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随着排放法规的日益严格,满足不同阶段排放法规的排放控制技术研究一直都是柴油机研究的热点课题。柴油机燃烧是喷雾扩散燃烧,其排放存在NOX与微粒(PM)的Trade-off关系,同时降低NOX和PM排放是柴油机排放控制的难点。我国2007年将实施国Ⅲ标准,满足国Ⅲ标准是我国柴油机工业面临的迫切而又艰巨的任务。本文在一台YC6G240-30电控单体泵柴油机上进行了燃烧过程优化匹配、电控标定和整机排放优化的试验研究,使该发动机达到了国Ⅲ排放法规的要求,并成功通过国Ⅲ排放型式认证。首先对原机性能和排放进行了分析,提出了燃油喷射系统、进气系统优化匹配方案,并设计了新的燃烧室结构,通过变喷油定时试验中BNOX-Smoke和BNOX-BSFC的Trade-off关系对比,综合考虑发动机性能、排放和可靠性,确定了燃烧系统优化匹配方案。在此基础上,进行了电控标定试验研究,确定了喷油定时控制MAP、供油量控制MAP、瞬态空燃比限制控制MAP和自由加速烟度控制MAP。最后,根据国Ⅲ排放法规ESC排放测试试验结果,进行整机排放优化试验研究,确定了最终的发动机控制MAP,并进行了柴油机国Ⅲ排放型式认证试验。认证试验结果为:NOX排放为4.948 g/kW.h、微粒排放为0.098 g/kW.h、HC排放为0.364 g/kW.h、CO排放为0.763 g/kW.h、ELR:0.361m-1,达到了国Ⅲ排放法规的要求。在优化匹配试验研究中,进行了燃烧系统参数对燃烧特性影响试验研究,并提出了一种新的低排放燃烧室结构,该燃烧室改变了NOx-Smoke Trade-off关系,可作为满足更加严格排放法规的柴油机燃烧室方案。本文使一台全国产柴油机成功了达到国Ⅲ标准,研究结果为我国自主研发满足国Ⅲ排放柴油机提供了可供借鉴的经验,具有非常重要的实际工程意义。