有特性曲线，采用插入法计算额定功率点或最大扭矩点对应的油耗率ge或gm，从柴油机性能参数中可得全负荷最低油耗率gd，单位为g/kW·h，计算额定功率点ke＝ge/gd或最大扭矩点km＝gm/gd，统计在用柴油机的ke＝1.08或km＝1.0。
2、计算柴油机额定功率Pe的油耗量Qe＝ke×gd×Pe/3.6或最大扭矩功率Pm的油耗量Qm＝km×gd×Pm/3.6，单位毫克每秒mg/s，高压喷油泵每一秒的循环次数N＝n/(2×60)，n为发动机额定转速或最大扭矩转速，单位r/min。
3、额定功率车速点Ve的校正比排量循环供油量qce＝Qe/(Ne×L×r)＝2×60×ke×gd×Pe/(3.6×ne×L×r)＝33.33×ke×gd×Pe/(ne×L×r)，或者最大扭矩车速点Vm的校正比排量循环供油量qcm＝Qm/(Nm×L×r)＝2×60×km×gd×Pm/(3.6×nm×L×r)＝33.33×km×gd×Pm/(nm×L×r)，单位mg/(升·循环)，L为发动机排量，单位升，r为吸气增压比，自由吸气r＝1，设增压比r＝2.2，ne、nm为发动机额定转速和最大扭矩转速，单位r/min。
4、qce/qcm＝ke×Pe×nm/(km×Pm×ne)，根据国标GB/T1147.1-2007《中小功率内燃机第一部分：通用技术条件》第3.9款规定：车用内燃机的扭矩储备系数应大于等于10％，最大扭矩点转速与标定转速之比应小于等于70％，可设Mm＝1.13Me，nm＝0.65×ne，Mm、Me分别为柴油机最大扭矩和额定功率点扭矩，统计Pm＝1.13×Me×0.65×ne/9549＝1.13×0.65×Pe＝0.73Pe，则qce/qcm＝1.08×0.65/(1.0×0.73)＝0.96，qce≈qcm只统计qce。
5、随机按各种柴油机的额定功率、额定转速、排量、吸气方式、全负荷最低燃油率可统计qce＝33.33×1.08×gd×Pe/(ne×L×r)＝36.0×gd×Pe/(ne×L×r)。统计0.8×Pe时的ke＝1.11，则qce＝29.60×gd×Pe/(ne×L×r)。部分统计数据见表1。
表1.统计部分柴油机的qce
| 发动机型号 | Pe | ne | L | r | gd | Pe的qce | 0.8Pe的qce |
| WD615.00 | 147 | 2600 | 9.726 | 1 | 220 | 46.04 | 37.86 |
| WD615.61 | 191 | 2600 | 9.726 | 2.2 | 215 | 26.57 | 21.85 |
| WD615.64 | 182 | 2200 | 9.726 | 2.2 | 210 | 29.23 | 24.03 |
| WD615.68 | 206 | 2400 | 9.726 | 2.2 | 204 | 29.46 | 24.22 |
| WD615.68 | 228 | 2200 | 9.726 | 2.2 | 197 | 34.35 | 28.24 |
| CA6113-1B | 117 | 2900 | 6.842 | 1 | 224 | 47.55 | 39.10 |
| CA6110-2B | 125 | 2900 | 7.221 | 1 | 218 | 46.85 | 38.52 |
| BF6M1013EC | 174 | 2300 | 7.146 | 2.2 | 195 | 33.78 | 27.78 |
| 五十铃4JA1 | 50 | 3600 | 2.499 | 1 | 231 | 46.22 | 38.00 |
| 五十铃4JB1 | 57.3 | 3600 | 2.771 | 1 | 224 | 46.32 | 38.09 |
| 五十铃4BC2 | 64.7 | 3500 | 3.268 | 1 | 224 | 45.61 | 37.51 |
| 五十铃4BD1 | 72.1 | 3200 | 3.856 | 1 | 220 | 46.28 | 38.05 |
| 索菲姆8140 | 76 | 3800 | 2.499 | 2.2 | 230 | 30.12 | 24.77 |
