基于GT-POWER的甲醇柴油发动机性能仿真.pdf

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1、第4l卷第3期2012年6月小型内燃机与摩托车SMAI工INTERNALCOMBUS7Ⅱ0NENGINEANDMOTORCYCLEV01．4lNo．3Jun．2012基于GT—PowER的甲醇柴油发动机性能仿真翟旭茂张翠平李玉娟冯星(太原理工大学机械工程学院山西太原030024)摘要：以4100QBzL增压中冷柴油机结构参数为基础，利用GT—PowER软件建立了柴油机燃用M15甲醇柴油混合燃料的仿真模型，通过试验验证了模型的正确性，并从压缩比和供油提前角两个方面对发动机进行性能分析、对比。关键词：甲醇柴油GT—P0wER

2、模拟计算中图分类号：TK421文献标识码：A文章编号：1671一0630(2012)03—0025～05ThePerfIomanceSimlllation0fMethanolandDieselEngineBasedonGT—POWERzhaix咖ao，zh釉gClliping。LiYujuan，Feng)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引言我国汽车工业的发展正面临着日益严峻的能源供应和环境保护双重压力，寻求代用燃料和降低汽车尾气污染物排放具有重大的现实意义。甲醇作为内燃机最有发展前景的代用燃料之一，可以很好地解决这一问题。但甲醇在柴油机上的推广应用技术尚不成熟，目前还处于研究、实验阶段。研究甲醇的燃烧特性，用数值仿真的方法进行性能仿真模拟可以较好地全面预测内

5、燃机的性能，代替部分发动机试验，缩短研发周期，节约经费，对于开发和优化甲醇柴油发动机具有指导意义。GT—PowER软件是美国Gam瑚Technolo-螽es公司开发的计算一维气体流动的商业软件，它具有丰富的解析机能、准确的物理模型和简单而方便的建模方法，适用于对各种内燃机进行性能仿真，并且得到了广泛的应用u。o。本文利用GT—P0wER仿真软件建立了燃用M15甲醇柴油燃料的发动机仿真模型，利用该模型对甲醇柴油发动机的性能进行了模拟计算，并通过试验验证了模型的正确性。最后研究了压缩比和供油提前角对发动机燃用甲醇柴油动力性能

6、和排放性能的影响。1模型的建立本研究以云内4100QBzI．柴油机为研究对象，主要参数见表1。甲醇与柴油几乎不可互溶，为了解决这一问题，在配制甲醇柴油时，添加了一定比例的异辛醇促进甲醇与柴油的互溶。41，确保形成的甲醇柴油乳化液在一定作者简介：翟旭茂(1986一)，男，硕士研究士，研究方向：主要从事发动机代用燃料排放与控制研究。26小型内燃机与摩托车第4l卷的时期内不会出现浑浊和分层的现象；同时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，改善其着火性能。表l4100QBzL柴油机主要参数项目技术参数缸径×行程

7、／(mxm)l∞×105活塞总排量／L3．298吸气方式增压中冷标定功率／kw70(3200r·min．1)喷油压力／MPa24．5±O．49供油提前角／。CA14±2mC燃烧室型式直喷∞型压缩比17．5喷油泵柱塞直径／嘲9．0利用GT—PoWER建立仿真模型，包括：迸气系统、缸内系统、增压器、排气系统、曲轴箱以及相应的边界条件模型。模型中，新增了甲醇燃料库，根据甲醇特殊的理化性质，改进了原发动机的燃料供给模型，模型中涉及到的M15甲醇柴油混合燃料的参数按表2进行设置。表2甲醇柴油混合燃料的理化特性计算值性能指标技术参数

8、密度／(kg·m。)(20℃)831．8理论空燃比13．2汽化潜黜(kJ·kg‘1)387十六烷值40．6低热影(MJ·kg“)38．8表面张力／(mN·m‘1)(20℃)26．3粘度／(mPa·S)(20℃)2．754100QBzL柴油机燃用M15甲醇柴油混合燃料的仿真模型如图l所示。图l4100Q眩L柴油机模型2