鄒永杰，萬(wàn)明定，申立忠，吳 濤，王正江

（1.昆明理工大學(xué) 云南省內(nèi)燃機(jī)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，昆明 650500；2.昆明云內(nèi)動(dòng)力股份有限公司，昆明 650200）

0 概述

中國(guó)地形地勢(shì)變化復(fù)雜，海拔高度在1 000 m和2 000 m 以上的高原區(qū)域分別占全國(guó)陸地總面積的58% 和33%［1］。當(dāng)柴油機(jī)在高原地區(qū)運(yùn)行時(shí)，空氣密度減小，柴油機(jī)進(jìn)氣量降低，導(dǎo)致燃燒惡化、動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性下降、排氣溫度升高及排放惡化等一系列問(wèn)題［2-4］。

為提高高原環(huán)境下柴油機(jī)動(dòng)力性，國(guó)內(nèi)外研究者提出了多種改善柴油機(jī)性能的方法。文獻(xiàn)［5］中針對(duì)一款小型農(nóng)用柴油機(jī)，在2 000 m 海拔下計(jì)算匹配增壓器，并研究了0 m、2 000 m 和4 000 m 海拔下柴油機(jī)性能的變化規(guī)律。研究結(jié)果表明：有針對(duì)性地對(duì)高原環(huán)境下的柴油機(jī)進(jìn)行增壓匹配，能夠有效保證柴油機(jī)的高原性能，提高柴油機(jī)的高原適應(yīng)性。文獻(xiàn)［6］中以柴油機(jī)變海拔功率恢復(fù)為目標(biāo)，研究了不同海拔環(huán)境下柴油機(jī)渦輪增壓系統(tǒng)匹配，同時(shí)確定了廢氣旁通閥的控制策略。文獻(xiàn)［7］中建立了柴油機(jī)變海拔自適應(yīng)增壓系統(tǒng)，研究了不同海拔下柴油機(jī)性能變化規(guī)律。研究結(jié)果表明：采用可變截面增壓器可以改善柴油機(jī)高海拔性能下降問(wèn)題，并解決柴油機(jī)在高海拔低速工況下不能工作、增壓器喘振等問(wèn)題。文獻(xiàn)［8］中研究了可調(diào)兩級(jí)渦輪增壓對(duì)柴油機(jī)性能的影響，結(jié)果表明與采用單級(jí)渦輪增壓器相比，采用兩級(jí)渦輪增壓能有效改善不同海拔下柴油機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性。

除了優(yōu)化增壓系統(tǒng)外，文獻(xiàn)［9-10］中研究了在高原環(huán)境下不同供油參數(shù)調(diào)整方法對(duì)柴油機(jī)功率恢復(fù)的影響。研究結(jié)果表明：4 500 m 海拔下，通過(guò)提前角和供油量聯(lián)合調(diào)整的方法可將柴油機(jī)標(biāo)定功率恢復(fù)至平原的75%；采用遺傳算法進(jìn)行優(yōu)化后，柴油機(jī)的功率可提高22.7%，有效燃油消耗率降低6.4%。文獻(xiàn)［11］中研究了不同海拔條件下柴油機(jī)最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速點(diǎn)在全負(fù)荷和部分負(fù)荷工況下噴油提前角、共軌壓力及循環(huán)噴油量對(duì)柴油機(jī)燃燒特性與性能的影響規(guī)律。研究結(jié)果表明：全負(fù)荷工況下，隨著噴油提前角增加，最高燃燒壓力和最大壓力升高率增大；部分負(fù)荷工況下，有效燃油消耗率隨共軌壓力增加而降低，隨循環(huán)噴油量增加，轉(zhuǎn)矩、排溫和缸內(nèi)壓力均逐漸增大。文獻(xiàn)［12］中采用多項(xiàng)式模型，建立了柴油機(jī)噴油參數(shù)與柴油機(jī)性能優(yōu)化目標(biāo)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，實(shí)現(xiàn)了基于模型的柴油機(jī)噴油參數(shù)虛擬標(biāo)定，得到了不同海拔下基于優(yōu)化目標(biāo)的柴油機(jī)最佳噴油參數(shù)。