| YZ4102Q1 | 63 | 3300 | 3.432 | 1 | 242 | 48.46 | 39.85 |
| YZ4100Q | 66 | 3200 | 3.707 | 1 | 218 | 43.66 | 35.90 |
| YZ4105QF | 75 | 3200 | 4.087 | 1 | 240 | 49.55 | 40.74 |
| YZ4102ZLQ | 81 | 2900 | 3.432 | 2 | 205 | 30.03 | 24.69 |
| CY4102BQ | 70.6 | 3200 | 3.856 | 1 | 217 | 44.70 | 36.75 |
| CY4102BZLQ | 88 | 2800 | 3.856 | 2.2 | 205 | 27.34 | 22.48 |
| BJ493Q | 57 | 3600 | 2.771 | 1 | 230 | 47.31 | 38.90 |
| BJ493ZQ | 68 | 3600 | 2.771 | 2.2 | 230 | 25.66 | 21.09 |
| CY4100Q | 62.5 | 2800 | 3.707 | 1 | 218 | 47.26 | 38.86 |
| CY4102BZLQ | 88 | 2800 | 3.856 | 2.2 | 205 | 27.34 | 22.48 |
| YZ4110QA | 85 | 2900 | 4.752 | 1 | 228 | 50.63 | 41.63 |
| YC6112ZLQ | 221 | 2200 | 7.8 | 2.2 | 215 | 45.31 | 37.25 |
| YC6G255-20 | 188 | 2300 | 7.8 | 2.2 | 210 | 36.01 | 29.61 |
| YC4G180-20 | 132 | 2300 | 5.202 | 2.2 | 205 | 37.01 | 30.43 |
| YC6L350-20 | 258 | 2200 | 8.424 | 2.2 | 193 | 43.97 | 36.15 |
| YC6L280-30 | 206 | 2200 | 8.424 | 2.2 | 205 | 37.29 | 30.66 |
| CA6DE1-16 | 117 | 2300 | 6.618 | 2.2 | 225 | 28.30 | 23.27 |
| CA6DE1-19W | 140 | 2500 | 6.618 | 2.2 | 215 | 29.77 | 24.48 |
| CA6DE1-24 | 177 | 2300 | 6.618 | 2.2 | 205 | 39.01 | 32.07 |
| YC6108Q | 118 | 2800 | 6.871 | 1 | 229 | 50.56 | 41.57 |
| CA6110 | 118 | 2900 | 6.842 | 1 | 229 | 49.03 | 40.31 |
| 6BT | 118 | 2600 | 5.88 | 2.2 | 212 | 26.78 | 22.02 |
从上述统计中，有18种柴油机Pe的qce大于40，占35种柴油机的51％；35种柴油机的额定功率Pe的qce均值为39.24，0.8Pe的qce均值为32.26，极少数略大于40；16种无增压柴油机Pe的qce全部大于40，其平均值为47.25，对应fm＝0.036×47.25-1.14＝0.56，其中最大qce为50.56，对应fm＝0.036×50.56-1.14＝0.68；增压柴油机个别略大于40。
6、从柴油机的万有特性曲线和统计可知，同一车辆柴油机在部分功率减小时，ke会相应增大，而Qe或Qm会相应减小，从qce＝Qe/(Ne×L×r)可知：Ne、L、r是柴油机的固有特性基本不变，故qce或qcm也会相应减小。
