E28乙醇燃料對發(fā)動(dòng)機性能影響仿真計算

第44卷第3期小型內燃機與車(chē)輛技術(shù)Vol. 44 No. 32015年6月SMALL INTERNAL COMBUSTION ENGINE AND VEHICLE TECHNIQUEJun. 2015●設計.計算.E28乙醇燃料對發(fā)動(dòng)機性能影響仿真計算王丹徐彩妮梁稱(chēng)邦(上汽通用五菱汽車(chē)股份有限公司廣西柳州545007)摘要:利用GT- Power軟件對發(fā)動(dòng)機使用E28乙醇汽油后對發(fā)動(dòng)機性能進(jìn)行分析，對比出兩種燃料使用后的發(fā)動(dòng)機功率、扭矩及燃油經(jīng)濟性的變化。分析結果表明,使用E28乙醇汽油在優(yōu)化空燃比及點(diǎn)火提前角后,動(dòng)力性可提升2.8%,燃料消耗量增大10%。關(guān)鍵詞:乙醇汽油空燃比點(diǎn)火提前角中圖分類(lèi)號: TK411.71文獻標識碼: A文章編號:2095-8234(2015)03- 0056 -04The Simulation of the Effect of E28 EthanolGasoline on Engine PerformanceWang Dan, Xu Caini, Liang ChengbangSAIC GM Wuling Automobile Co., Ltd. (Liuzhou, Guangxi, 545007, China)Abstract: Analyzing the engine performance after feeding E28 ethanol gasoline by GT-Power software, wecompared the changing of engine power, torque and BSFC by feeding two different fuels. And the resultsshow that the power performance will be promoted by 2.8% and BSFC will be promoted by 10% byoptimizing air-fuel ratio and spark advance angle.Keywords: Ethanol gasoline, Air- -fuel ratio, Spark advance angle油是烴類(lèi)燃料,而醇類(lèi)是烴基和羥基組成的化合物。引言這就從化學(xué)性質(zhì)上決定了醇類(lèi)可以作為內燃機的代隨著(zhù)汽車(chē)工業(yè)的發(fā)展，尾氣造成的環(huán)境污染問(wèn)用燃料。乙醇與汽油的理化性質(zhì)差異主要表現如表1題越來(lái)越突出,同時(shí)石油的供給量也逐漸短缺,使用所示。乙醇燃料成為解決石油短缺的一種方法。 乙醇的抗表1乙醇和汽油化學(xué)特性比較"爆性比較好,能獲得同汽油同等的動(dòng)力性,并且使用燃料類(lèi)型汽油低濃度乙醇汽油時(shí),對發(fā)動(dòng)機改動(dòng)較小,所以乙醇燃化學(xué)表達式CH2OHH:C= 1.85-1.95:1料成為替代能源中倍受重視的一一種。密度/(kg*m)0.790.715-0.765導電性(S.m")1.35x10-1x 10-2低濃度的乙醇汽油對現有的發(fā)動(dòng)機改動(dòng)較少,蒸發(fā)潛熱/(KJ-kg")923349, 380-~500只需更改密封件及電噴件適應乙醇汽油，并對發(fā)動(dòng)低熱值(M].kg")26.842.7機乙醇汽油適應性標定。因巴西市場(chǎng)現使用的低濃理論空燃比9度乙醇汽油普遍為E18~E28，所以本文利用GT-RO88~100Power軟件研究E28乙醇燃料對發(fā)動(dòng)機功率、扭矩及抗暴震指數99.180~-90燃料消耗的影響1-2。蒸汽壓(kPa@38C)15.948~103沸點(diǎn)/C7825-2151乙醇和汽油化學(xué)特性比較乙醇在中國煤化工,對汽車(chē)燃料系乙醇是- -種無(wú)色透明、易揮發(fā)、易燃的液體。汽統的許多金&MYHCNMHG銅、鐵、鋁、鉛、作者簡(jiǎn)介:王丹( 1984-),女,碩士,工程師,研究方向為發(fā)動(dòng)機產(chǎn)品開(kāi)發(fā)及新能源技術(shù)應用。.第3期王丹等:E28乙醇燃料對發(fā)動(dòng)機性能影響仿真計算57鎂鋅及它們的許多合金,且乙醇含量越高,腐蝕性動(dòng)機的實(shí)際運行工況及環(huán)境有差異。越大;另外，乙醇汽油對橡膠部件有一定的溶脹作3仿真結果分析用,可導致后者產(chǎn)生溶脹軟化、龜裂進(jìn)而失效,對塑料件也有類(lèi)似的作用。