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1、第4l卷第3期2012年6月小型內(nèi)燃機(jī)與摩托車(chē)SMAI工INTERNALCOMBUS7Ⅱ0NENGINEANDMOTORCYCLEV01．4lNo．3Jun．2012基于GT—PowER的甲醇柴油發(fā)動(dòng)機(jī)性能仿真翟旭茂張翠平李玉娟馮星(太原理工大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院山西太原030024)摘要：以4100QBzL增壓中冷柴油機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)為基礎(chǔ)，利用GT—PowER軟件建立了柴油機(jī)燃用M15甲醇柴油混合燃料的仿真模型，通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了模型的正確性，并從壓縮比和供油提前角兩個(gè)方面對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行性能分析、對(duì)比。關(guān)鍵詞：甲醇柴油GT—P0wER
2、模擬計(jì)算中圖分類(lèi)號(hào)：TK421文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1671一0630(2012)03—0025～05ThePerfIomanceSimlllation0fMethanolandDieselEngineBasedonGT—POWERzhaix咖ao，zh釉gClliping。LiYujuan，F(xiàn)eng)嫩嚷collegeofMechanicalEn百nee血g，Tai)ruanuniversityofTechnology(Taiyuan，shanxi，030024，china)Abstmct：Basedonmestmc
3、tureparameters0f4100QBZLturbochargedandinterc00ledengine，anengineperf0珊ancesimulationmodelwithM15(15％methanoland85％diesel)isestablishedwitllGT—POW_ERandtllemodelisverifiedbyengineexperiment．Theperfb珊ancesofen百nesaJeanalyzedandcomparedbytakingcompressionmtioandsup
4、plyingoiladVancean91eintocoIlsideration．Keywords：Metllanolanddieselblendedfuels，GT—POWER，Simulation引言我國(guó)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展正面臨著日益嚴(yán)峻的能源供應(yīng)和環(huán)境保護(hù)雙重壓力，尋求代用燃料和降低汽車(chē)尾氣污染物排放具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。甲醇作為內(nèi)燃機(jī)最有發(fā)展前景的代用燃料之一，可以很好地解決這一問(wèn)題。但甲醇在柴油機(jī)上的推廣應(yīng)用技術(shù)尚不成熟，目前還處于研究、實(shí)驗(yàn)階段。研究甲醇的燃燒特性，用數(shù)值仿真的方法進(jìn)行性能仿真模擬可以較好地全面預(yù)測(cè)內(nèi)
5、燃機(jī)的性能，代替部分發(fā)動(dòng)機(jī)試驗(yàn)，縮短研發(fā)周期，節(jié)約經(jīng)費(fèi)，對(duì)于開(kāi)發(fā)和優(yōu)化甲醇柴油發(fā)動(dòng)機(jī)具有指導(dǎo)意義。GT—PowER軟件是美國(guó)Gam瑚Technolo-螽es公司開(kāi)發(fā)的計(jì)算一維氣體流動(dòng)的商業(yè)軟件，它具有豐富的解析機(jī)能、準(zhǔn)確的物理模型和簡(jiǎn)單而方便的建模方法，適用于對(duì)各種內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行性能仿真，并且得到了廣泛的應(yīng)用u。o。本文利用GT—P0wER仿真軟件建立了燃用M15甲醇柴油燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型，利用該模型對(duì)甲醇柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的性能進(jìn)行了模擬計(jì)算，并通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了模型的正確性。最后研究了壓縮比和供油提前角對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)燃用甲醇柴油動(dòng)力性能
6、和排放性能的影響。1模型的建立本研究以云內(nèi)4100QBzI．柴油機(jī)為研究對(duì)象，主要參數(shù)見(jiàn)表1。甲醇與柴油幾乎不可互溶，為了解決這一問(wèn)題，在配制甲醇柴油時(shí)，添加了一定比例的異辛醇促進(jìn)甲醇與柴油的互溶。41，確保形成的甲醇柴油乳化液在一定作者簡(jiǎn)介：翟旭茂(1986一)，男，碩士研究士，研究方向：主要從事發(fā)動(dòng)機(jī)代用燃料排放與控制研究。26小型內(nèi)燃機(jī)與摩托車(chē)第4l卷的時(shí)期內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)渾濁和分層的現(xiàn)象；同時(shí)添加一定比例的硝酸2一乙基已酯以提高混合燃料的十六烷值，改善其著火性能。表l4100QBzL柴油機(jī)主要參數(shù)項(xiàng)目技術(shù)參數(shù)缸徑×行程
7、／(mxm)l∞×105活塞總排量／L3．298吸氣方式增壓中冷標(biāo)定功率／kw70(3200r·min．1)噴油壓力／MPa24．5±O．49供油提前角／。CA14±2mC燃燒室型式直噴∞型壓縮比17．5噴油泵柱塞直徑／嘲9．0利用GT—PoWER建立仿真模型，包括：迸氣系統(tǒng)、缸內(nèi)系統(tǒng)、增壓器、排氣系統(tǒng)、曲軸箱以及相應(yīng)的邊界條件模型。模型中，新增了甲醇燃料庫(kù)，根據(jù)甲醇特殊的理化性質(zhì)，改進(jìn)了原發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給模型，模型中涉及到的M15甲醇柴油混合燃料的參數(shù)按表2進(jìn)行設(shè)置。表2甲醇柴油混合燃料的理化特性計(jì)算值性能指標(biāo)技術(shù)參數(shù)
8、密度／(kg·m。)(20℃)831．8理論空燃比13．2汽化潛黜(kJ·kg‘1)387十六烷值40．6低熱影(MJ·kg“)38．8表面張力／(mN·m‘1)(20℃)26．3粘度／(mPa·S)(20℃)2．754100QBzL柴油機(jī)燃用M15甲醇柴油混合燃料的仿真模型如圖l所示。圖l4100Q眩L柴油機(jī)模型2