雖然通過(guò)優(yōu)化增壓系統(tǒng)或噴油系統(tǒng)能有效改善高原環(huán)境下柴油機(jī)的性能，但柴油機(jī)控制的目標(biāo)是協(xié)調(diào)優(yōu)化空氣系統(tǒng)和噴油系統(tǒng)控制參數(shù)使柴油機(jī)性能達(dá)到最優(yōu)，因此結(jié)合增壓系統(tǒng)和噴油系統(tǒng)綜合優(yōu)化的油氣協(xié)調(diào)控制是實(shí)現(xiàn)不同海拔下柴油機(jī)功率恢復(fù)的主要措施［13-15］。為此，以帶可變噴嘴渦輪增壓器（variable nozzle turbocharger，VNT）和排氣再循環(huán)（exhaust gas recirculation，EGR）的高壓共軌柴油機(jī)為研究對(duì)象，利用大氣壓力模擬系統(tǒng)，在滿足缸內(nèi)壓力、增壓器轉(zhuǎn)速和排氣溫度限制的前提下，通過(guò)增壓壓力、噴油參數(shù)協(xié)同控制的綜合優(yōu)化方法，對(duì)0 m、1 000 m、2 000 m 和2 400 m 海拔下柴油機(jī)全負(fù)荷動(dòng)力性進(jìn)行了標(biāo)定試驗(yàn)，分析了不同海拔下柴油機(jī)控制參數(shù)、性能及排放變化規(guī)律，以期為高原環(huán)境下柴油機(jī)性能優(yōu)化和排放控制提供參考。

1 試驗(yàn)設(shè)備及方案

1.1 試驗(yàn)設(shè)備

試驗(yàn)用柴油機(jī)為一款滿足國(guó)六排放標(biāo)準(zhǔn)的增壓中冷直列4 缸高壓共軌柴油機(jī)，其主要技術(shù)參數(shù)如表1 所示。設(shè)備儀器包括AVL Dynoroad 202/12 交流電力測(cè)功機(jī)、AVL PUMA 測(cè)控系統(tǒng)、AVL 735S 柴油質(zhì)量流量計(jì)、AVL 753C 柴油溫控系統(tǒng)、大氣壓力模擬系統(tǒng)、BOSCH 可標(biāo)定柴油機(jī)電子控制單元（electronic control unit，ECU）、ES590、INCA 標(biāo)定軟件等，主要參數(shù)見(jiàn)表2。試驗(yàn)臺(tái)架布置如圖1 所示。

圖1 臺(tái)架布局圖

表1 柴油機(jī)主要技術(shù)參數(shù)

表2 主要設(shè)備參數(shù)

1.2 試驗(yàn)方案

柴油機(jī)工況為1 000 r/min～3 200 r/min 轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)每間隔200 r/min 轉(zhuǎn)速下的全負(fù)荷工況。

海拔變化控制工況為試驗(yàn)當(dāng)?shù)睾０? 000 m下。當(dāng)試驗(yàn)海拔為0 m 和1 000 m 時(shí)，通過(guò)大氣壓力模擬系統(tǒng)和排氣背壓閥模擬柴油機(jī)進(jìn)排氣環(huán)境。當(dāng)試驗(yàn)海拔為2 400 m 時(shí)，通過(guò)進(jìn)氣節(jié)流和排氣抽負(fù)壓模擬柴油機(jī)進(jìn)排氣環(huán)境。

通過(guò)可標(biāo)定ECU、ES590 和INCA 標(biāo)定軟件，調(diào)節(jié)柴油機(jī)增壓壓力、主噴正時(shí)、噴油壓力、噴油量等參數(shù)。

試驗(yàn)過(guò)程中，通過(guò)燃燒分析儀、增壓器轉(zhuǎn)速傳感器和溫度傳感器等實(shí)時(shí)監(jiān)控柴油機(jī)缸內(nèi)壓力、增壓器轉(zhuǎn)速和渦前溫度等參數(shù)。試驗(yàn)用柴油機(jī)空氣系統(tǒng)采用基于進(jìn)氣歧管壓力的閉環(huán)控制方式，ECU 根據(jù)目標(biāo)進(jìn)氣歧管壓力（增壓壓力）調(diào)節(jié)VNT 開(kāi)度。因此，不同海拔下進(jìn)行增壓匹配時(shí)，根據(jù)工況直接給定目標(biāo)增壓壓力，ECU 自動(dòng)調(diào)節(jié)VNT 開(kāi)度；為保證不同海拔下柴油機(jī)全負(fù)荷的最大動(dòng)力輸出，EGR 閥關(guān)閉，不進(jìn)行EGR。

