發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)工況下的生物柴油排放性能仿真研究.pdf

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1、·發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)工況下的生物柴油排放性能仿真研究·文章編號(hào)：1002-4581(2014)01—0024—04發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)工況下的生物柴油排放性能仿真研究鄧劉瀏，張永輝，孫寧DengLiuliu，ZhangYonghui，SunNing(南京林業(yè)大學(xué)汽車與交通工程學(xué)院，江蘇南京210037)摘要：通過(guò)GT-Power建立了單缸直噴柴油機(jī)模型，并利用其中的PID控制實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定工況的控制。通過(guò)改變噴油提前角和噴孔長(zhǎng)徑比2個(gè)參數(shù)的對(duì)比，研究了生物柴油與柴油的排放性能。仿真結(jié)果表明，使用生物柴油時(shí)其NOx濃度與碳煙濃度均低于柴油，因而其排放性能優(yōu)于柴油。關(guān)鍵詞：

2、柴油機(jī)；GT-Power；生物柴油；排放性能中圖分類號(hào)：U464．172文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A真。在該軟件的控制模塊中，引入了PID控制原0引言理，實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)工況的控制。PID控制器參數(shù)的自動(dòng)調(diào)整是通過(guò)智能化調(diào)整或自校正、自適應(yīng)柴油機(jī)具有較好的經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性等優(yōu)點(diǎn)，算法來(lái)實(shí)現(xiàn)。成為目前汽車發(fā)展的熱門話題。生物柴油作為最重要的清潔原料之一，是最具有發(fā)展前景的柴油1．1發(fā)動(dòng)機(jī)模型的建立替代燃料¨】。同時(shí)我們面臨著石油逐漸減少甚至枯在GT-Power中柴油機(jī)的總體性能由各種工作竭的危機(jī)，因此發(fā)展生物柴油及對(duì)生物柴油的應(yīng)參數(shù)決定，如噴油提前角、進(jìn)排氣溫度、進(jìn)排

3、氣用研究已經(jīng)成為不可阻擋的趨勢(shì)。當(dāng)前已經(jīng)有很壓力等。而這些參數(shù)之間是相互關(guān)聯(lián)的，改變其多學(xué)者開(kāi)展了對(duì)生物柴油的動(dòng)力性、排放性等的中任何一個(gè)參數(shù)的量都會(huì)引起其他參數(shù)的變化。研究【2。4J。伴隨著現(xiàn)代技術(shù)的不斷更新，產(chǎn)品的更同時(shí)這些工作參數(shù)又取決于柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)，新周期不斷縮短，常規(guī)的實(shí)驗(yàn)研究方法已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)如壓縮比、轉(zhuǎn)速、缸徑、供油量、進(jìn)排氣管的結(jié)滿足不了研究工作的需要，尋找更好的研究方法構(gòu)及配氣相位等。任何一個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)的變化又會(huì)已經(jīng)刻不容緩。計(jì)算機(jī)仿真與實(shí)驗(yàn)的結(jié)合有效提引起工作參數(shù)的變化，從而對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的總體性能高了研究進(jìn)度，成為適應(yīng)時(shí)勢(shì)的新型研究方法

4、，有著較為顯著的影響。因而在計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬運(yùn)被廣泛應(yīng)用于各領(lǐng)域[5-7]。對(duì)比生物柴油和柴油下用于柴油機(jī)設(shè)計(jì)之前，為了能夠?qū)Σ裼蜋C(jī)的性能發(fā)動(dòng)機(jī)的各項(xiàng)性能體現(xiàn)生物柴油的優(yōu)越性是本文做出定性的模擬并進(jìn)行一定量的估算，我們不得的主要目的。不對(duì)柴油機(jī)的實(shí)際工作過(guò)程進(jìn)行大量的假設(shè)與簡(jiǎn)化?；贕T-Power構(gòu)建發(fā)動(dòng)機(jī)模型，可實(shí)現(xiàn)不同1模型的建立運(yùn)行參數(shù)下的發(fā)動(dòng)機(jī)性能仿真試驗(yàn)研究。實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ透黜?xiàng)技術(shù)參數(shù)如表1所示。GT-Power是內(nèi)燃機(jī)性能仿真的代表軟件之表1柴油機(jī)基本參數(shù)一，可用于發(fā)動(dòng)機(jī)的性能試驗(yàn)與整機(jī)開(kāi)發(fā)，通過(guò)參數(shù)參數(shù)值其中參數(shù)的設(shè)定實(shí)現(xiàn)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)

