3。2。 实验数据的结果与分析-13 

3。2。1。燃油消耗率的各性能分析-13 

3。2。2。氮氧化合物的各性能分析-17 

3。2。3。 排气中气体滤纸烟度值（soot）的各性能分析21 

3。3。 喷油参数对各响应参数的响应显著度分析-25 

第四章分析结论与总结27 

4。1 最优化分析-27 

4。2。总结 28

致 谢30 

参 考 文 献 31

第一章 绪论 

1。1 研究背景 

由于社会发展和科技发展的速度飞速提升，柴油机在各个领域中的使用也越来 越频繁。其带来的问题也变得越来越多。其中环境污染问题和柴油机自身的制动能 量消耗率和制动热消耗率的提升问题尤为引人注目。 

喷射系统各项参数对柴油发动机的燃烧流程有极大地影响，比如空燃比、喷油 正时、喷油压力和主预喷间隔角等。柴油机性能的好坏很大水平上决定在喷油系统、 进气系统和燃烧室形状之间的配合情况。在对柴油机燃烧系统实行改善搭配的历程 中，务必同时照顾油、气、室三者之间的搭配。如何在柴油机经济性、动力性、排 放性等各类指标中获得最优平衡，是柴油机燃烧系统多参数匹配的重点和难点所在。 

对于响应面法在柴油机燃烧方面的运用，海外已然进行深切探索。比如针对某 高压共轨柴油机以优化排放和经济性为目标采用响应面法对喷油压力、喷油定时、 ＥＧＲ率等参数进行优化匹配研究。当前我国在柴油机缸内燃烧优化方面，正交设 计［1］、遗传算法［2］等优化方法的运用较为广泛，但响应面法的运用相对略低。 

Win 等人利用响应面方法优化柴油压燃式发动机的因子，像载荷、速度和静态

喷油正时 。不仅降低了引擎的噪音,还降低了燃料的使用与氮氧化物产生。上述实

验是为了研究喷射系统参数在柴油机特性和排气特征的单个和综合效应对性能的影

响,还有一个目的是测出轨压、喷油正时和喷油间隔角的最优值。Anand 和 

Karthikeyan 利用响应面法，让气体燃料的火花点柴油机的因子的优化。Lee 和 

Reitz 利用响应面法来优化高速直接喷射柴油引擎，这个装置装了共轨喷射系统，

使因子间的影响作用被忽略，还有 Satake 等人在以燃油喷射控制优化，利用响应

面法使得柴油机的提升很快。 

1。2 柴油机发展面临的问题 

1。2。1 柴油机对环境的影响 

跟着我国经济飞速成长，柴油机的使用率也愈发增高。但是柴油机在使用过程 中产生相当量的废气和颗粒物等污染物，阻碍了柴油机的进步。同时，因为环境污 染的加剧和石油资源的逐渐减少，我国对排放物的限制标准也变得愈发提高。柴油 机若想在基础上成长，必须解决这些不可避免的问题。相关人员探索和研究出有效 地可以降低柴油机使用过程中的污染物的排放成为柴油机发展的关键点。如今全世 界都面临着环境污染和能源短缺的问题。这个课题的研究成果如果能应用到其它能 源使用方面，将会极大的造福人类。由于老式的机械燃油供应系统不能满足越来越 严格的低排放要求和低油耗的需求，已经被人们放弃了。 

柴油机是压缩点火式发动机，在燃烧室内的燃料燃烧时（在理想情况下），不 考虑的一些在燃烧过程中的微量杂质的影响，仅产生二氧化碳（CO₂）和水蒸气