2 控制目標(biāo)及約束條件

當(dāng)柴油機(jī)在高原地區(qū)運(yùn)行時(shí)，由于壓氣機(jī)壓比和渦輪膨脹比增大，導(dǎo)致增壓器運(yùn)行點(diǎn)往高壓比、高速方向移動(dòng)，增壓器有效運(yùn)行區(qū)域變窄，容易出現(xiàn)柴油機(jī)低速時(shí)喘振、高速時(shí)超速的危險(xiǎn)［16］。因此，進(jìn)行高原環(huán)境下柴油機(jī)動(dòng)力性優(yōu)化時(shí)，首先需要保證增壓器不喘振和超速。高原環(huán)境下提前噴油正時(shí)和增大軌壓可以提高燃燒熱效率和轉(zhuǎn)矩，并降低渦前溫度，但提前噴油正時(shí)會(huì)導(dǎo)致最大缸內(nèi)壓力增大。因此，調(diào)整噴油正時(shí)需保證最大缸內(nèi)壓力不超過(guò)機(jī)械設(shè)計(jì)極限范圍。此外，由于高原環(huán)境下柴油機(jī)進(jìn)氣量降低，過(guò)大的噴油量會(huì)導(dǎo)致增壓器超速和渦前排溫超限及柴油機(jī)冒黑煙，因此還需進(jìn)行噴油量控制。

綜上所述，不同海拔下以動(dòng)力性為目標(biāo)對(duì)柴油機(jī)性能優(yōu)化時(shí)，需在增壓器轉(zhuǎn)速、缸內(nèi)壓力和排氣溫度及煙度限值等限制條件下進(jìn)行。本研究中在對(duì)高原環(huán)境下柴油機(jī)動(dòng)力性進(jìn)行標(biāo)定時(shí)，以轉(zhuǎn)矩作為優(yōu)化目標(biāo)。給定工況下動(dòng)力性優(yōu)化問(wèn)題可由式（1）表示。

式中，F(xiàn)obj為目標(biāo)控制量；neng為柴油機(jī)轉(zhuǎn)速；mfuel為循環(huán)噴油量；pint為增壓壓力；φinj為噴油正時(shí)；pinj為噴油壓力；Ttrq為轉(zhuǎn)矩。

同時(shí)，根據(jù)增壓器轉(zhuǎn)速、缸內(nèi)壓力、排氣溫度和煙度限值要求，進(jìn)行不同海拔下柴油機(jī)動(dòng)力性優(yōu)化時(shí)，需滿足式（2）所示的約束條件。

式中，ntrb為增壓器轉(zhuǎn)速；pcyl，max為最大缸內(nèi)壓力；Texh為排氣溫度；λ 為過(guò)量空氣系數(shù)，體現(xiàn)了煙度限值。

3 結(jié)果與分析

3.1 不同海拔下增壓壓力優(yōu)化

為提高高原環(huán)境下柴油機(jī)的動(dòng)力輸出，需通過(guò)增壓匹配及增壓壓力優(yōu)化提高增壓壓力，增大進(jìn)氣量。然而，不同海拔下，增壓器匹配及增壓壓力優(yōu)化時(shí)，需要保證增壓器具有一定的喘振和超速裕度，防止增壓器發(fā)生喘振及超速。圖2 為不同海拔下增壓壓力優(yōu)化后柴油機(jī)與壓氣機(jī)聯(lián)合運(yùn)行曲線。由圖2可以看出：不同海拔下，增壓器均具有一定的喘振和超速裕度。在最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速以上的轉(zhuǎn)速區(qū)域內(nèi)運(yùn)行點(diǎn)都位于壓氣機(jī)的高效運(yùn)行區(qū)。這不僅保證了增壓器不超速，還在較大程度上保證了柴油機(jī)最佳動(dòng)力輸出。