所以使用乙醇燃料時(shí),需要更3.1發(fā)動(dòng)機性能對比改發(fā)動(dòng)機的金屬材料和選擇合適的橡膠或塑料材料發(fā)動(dòng)機扭矩、功率及燃油消耗量如圖4~6所示。作為燃料系統部件39。50 r2模型搭建402.1 模型建立30|原型機為某--企業(yè)的1.5L四缸自然吸氣發(fā)動(dòng)20|機,其主要技術(shù)參數如表2所示,利用GT-Power軟客10|十計算件進(jìn)行仿真,模型建立如圖1所示。士試驗00↑1000 1800 2600 3400 4200 5000 5800轉速/(r*min' )圖2扭矩仿真值 與試驗值對比曲線(xiàn)L118]90廠(chǎng)3070|60|哥50|七試驗20轉速/(r*min')圖3功率仿真值 與試驗值對比曲線(xiàn)10士汽油.圖1 GT-power 模型甘E2800表2發(fā)動(dòng)機的主要 技術(shù)參數缸徑/mm74.7行程/mm84.7轉速/(rmin~")排量/L1.485圖4扭矩對比曲線(xiàn)( E28vs汽油)最大功率/W78由圖4和圖5可以看出，在原機標定數據不變最大扭矩/(N.m)139的情況下,發(fā)動(dòng)機使用E28乙醇汽油后,發(fā)動(dòng)機功率壓縮比10.2:1及扭矩變化不大,增加幅度在1%~2%之間。這是因汽油牌號93#標準汽油為乙醇的熱值低于汽油，同等量的乙醇產(chǎn)生的能量2.2 模型標定低于汽油,但Z醇每再子今縣比海沖多,乙醇和汽油中國煤化工利用原型機的試驗數據對模型進(jìn)行標定，模擬混合后,使日于乙醇的汽化得出的發(fā)動(dòng)機功率扭矩與試驗值趨勢一致。 模擬值潛熱比較高YHLC NMHG.提高了充氣效.與試驗值有差異，主要是因為模擬工況及環(huán)境與發(fā)率,從而提升發(fā)動(dòng)機的動(dòng)力性,所以在使用E28乙醇.5小型內燃機與車(chē)輛技術(shù)第44卷9(8(6(三60|哥s0士汽油B 40+E28士E282(+ E28優(yōu)化空燃比1000 1800 2600 3400 4200 5000 5800轉速/(r*min~')圖8功率對比曲線(xiàn)( 調整空燃比)轉速/(r*min")圖5功率對比曲線(xiàn)( E28vs汽油)36060340七E28320↑30020|28000)260+汽油十E28轉速/(r*min"' )240圖9 BSFC 對比曲線(xiàn)(調整空燃比)1000 1800 2600 3400 4200 5000 580(圖6 BSFC對比曲線(xiàn)( E28vs汽油)耗量如圖10~12所示。145汽油后發(fā)動(dòng)機的功率和扭矩變化不大。由圖6可以140135看出,使用E28乙醇汽油后,燃油消耗量提升了10%v|~11%,主要也是因為乙醇汽油的熱值低,產(chǎn)生同樣12512的動(dòng)力需要消耗比汽油多的乙醇汽油。量1151110|45廠(chǎng)+ E2840105十E28 49+空燃比“1000 1800 2600 3400 4200 5000 5800130|轉速/(r. min~)120圖10扭矩對比曲線(xiàn)(調整點(diǎn)火提前角和空燃比)路115.ns十E28優(yōu)化空燃比三6哥5圖7扭矩對比曲線(xiàn)(調整空燃比)卡43(3.2 空燃比優(yōu)化20士E28 4°+ E28 49+空燃比因乙醇的空燃比小于汽油，在發(fā)動(dòng)機標定時(shí)需要調整空燃比以獲得更好的動(dòng)力性和經(jīng)濟性，調整轉速/(r*min')后的扭矩,功率及燃油消耗量見(jiàn)圖7.8和圖9。調整圖11功率對 比曲線(xiàn)(調整點(diǎn)火提前角和空燃比)空燃比后，使用E28乙醇汽油輸出的功率和扭矩幾由乙醇與汽油的化學(xué)特性比較可以看出，乙醇乎沒(méi)有變化，這是因為原型機為了獲得較低的排放汽化潛熱大,使混合氣的溫度較低,滯燃期較長(cháng),燃溫度,使用比較濃的油氣混合氣,即原型機空燃比較燒比較平穩緩慢。為了進(jìn)一步得到更好的動(dòng)力性和低。由圖9可以看出,調整空燃比后,燃油消耗量比經(jīng)濟性,需要對發(fā)動(dòng)機適當調整點(diǎn)火提前角，通過(guò)分未調整前降低1%~1.5%。析在原型機中國煤化工40,點(diǎn)火提前3.3 點(diǎn)火提前角優(yōu)化角調整后,由MYHC N M H G,相對于標定優(yōu)優(yōu)化點(diǎn)火提前角后發(fā)動(dòng)機扭矩、功率及燃油消化前,功率、扭矩都提升0.8%~2.7% ,燃油消耗量增.