SC9DF排气制动性能试验报告V1

密级

SC9DF排气制动性能试验报告

报告编号：SSB-

合同编号：

柴油机股份

技术中心

二○○八年十二月十一日

1 前言

SC9DF 发动机

2 泄气制动系统工作原理

泄气制动系统工作时，缸制动器(Bleeder Brake)使排气门保持一个微小的开度，同时增压器后的蝶阀(Exhaust Brake, EB)关闭使排气管建立高背压，从而使活塞泵气做功，排气门对压缩气体进行节流，消耗曲轴的能量，实现制动。

具体制动 两极制动力

3 试验对象及主要测试设备

3.1 发动机型号: SC9DF375Q3型增压中冷四气门柴油机，装配缸泄气制动器及蝶阀 气缸数⨯缸径⨯行程: 6⨯114⨯144(mm)

高背压

排气门常开

蝶阀

泄气制动器

执行活塞

进油口

型式: 四冲程、直喷式、空－空中冷

排量：8.9L

3.2 测量设备

4 试验条件与方法

4.1试验日期：2008年11月28日～2008年12月2日

4.2试验地点：上柴试验试制A4试验室

4.3试验现场环境状况：

室温：t=10-15℃，大气压力：P0=102.5～104kPa

相对湿度：由于该冷起动室无湿度计，所以无法测量湿度值。

4.4试验方法

本试验测量容有两部分，一部分测量表征发动机制动系统制动能力的制动功率、扭矩以及相应的排气门出口压力，排气总压力、温度及蝶阀前背压、温度；另一部分测量反映非制动排气门正时与运动规律，尤其是受排气制动影响导致的浮动升程。试验通过倒拖法测定发动机制动系统的制动功率，并同时测量各压力、温度以及气门升程、转角数据。

本次试验测量了第三缸缸压力及该缸非制动排气门气门升程。缸压力测量利用仿喷油器外形的垫块替代喷油器，以供缸压传感器引出压力量。气门升程测量采用激光测距仪，根据测距仪安装要求，通过支架安装在摇臂轴座上，测量落点在气门弹簧座上平面。为了增加反射激光的效果，弹簧座上平面涂上油漆。由于罩壳油气较重，为了减少油气对激光束的干扰，用铅丝堵住该缸排气摇臂的出油孔，并将高压气管固定在测量的弹簧上座附近，利用高压气流使油气不易积聚。

由于缸压力传感器和台架传感器分属两个测量系统，本次试验未能把激光测距的转角

信号转化为台架系统的转角信号，因此排气管背压、涡前背压及蝶阀前背压均记录的是峰值压力，未能记录发动机一个循环的瞬态压力数据。

试验规如下：

1）发动机正常暖车，油温达95℃，水温达80℃后停车；

2）改装：换装假喷油器，安装缸压力传感器；

3）开始测试：从2600rpm起每200rpm降低转速，每个转速点均需完成下列四个状态的测试：发动机倒拖不制动；仅蝶阀制动；制动器+蝶阀制动；仅制动器制动；

工况及测量量见下：

由于试验过程热车后需拆装喷油器及接块，且测试过程中发动机不工作，测量结果一定程度上会受发动机变冷的影响。

5试验容与结果

5.1制动功率及背压、温度

图表中，紫色线条代表全制动工况，即缸制动器和蝶阀均工作（Bleeder+EB brake），蓝色线条代表仅蝶阀制动工况(EB Brake)，黄色线条代表仅缸制动器制动工况(Bleeder brake)，绿色线条代表制动器和蝶阀均不工作，发动机倒拖(no braking)。

图1

B r a k e P o w e r [k W ]

050

100

150

200

250

Speed [rpm]

图2

B r a k e T o r q u e [N m ]

100200300400500600700

800900Speed [rpm]

表1

增大。标定转速2200rpm制动功率达159kW，达到设计要求。对比三种制动方式可知，相同转速下制动功率：全制动＞仅蝶阀制动＞仅制动器制动。

5.2制动背压

图3

Speed [rpm]

P r e s s u r e ,E B g a u g e d [k P a ]

075150225300375

450P r e s s u r e ,1-3 C y l i n d e r M a n i f o l d [k P a ]

P r e s s u r e ,3r d -C y l i n d e r M a n i f o l d , g a u g e d [k P a ]

75150225300375450525

表2

背压过高会引起非制动排气门浮动，可能对非制动排气门的可靠性和耐久性产生影响。从试验数据看，全制动状态下， 1800rpm时蝶阀前背压已经达到317kPa，而2200rpm时背压达到358kPa，超过设计限制约0.4bar；后续的气门升程测试证实了高背压已经导致非制动排气门有较大浮动。

SC9DF排气门弹簧的设计背压为3.2bar，即在预紧状态下，排气管作用在排气门背面的压力和缸作用在排气门上的压力最大允许压差为 3.2bar，否则背压将克服弹簧预紧力，引起气门浮动。最理想的试验方法应同时测量非制动排气门两侧瞬态压差，即瞬态缸压力和排气管口压力之差，本次试验由于条件限制，未能测量排气管口瞬态压力对应转角相位的压力变化，而记录的仅是稳态压力，因此无法结合缸压力曲线的变化量化分析非制动排气门两侧瞬态压差对气门浮动时刻和大小的影响。

仅蝶阀制动时的蝶阀前背压和排气管总背压均高于全制动即有一个排气门打开时的背压，因此造成的气门浮动会更大，这在后续的气门升程测试中也得到了证实。

仅有缸制动器工作时的背压较之非制动倒拖略高，对非制动排气门不会产生影响。

根据JVS的试验结果，在相同转速下，一缸和六缸非制动排气门会有不同的最大浮动量。而考虑排气管始终充满高背压废气，而气缸压力在活塞下行两个冲程中不断降低，可以认为各缸非制动排气门的浮动大小主要受排气管口处背压影响，因此本次试验同时监测了除第二缸外的其它各缸排气管口压力（第二缸因传感器数量不够未测）。全制动状态及仅蝶阀制动状态下各缸排气管口压力见图4。

图4