圖2 不同海拔下柴油機(jī)與壓氣機(jī)聯(lián)合運(yùn)行曲線

圖3 為不同海拔下增壓壓力和過(guò)量空氣系數(shù)的變化規(guī)律。由圖3 可以看出：隨著海拔升高，增壓壓力與過(guò)量空氣系數(shù)均減小。在最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，當(dāng)海拔從0 m 升高到1 000 m 時(shí)增壓壓力平均減小0.016 MPa，當(dāng)海拔從1 000 m 升高到2 000 m時(shí)平均減小0.019 MPa，當(dāng)海拔從2 000 m 升高到2 400 m 時(shí)平均減小0.015 MPa。在標(biāo)定功率工況點(diǎn)，當(dāng)海拔從0 m 升高到1 000 m 時(shí)增壓壓力減小0.015 MPa，當(dāng)從1 000 m 升高到2 000 m 時(shí)減小0.019 MPa，當(dāng)海拔從2 000 m 升高到2 400 m 時(shí)減小0.018 MPa。這主要是由于：理論上減小VNT開(kāi)度能有效提高增壓壓力，但隨VNT 開(kāi)度減小，增壓器轉(zhuǎn)速升高，容易出現(xiàn)柴油機(jī)高速時(shí)增壓器超速而低速時(shí)喘振問(wèn)題。同時(shí)，過(guò)小的VNT 開(kāi)度會(huì)導(dǎo)致柴油機(jī)泵氣損失過(guò)大，進(jìn)而導(dǎo)致柴油機(jī)動(dòng)力性下降［17］。為防止增壓器超速和喘振及優(yōu)化不同海拔柴油機(jī)泵氣損失所采取的措施造成增壓壓力隨著海拔高度升高而逐漸減小。由于海拔升高導(dǎo)致增壓壓力降低，進(jìn)而造成進(jìn)氣量下降，因此隨著海拔升高，過(guò)量空氣系數(shù)降低。當(dāng)海拔高于2 000 m 時(shí)，2 400 r/min 以下轉(zhuǎn)速的過(guò)量空氣系數(shù)達(dá)到了1.26，這是根據(jù)進(jìn)氣量進(jìn)行噴油量控制以滿足煙度限值的結(jié)果。

圖3 不同海拔下柴油機(jī)增壓壓力與過(guò)量空氣系數(shù)變化

3.2 不同海拔下噴油系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化

為改善高原環(huán)境下柴油機(jī)燃燒，提高動(dòng)力性，除了需要優(yōu)化增壓以提高進(jìn)氣量外，還需調(diào)整噴油系統(tǒng)控制參數(shù)。為防止缸內(nèi)壓力和排氣溫度超標(biāo)，噴油正時(shí)、軌壓和噴油量需要協(xié)調(diào)控制，以保證高原環(huán)境下柴油機(jī)動(dòng)力輸出。

圖4 為不同海拔下噴油參數(shù)協(xié)調(diào)控制后噴油量變化規(guī)律。由圖4 可以看出：為滿足缸內(nèi)壓力、排氣溫度和煙度限值要求，隨著海拔升高，循環(huán)噴油量逐漸降低。在最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，海拔從0 m 升高到1 000 m 時(shí)循環(huán)噴油量平均減小1.32 mg，從1 000 m升高到2 000 m 時(shí)循環(huán)噴油量平均減小2.63 mg，從2 000 m 升高到2 400 m 時(shí)循環(huán)噴油量平均減小2.09 mg。在標(biāo)定功率工況點(diǎn)處，海拔從0 m 升高到1 000 m 時(shí)循環(huán)噴油量減小1.21 mg，從1 000 m 升高到2 000 m 時(shí)循環(huán)噴油量減小2.94 mg，從2 000 m升高到2 400 m 時(shí)循環(huán)噴油量減小1.58 mg。柴油機(jī)高速尤其是最大功率轉(zhuǎn)速工況下為了防止排氣溫度超標(biāo)，循環(huán)噴油量隨著海拔升高而降低；柴油機(jī)在低轉(zhuǎn)速時(shí)為了滿足煙度限值的要求，循環(huán)噴油量隨著海拔升高而降低。綜上，為滿足排氣溫度、煙度限值等要求，隨著海拔高度升高，噴油量逐漸降低，且海拔高度越高，循環(huán)噴油量降幅越大。

圖4 噴油量隨海拔的變化

圖5 為不同海拔下噴油參數(shù)協(xié)調(diào)控制后柴油機(jī)噴油正時(shí)變化規(guī)律。由圖5 可以看出：隨著海拔的升高，噴油提前角逐漸提前。在最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)，當(dāng)海拔從0 m 升高到1 000 m 時(shí)噴油提前角平均增大1.01°，海拔從1 000 m 升高到2 000 m 時(shí)平均增大0.92°，海拔從2 000 m 升高到2 400 m 時(shí)平均增大2.09°。在標(biāo)定功率工況點(diǎn)，當(dāng)海拔從0 m升高到1 000 m 時(shí)噴油提前角增大1.79°，海拔從1 000 m 升高 到2 000 m 時(shí)增大0.92°，從2 000 m升高到2 400 m 時(shí)增大1.05°。這主要是由于高原環(huán)境下，柴油機(jī)進(jìn)氣降低，滯燃期延長(zhǎng)，燃燒惡化，導(dǎo)致柴油機(jī)動(dòng)力下降。通過(guò)提前噴油正時(shí)使燃燒過(guò)程提前，燃燒放熱過(guò)程更加接近上止點(diǎn)，能夠有效提高柴油機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。然而噴油正時(shí)提前會(huì)導(dǎo)致最大缸內(nèi)壓力顯著增大，因此提前噴油正時(shí)需考慮最大缸內(nèi)壓力的限值要求。

