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基于GT-Power的二甲基醚(DME)发动机性能仿真研究
| 论文题名： | 基于GT-Power的二甲基醚(DME)发动机性能仿真研究 |
| 关键词： | 二甲基醚;汽车发动机;燃油消耗率;数值仿真 |
| 摘要： | 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。发展新的清洁能源，尤其是符合我国能源资源特点的汽车代用燃料已迫在眉睫。二甲基醚(DME)是一种新型的、清洁的柴油机替代燃料。由于二甲基醚特殊物化特性，能够实现高效低污染燃烧，并改善我国的能源结构，近年来日益受到人们的重视。使用燃烧二甲基醚的发动机的城市公交车特别有利，不但满足公交车频繁起停需要的好的低速扭矩特性，而且可使实现清洁的无烟燃烧。二甲基醚(DME)应用前景明朗，但应用技术尚不成熟，目前二甲基醚在柴油机上进行推广应用还处于研究、实验阶段。研究二甲基醚的燃烧特性，用数值仿真的方法进行性能仿真模拟可以较好的全面预测内燃机的性能，代替部分发动机试验，缩短研发周期，节约经费，对于开发和优化二甲基醚发动机具有指导意义。 本文利用GT-Power仿真软件建立了一个燃用二甲基醚燃料的发动机仿真模型。在该软件中新增了二甲基醚(DME)燃料库，根据二甲基醚特殊的理化性质，改进了原发动机的燃料供给和喷射系统模型，建立了燃用二甲基醚的发动机仿真分析平台。利用该平台较为系统的研究了包括喷油提前角、喷孔数量及直径等在内的发动机技术参数，以及二甲基醚燃料成分甲醇含量对发动机燃用二甲基醚时动力性能和排放性能的影响。 研究发现，在改进发动机燃料供给和喷射系统参数后，发动机燃用二甲基醚时的动力性和燃用柴油相比，两者低速扭矩相近，但中、高速时的扭矩提高约30％，功率提高约20％；燃用二甲基醚时的最高爆发压力、最大压力升高率均比柴油低，同时，NOx排放显著下降，降幅达到了35％以上，HC排放也下降，但CO排放略有升高，特别是二甲基醚发动机在各运转工况下的碳烟排放为零。另外，二甲基醚燃料中甲醇的含量对燃油消耗率和NOx的排放产生一定影响，20％甲醇含量比5％甲醇含量的燃油消耗率升高约10％，而NOx的排放下降约15％。研究结果表明发动机燃用二甲基醚在动力性方面可以达到原机标准，且在排放性方面，对于柴油机的主要污染物NOx和碳烟，与原机相比燃用二甲基醚时有较大幅度的降低。所以二甲基醚发动机研究与开发具有广阔的应用前景，本文建立的二甲基醚发动机仿真研究平台对快速开发二甲基醚发动机具有重要的作用。 |
| 作者： | 孙朕 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 邵毅明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2010 |
| 正文语种： | 中文 |
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