基于GT-Power的二甲基醚(DME)發(fā)動(dòng)機(jī)性能仿真研究.pdf

1、我國汽車工業(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。發(fā)展新的清潔能源，尤其是符合我國能源資源特點(diǎn)的汽車代用燃料已迫在眉睫。二甲基醚(DME)是一種新型的、清潔的柴油機(jī)替代燃料。由于二甲基醚特殊物化特性，能夠?qū)崿F(xiàn)高效低污染燃燒，并改善我國的能源結(jié)構(gòu)，近年來日益受到人們的重視。使用燃燒二甲基醚的發(fā)動(dòng)機(jī)的城市公交車特別有利，不但滿足公交車頻繁起停需要的好的低速扭矩特性，而且可使實(shí)現(xiàn)清潔的無煙燃燒。二甲基醚(DME)應(yīng)用前景明朗，但

2、應(yīng)用技術(shù)尚不成熟，目前二甲基醚在柴油機(jī)上進(jìn)行推廣應(yīng)用還處于研究、實(shí)驗(yàn)階段。研究二甲基醚的燃燒特性，用數(shù)值仿真的方法進(jìn)行性能仿真模擬可以較好的全面預(yù)測內(nèi)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)，對于開發(fā)和優(yōu)化二甲基醚發(fā)動(dòng)機(jī)具有指導(dǎo)意義。
　　 本文利用GT-Power仿真軟件建立了一個(gè)燃用二甲基醚燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)仿真模型。在該軟件中新增了二甲基醚(DME)燃料庫，根據(jù)二甲基醚特殊的理化性質(zhì)，改進(jìn)了原發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料供給和噴射

3、系統(tǒng)模型，建立了燃用二甲基醚的發(fā)動(dòng)機(jī)仿真分析平臺(tái)。利用該平臺(tái)較為系統(tǒng)的研究了包括噴油提前角、噴孔數(shù)量及直徑等在內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)參數(shù)，以及二甲基醚燃料成分甲醇含量對發(fā)動(dòng)機(jī)燃用二甲基醚時(shí)動(dòng)力性能和排放性能的影響。
　　 研究發(fā)現(xiàn)，在改進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)燃料供給和噴射系統(tǒng)參數(shù)后，發(fā)動(dòng)機(jī)燃用二甲基醚時(shí)的動(dòng)力性和燃用柴油相比，兩者低速扭矩相近，但中、高速時(shí)的扭矩提高約30％，功率提高約20％；燃用二甲基醚時(shí)的最高爆發(fā)壓力、最大壓力升高率均比柴油低，同

4、時(shí)，NOx排放顯著下降，降幅達(dá)到了35％以上，HC排放也下降，但CO排放略有升高，特別是二甲基醚發(fā)動(dòng)機(jī)在各運(yùn)轉(zhuǎn)工況下的碳煙排放為零。另外，二甲基醚燃料中甲醇的含量對燃油消耗率和NOx的排放產(chǎn)生一定影響，20％甲醇含量比5％甲醇含量的燃油消耗率升高約10％，而NOx的排放下降約15％。研究結(jié)果表明發(fā)動(dòng)機(jī)燃用二甲基醚在動(dòng)力性方面可以達(dá)到原機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，且在排放性方面，對于柴油機(jī)的主要污染物NOx和碳煙，與原機(jī)相比燃用二甲基醚時(shí)有較大幅度的降低。所