圖5 主噴正時(shí)隨海拔的變化

提高共軌壓力可以改善燃油霧化質(zhì)量和缸內(nèi)混合氣的分布，從而提高缸內(nèi)的燃燒速率，在一定程度上提高柴油機(jī)的轉(zhuǎn)矩輸出［18］。圖6 為不同海拔下噴油參數(shù)協(xié)調(diào)控制后柴油機(jī)噴油壓力變化規(guī)律。由圖6 可以看出：不同海拔下軌壓相差較小，在某些轉(zhuǎn)速下隨著海拔升高甚至出現(xiàn)軌壓小幅降低的情況。

圖6 軌壓隨海拔的變化

不同海拔下空氣系統(tǒng)和噴油系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制不僅需要保證柴油機(jī)的動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性，還需要嚴(yán)格控制缸內(nèi)壓力和排氣溫度以保證柴油機(jī)的耐久可靠性。圖7 為通過(guò)協(xié)同控制增壓壓力、噴油參數(shù)及噴油量后，不同海拔高度下渦前溫度和最大缸壓的變化規(guī)律。由圖7 可以看出：不同海拔下，最大缸內(nèi)壓力和排氣溫度均在限值允許范圍。同時(shí)，為盡可能提高高原環(huán)境下柴油機(jī)動(dòng)力性，1 000 m 以上海拔下中高轉(zhuǎn)速時(shí)的最大缸內(nèi)壓力均達(dá)到了極限值。

圖7 渦前溫度和最大缸壓隨海拔的變化

3.3 不同海拔下性能和排放變化規(guī)律

圖8 為不同海拔下通過(guò)增壓和噴油協(xié)調(diào)控制后柴油機(jī)動(dòng)力性變化規(guī)律。由圖8 可以看出，隨著海拔高度升高，柴油機(jī)動(dòng)力下降。與0 m 海拔相比，海拔1 000 m 時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩和最大功率分別降低9.5 N·m 和0.54 kW，降低幅度分別為2.71% 和0.57%；海拔2 000 m 時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩與最大功率分別降低23.7 N·m 和3.09 kW，降低幅度分別為6.76% 和3.24%；海拔2 400 m 時(shí)的最大轉(zhuǎn)矩與最大功率分別降低39.1 N·m 和10.39 kW，降低幅度分別為11.16% 和10.90%。此外，當(dāng)海拔高于2 000 m 時(shí)，柴油機(jī)最大轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)速范圍變窄。造成隨海拔升高柴油機(jī)動(dòng)力性降低的主要原因是：一方面，隨著海拔升高，柴油機(jī)過(guò)量空氣系數(shù)減小，燃燒惡化，后燃比例增大，燃油燃燒做功比例減小，導(dǎo)致柴油機(jī)動(dòng)力性降低。另一方面，隨著大氣壓力持續(xù)降低，為防止增壓器轉(zhuǎn)速、渦前排溫超限及柴油機(jī)冒煙，對(duì)高海拔環(huán)境下的循環(huán)噴油量進(jìn)行了限制，直接導(dǎo)致功率和轉(zhuǎn)矩降低。

圖8 不同海拔下柴油機(jī)外特性轉(zhuǎn)矩和功率變化

圖9 為不同海拔下經(jīng)增壓和噴油協(xié)調(diào)控制后柴油機(jī)動(dòng)力性變化規(guī)律。由圖9 可以看出：隨著海拔升高，柴油機(jī)比油耗逐漸增大，經(jīng)濟(jì)性惡化，不同海拔下最低比油耗均出現(xiàn)在2 000 r/min。與0 m 海拔相比，海拔1 000 m 時(shí)的最低比油耗和最大功率比油耗分別增大4.41 g/（kW·h）和1.12 g/（kW·h），增幅分別為2.13%和0.51%；海拔2 000 m 時(shí)的最低比油耗和最大功率比油耗分別增大9.54 g/（kW·h）和3.80 g/（kW·h），增幅分別為4.62% 和1.74%；海拔2 400 m 時(shí)的最低比油耗和最大功率比油耗分別增大11.62 g/（kW·h）和4.99 g/（kW·h），增幅分別為5.62% 和2.29%。造成這種現(xiàn)象的主要原因是：隨著海拔升高，柴油機(jī)進(jìn)氣量降低，過(guò)量空氣系數(shù)減小，造成燃燒惡化，后燃比例增大，進(jìn)而導(dǎo)致柴油機(jī)經(jīng)濟(jì)性惡化，比油耗增大。

