发动机稳态工况下的生物柴油排放性能仿真研究.pdf

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1、·发动机稳态工况下的生物柴油排放性能仿真研究·文章编号：1002-4581(2014)01—0024—04发动机稳态工况下的生物柴油排放性能仿真研究邓刘浏，张永辉，孙宁DengLiuliu，ZhangYonghui，SunNing(南京林业大学汽车与交通工程学院，江苏南京210037)摘要：通过GT-Power建立了单缸直喷柴油机模型，并利用其中的PID控制实现了稳定工况的控制。通过改变喷油提前角和喷孔长径比2个参数的对比，研究了生物柴油与柴油的排放性能。仿真结果表明，使用生物柴油时其NOx浓度与碳烟浓度均低于柴油，因而其排放性能优于柴油。关键词：

2、柴油机；GT-Power；生物柴油；排放性能中图分类号：U464．172文献标志码：A真。在该软件的控制模块中，引入了PID控制原0引言理，实现发动机稳态工况的控制。PID控制器参数的自动调整是通过智能化调整或自校正、自适应柴油机具有较好的经济性、动力性等优点，算法来实现。成为目前汽车发展的热门话题。生物柴油作为最重要的清洁原料之一，是最具有发展前景的柴油1．1发动机模型的建立替代燃料¨】。同时我们面临着石油逐渐减少甚至枯在GT-Power中柴油机的总体性能由各种工作竭的危机，因此发展生物柴油及对生物柴油的应参数决定，如喷油提前角、进排气温度、进排

3、气用研究已经成为不可阻挡的趋势。当前已经有很压力等。而这些参数之间是相互关联的，改变其多学者开展了对生物柴油的动力性、排放性等的中任何一个参数的量都会引起其他参数的变化。研究【2。4J。伴随着现代技术的不断更新，产品的更同时这些工作参数又取决于柴油机的结构参数，新周期不断缩短，常规的实验研究方法已经远远如压缩比、转速、缸径、供油量、进排气管的结满足不了研究工作的需要，寻找更好的研究方法构及配气相位等。任何一个结构参数的变化又会已经刻不容缓。计算机仿真与实验的结合有效提引起工作参数的变化，从而对发动机的总体性能高了研究进度，成为适应时势的新型研究方法

4、，有着较为显著的影响。因而在计算机数值模拟运被广泛应用于各领域[5-7]。对比生物柴油和柴油下用于柴油机设计之前，为了能够对柴油机的性能发动机的各项性能体现生物柴油的优越性是本文做出定性的模拟并进行一定量的估算，我们不得的主要目的。不对柴油机的实际工作过程进行大量的假设与简化。基于GT-Power构建发动机模型，可实现不同1模型的建立运行参数下的发动机性能仿真试验研究。实验模型各项技术参数如表1所示。GT-Power是内燃机性能仿真的代表软件之表1柴油机基本参数一，可用于发动机的性能试验与整机开发，通过参数参数值其中参数的设定实现对发动机稳态和瞬态

5、的仿发动机形式单缸、卧式、四冲程、水冷缸径／mm60基金项目：2012年江苏省大学生实践创新项目(164106861)。·24·暮一gugugz·发动机稳态工况下的生物柴油排放性能仿真研究·3．3改变喷孔长径比对柴油机排放性能的影响图7为改变喷孔长径比时使用柴油及生物柴4结论油时其N的变化曲线。图8为改变喷孔长径比时使用柴油和生物柴1)通过GT-Power建立了单缸直喷柴油机模油时其碳烟的变化曲线。型，并利用其中的PID控制实现了发动机稳定工况的运行，便于实验研究的顺利进行。ljGl0Ln]6GT~UITE70a09i7、4NOxConc~tral

6、aon@pro)，PanEn鲫e2)通过改变喷油提前角和喷孔长径比2个参数的设定进行对发动机排放性能的研究。通过试验数据表明：在一定范围改变喷油提前角和喷孔长径比能够改善发动机的排放性能，使N和碳烟浓度降低。当喷油提前角为一15℃A，喷孔长径比为6时，柴油机排放性能达到最优状态。3)通过文中各图生物柴油和柴油的对比，可明显发现：生物柴油的动力性和排放性均优于柴油。可推荐使用生物柴油，既能使汽车的动力性得到提升，又能够达到优化环境的效果。％————五————i———参考文献[1]李攀，王贤华，李允超．生物柴油研究现状及其进展[J]．能源图7No浓度与

7、喷孔长径比的关系曲线与节能，2012(10)：3卜32，64．[2】范晨阳，徐彬，刘亚哲，等．柴油机燃用生物柴油的经济性和NewGloup6GTSUITE70DOl3-0177：48排放特性[J]．农机化研究，2013(2)：210—213．SootConcmtrd'．~m(脚n@STP)．e[3]宋俊良，赵富磊，李亚鹏．生物柴油混合燃料对柴油机VOC排放的影响[J]．内燃机与配件，2013(4)：26—31．[4]王波，赵玉坤，石慧奇，等．生物柴油微粒排放特性试验研究／Ⅲ试验．测试，2012(10)：44—51．／[5]t学光，芮执远，杨萍．计算

8、机仿真现状及其在制造业中的应／用[J]．机械研究与应用．2000，9(3)：37—39．／[6】熊光楞，王克明，陈斌元，等