基于GT-POWER柴油機(jī)穩(wěn)態(tài)工況下排放性能仿真研究.pdf

《基于GT-POWER柴油機(jī)穩(wěn)態(tài)工況下排放性能仿真研究.pdf》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫(kù)。

1、第5l卷第11期V01．51No．11農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程AGRICULTURALEQUIPMENT&VEHICLEENGINEERING2013年11月November2013doi：10．3969／j．issn．1673—3142．2013．11．007基于GT—POWER柴油機(jī)穩(wěn)態(tài)工況下排放性能仿真研究曾婷婷，徐莉，張永輝(210037江蘇省南京市南京林業(yè)大學(xué)汽車與交通工程學(xué)院交通運(yùn)輸系)[摘要]通過(guò)GT-POWER建立了單缸直噴柴油機(jī)仿真模型，利用該軟件的控制模塊，通過(guò)對(duì)PID控制的比例、積分和微分的參數(shù)的合理整定，實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)

2、機(jī)穩(wěn)態(tài)工況的控制。通過(guò)改變噴油提前角和噴油嘴的噴孔長(zhǎng)徑比兩個(gè)參數(shù)，分析了該發(fā)動(dòng)機(jī)的排放性能，并進(jìn)行了參數(shù)的優(yōu)化選擇。[關(guān)鍵詞]直噴柴油機(jī)；GT-POWER；PID控制；性能優(yōu)化[中圖分類號(hào)]TK421．5[文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A[文章編號(hào)]1673—3142(2013)11-0025-05DieselEmissionPerformanceSimulationandResearchinStableOperatingBasedonGT-POWERZengTingting，XuLi，ZhangYonghui(DepartmentofTranspo

3、rtation，CollegeofAutomotiveandTrafficEngineering，NanjingForestryUniversity，NanjingCity，JiangsuProvince210037，China)[Abstract]Inthispaper，asingle-cylinderdirect-injectiondieselenginesimulationmodelisestablishedwithGT-POWER．IttakesadvantagesofGT-POWERcontrolmodulebyadjus

4、tingthecoefficientoftheproportion，integrationanddifferentiationtocontrolengineinconditionsofstableoperating．Inaddition，theengineemissionsperformanceisanalyzedandaparameteroptimizationoptionsisconductedbychanginginjectiontimingandinjectornozzleholeaspectration．[Keywords

5、]direct—injectiondieselengine；GT—POWER；PIDcontrol；performanceoptimization0引言節(jié)能與減排是現(xiàn)在全球面臨的嚴(yán)峻問(wèn)題。為了滿足安全排放法規(guī)，需要提高發(fā)動(dòng)機(jī)的動(dòng)力性、穩(wěn)定性、壽命、排放安全性以及燃油經(jīng)濟(jì)性。因此，需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)更深地研究。通過(guò)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)對(duì)柴油機(jī)的性能進(jìn)行優(yōu)化，需要大量的財(cái)力和人力。近年來(lái)，計(jì)算機(jī)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的仿真和數(shù)值模擬方面取得了很大進(jìn)步，大大縮短了研發(fā)周期。本文利用GT—power軟件建立的PID控制的直噴柴油機(jī)模型．從改變噴油提前角以及長(zhǎng)徑比等方面．對(duì)

6、穩(wěn)態(tài)下柴油機(jī)的排放性能進(jìn)行優(yōu)化。GT—POWER軟件是美國(guó)GammaTechnologies公司開(kāi)發(fā)的計(jì)算一維氣體流動(dòng)的商業(yè)軟件。屬于GT—SUITE系列主計(jì)算程序的一部分。GT—SUITE集成六大功能模塊以及GT-POST后處理?。GT—power可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)性能仿真，應(yīng)用范圍非常廣泛。GT—POWER軟件通過(guò)采用模塊結(jié)構(gòu)的方式建立內(nèi)基金項(xiàng)目：2012年江蘇省大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目(164106861)收稿日期：2013—08—31修回日期：2013—09—11燃機(jī)工作過(guò)程計(jì)算模型，可預(yù)測(cè)穩(wěn)態(tài)或瞬態(tài)的發(fā)動(dòng)機(jī)性能，如：所有管路段的流量和

7、流速，系統(tǒng)的溫度和壓力，發(fā)動(dòng)機(jī)充氣效率、功率、扭矩，燃燒率模型，汽油機(jī)N仉的排放，柴油機(jī)NO；和微粒排放[21。也可以用于發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力系統(tǒng)的控制系統(tǒng)分析，適用于幾乎所有形式的內(nèi)燃機(jī)，同時(shí)還可以用該軟件提供的部件搭建出用戶設(shè)計(jì)的各種新型發(fā)動(dòng)機(jī)【3】。1模型的建立1．1數(shù)學(xué)模型在利用GT—POWER軟件進(jìn)行性能模擬計(jì)算時(shí)，一般采用了軟件中自有的零維燃燒模型三段韋伯函數(shù)模型，它是由3個(gè)韋伯函數(shù)疊加而成，將整個(gè)燃燒過(guò)程分為預(yù)混合燃燒、主燃燒和后燃3個(gè)階段。韋伯燃燒模型【4】為誓=cm+1礦擴(kuò)”1(1)式中：r無(wú)因次時(shí)間函數(shù)?！?，：j!墮L：竺

8、：墮：牛vE一牛vB‘Pz妒、9，。、妒，。——瞬時(shí)曲軸轉(zhuǎn)角、燃燒始點(diǎn)角和燃燒26農(nóng)業(yè)裝備與車輛工程終點(diǎn)角；驢?！紵掷m(xù)角；m——燃燒品質(zhì)指數(shù)；c——常系數(shù)。傳熱子模型中周壁傳熱系數(shù)采用Woschni公式酗計(jì)算．即ag=820p。