5、的仿發(fā)動(dòng)機(jī)形式單缸、臥式、四沖程、水冷缸徑／mm60基金項(xiàng)目：2012年江蘇省大學(xué)生實(shí)踐創(chuàng)新項(xiàng)目(164106861)?！?4·暮一gugugz·發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)工況下的生物柴油排放性能仿真研究·3．3改變噴孔長(zhǎng)徑比對(duì)柴油機(jī)排放性能的影響圖7為改變噴孔長(zhǎng)徑比時(shí)使用柴油及生物柴4結(jié)論油時(shí)其N的變化曲線。圖8為改變噴孔長(zhǎng)徑比時(shí)使用柴油和生物柴1)通過(guò)GT-Power建立了單缸直噴柴油機(jī)模油時(shí)其碳煙的變化曲線。型，并利用其中的PID控制實(shí)現(xiàn)了發(fā)動(dòng)機(jī)穩(wěn)定工況的運(yùn)行，便于實(shí)驗(yàn)研究的順利進(jìn)行。ljGl0Ln]6GT~UITE70a09i7、4NOxConc~tral

6、aon@pro)，PanEn鯽e2)通過(guò)改變噴油提前角和噴孔長(zhǎng)徑比2個(gè)參數(shù)的設(shè)定進(jìn)行對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)排放性能的研究。通過(guò)試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明：在一定范圍改變噴油提前角和噴孔長(zhǎng)徑比能夠改善發(fā)動(dòng)機(jī)的排放性能，使N和碳煙濃度降低。當(dāng)噴油提前角為一15℃A，噴孔長(zhǎng)徑比為6時(shí)，柴油機(jī)排放性能達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)。3)通過(guò)文中各圖生物柴油和柴油的對(duì)比，可明顯發(fā)現(xiàn)：生物柴油的動(dòng)力性和排放性均優(yōu)于柴油?？赏扑]使用生物柴油，既能使汽車的動(dòng)力性得到提升，又能夠達(dá)到優(yōu)化環(huán)境的效果。％————五————i———參考文獻(xiàn)[1]李攀，王賢華，李允超．生物柴油研究現(xiàn)狀及其進(jìn)展[J]．能源圖7No濃度與

7、噴孔長(zhǎng)徑比的關(guān)系曲線與節(jié)能，2012(10)：3卜32，64．[2】范晨陽(yáng)，徐彬，劉亞哲，等．柴油機(jī)燃用生物柴油的經(jīng)濟(jì)性和NewGloup6GTSUITE70DOl3-0177：48排放特性[J]．農(nóng)機(jī)化研究，2013(2)：210—213．SootConcmtrd'．~m(腳n@STP)．e[3]宋俊良，趙富磊，李亞鵬．生物柴油混合燃料對(duì)柴油機(jī)VOC排放的影響[J]．內(nèi)燃機(jī)與配件，2013(4)：26—31．[4]王波，趙玉坤，石慧奇，等．生物柴油微粒排放特性試驗(yàn)研究／Ⅲ試驗(yàn)．測(cè)試，2012(10)：44—51．／[5]t學(xué)光，芮執(zhí)遠(yuǎn)，楊萍．計(jì)算

8、機(jī)仿真現(xiàn)狀及其在制造業(yè)中的應(yīng)／用[J]．機(jī)械研究與應(yīng)用．2000，9(3)：37—39．／[6】熊光楞，王克明，陳斌元，等