圖9 不同海拔下柴油機(jī)外特性小時(shí)油耗和比油耗變化

圖10 為不同海拔下NOx排放和煙度變化規(guī)律。由圖10 可以看出：當(dāng)轉(zhuǎn)速低于2 000 r/min時(shí)，隨海拔升高NOx的排放逐漸降低，而當(dāng)轉(zhuǎn)速高于2 000 r/min 時(shí)NOx的排放量隨海拔的升高明顯增加；隨著海拔高度升高，煙度逐漸增大，尤其是當(dāng)轉(zhuǎn)速低于1 800 r/min 時(shí)煙度大幅增大。NOx的生成主要受氧濃度和溫度影響。柴油機(jī)低速時(shí)缸內(nèi)燃燒溫度偏低，且隨著海拔高度過(guò)量系數(shù)降低，導(dǎo)致氧濃度降低，抑制了NOx的生成。即使在某些工況下過(guò)量空氣系數(shù)相同，但高原環(huán)境下噴油量降低在一定程度上造成缸內(nèi)燃燒溫度降低，同樣抑制了NOx的生成。因此，柴油機(jī)低速時(shí)，NOx排放隨海拔升高而降低。隨著柴油機(jī)轉(zhuǎn)速增大，缸內(nèi)燃燒溫度逐漸增大，此時(shí)NOx的生成主要受燃燒溫度控制，而隨著海拔高度升高，噴油正時(shí)提前，提高了高原環(huán)境下柴油機(jī)缸內(nèi)燃燒溫度，因而造成高原環(huán)境下NOx排放增加［19］。

圖10 不同海拔下柴油機(jī)外特性NOx排放和煙度變化

煙度隨著海拔升高增大的主要原因在于：隨著海拔升高，柴油機(jī)過(guò)量空氣系數(shù)降低，缸內(nèi)混合氣變濃，碳煙生成量增大，煙度增大。在相同過(guò)量空氣系數(shù)情況下，高原環(huán)境下進(jìn)氣量降低，進(jìn)氣門(mén)處氣體流速降低，造成缸內(nèi)氣流運(yùn)動(dòng)減弱，缸內(nèi)局部混合氣過(guò)濃情況加劇，這種情況在低速時(shí)更為明顯，加劇了碳煙生成，造成高原環(huán)境下（尤其是高原低速時(shí)）煙度顯著增大。

4 結(jié)論

（1）隨著海拔升高，柴油機(jī)增壓壓力降低，進(jìn)氣量減少，燃燒惡化，導(dǎo)致動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性惡化，排氣溫度升高。試驗(yàn)過(guò)程中，隨著海拔的升高，增壓壓力與過(guò)量空氣系數(shù)均減小，噴油提前角增大，噴油量減小，不同海拔下軌壓相差較小。

（2）綜合調(diào)整目標(biāo)增壓壓力和噴油系統(tǒng)參數(shù)后，隨著海拔的增加，最大轉(zhuǎn)矩和最大功率有所降低，最低比油耗和最大功率比油耗有所增加。與0 m 相比，1 000 m、2 000 m、2 400 m 海拔下的最大轉(zhuǎn)矩分別降低2.71%、6.67%、11.16%；最大功率分別降低0.57%、3.24%、10.09%；最低比油耗分別增加2.13%、4.62%、5.62%；最大功率比油耗分別增加0.51%、1.74%、2.29%。

（3）NOx排放隨海拔升高的變化與柴油機(jī)工況有關(guān)，當(dāng)轉(zhuǎn)速低于2 000 r/min 時(shí)，隨海拔升高，NOx排放逐漸降低；當(dāng)柴油機(jī)轉(zhuǎn)速高于2 000 r/min 時(shí)NOx排放量隨海拔的升高明顯增加。煙度隨著海拔升高而增大，尤其在柴油機(jī)低速時(shí)顯著增大。