车用柴油机发动机因子的确定方法，是计算功率校正系数时，统计和确定发动机因子的一种方法，其特征在于：通过计算和统计各种车用柴油机的校正比排量循环供油量qc值，当在用柴油车检测动力性或燃料经济性或废气排放需要计算功率校正系数a时，按统计结果，在0.3～0.6范围内选择确定发动机因子fm为固定值，可以不论柴油机结构特点、不论是最大油门全负荷恒速加载控制或规定恒力加载控制部分负荷工况检测，都简化统一取fm固定值为0.3或其它固定值，或者当最大油门全负荷恒速加载控制检测时可以固定取偏大值，当规定恒力加载控制部分负荷工况检测时可以固定取偏小值，或者无增压柴油机可以固定取偏大值，增压柴油机可以固定取偏小值，无需所检车辆柴油机的转速、排量、吸气方式技术参数从而准确计算a值。
具体实施方式
以某型号柴油机为例来说明车用柴油机发动机因子的确定方法的具体实施方式，柴油机额定功率为243kW，额定转速2200r/min，L＝8.424升，最大扭矩1230N·m，最大扭矩转速1400r/min，吸气方式为增压中冷，r＝2.2，从其万有特性曲线上查找额定功率坐标点，采用插入法，计算该点的油耗率ge＝222g/kW·h，从性能参数中得全负荷最低燃油率gd＝205g/kW·h，计算ke＝ge/gd＝222/205＝1.08。
(2)在额定功率车速Ve点，qce＝33.33×1.08×gd×Pe/(ne×L×r)＝36.0×gd×Pe/(ne×L×r)＝36.0×205×243/(2200×8.424×2.2)＝43.98，fm＝0.036×43.98-1.14＝0.44。
(3)在最大扭矩车速Vm点，Pm＝1230×1400/9549＝180.3kW，从其万有特性曲线上查找最大扭矩功率坐标点，采用插入法，计算可得该点的油耗率gm＝205g/kW·h，km＝gm/gd＝205/205＝1.0，qcm＝33.33×1×205×180.3/(1400×8.424×2.2)＝47.48，fm＝0.036×47.48-1.14＝0.57。
(4)设0.8×Pe或0.8×Pm时，ke＝ge/gd＝227/205＝1.11，km＝gm/gd＝201/205＝0.98，qce＝33.33×1.11×205×0.8×243/(2200×8.424×2.2)＝36.16，qcm＝33.33×0.98×205×0.8×180.3/(1400×8.424×2.2)＝37.22，fm＝0.3，均小于最大油门全负荷工况对应值。
(5)fm可以在0.3～0.6范围内选择固定值，最大油门全负荷恒速加载控制检测时，供油量最大可以固定取偏大值，规定恒力加载控制检测时在部分负荷工况，可以固定取偏小值；或者无增压柴油机可以固定取偏大，增压柴油机等效增大了气缸容积可以固定取偏小值；或者不论柴油机结构特点、不论是最大油门全负荷或部分负荷工况检测，都简化统一取fm＝0.3，符合现代柴油车节能减排增压、电控的技术发展趋势。
车用柴油机发动机因子的确定方法，无需所检车辆柴油机的转速、排量、吸气方式技术参数，具有确定发动机因子实施方便、准确、快捷的优点。
Claims (1)
1.车用柴油机发动机因子的确定方法，是计算功率校正系数时，统计和确定发动机因子的一种方法，其特征在于：从各种车用柴油机的万有特性曲线，采用插入法计算额定功率点Pe对应的油耗率ge，从柴油机性能参数中可得全负荷最低油耗率gd，计算额定功率点ke＝ge/gd，按额定功率车速点Ve的校正比排量循环供油量qce＝33.33×ke×gd×Pe/(ne×L×r)，式中：ne为发动机额定转速，L为发动机排量，r为吸气增压比，随机按各种柴油机的额定功率、额定转速、排量、吸气方式、全负荷最低燃油率可统计qce，按统计结果，在0.3～0.6范围内选择确定发动机因子fm为固定值，最大油门全负荷恒速加载控制检测时，供油量最大可以固定取偏大值，规定恒力加载控制检测时在部分负荷工况，可以固定取偏小值；或者无增压柴油机可以固定取偏大值，增压柴油机等效增大了气缸容积可以固定取偏小值；或者为适应现代柴油车节能减排增压、电控的技术发展趋势，不论柴油机结构特点、不论是最大油门全负荷或部分负荷工况检测，都简化统一取fm＝0.3。
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