小排量赛车发动机涡轮增压匹配计算及性能预测.pdf

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1、万方数据第43卷第2期2014年4月小型内燃机与摩托车SMALLIN7rERNALCOMBUS’nONENGINEANDMOTORCYCLEV01．43No．2Apr．2014·设计·计算·小排量赛车发动机涡轮增压匹配计算及性能预测王达钱丁超(吉林大学汽车工程学院吉林长春130000)摘要：遵照大学生方程式汽车大赛的有关规则，以某款0．6L汽油发动机为原型，经理论计算对涡轮增压器进行了选型。并应用GT—Power软件建立了发动机一维仿真模型，增加了进气限制器、涡轮增压器、中冷器和排气泄压阀等部分，进行了发动机和涡轮增压器的匹配计算与性能预测，结果表明二者匹配良好、达到了性能目标

2、。此外，还针对规则要求加装了进气限制器，分析了该进气限制器对涡轮增压发动机的影响。最后，通过发动机台架试验获得发动机外特性曲线，验证了增压器与发动机匹配良好，仿真结果与台架试验结果基本相符。关键词：方程式赛车涡轮增压匹配性能预测中图分类号：U464．17l文献标识码：A文章编号：167l一0630(2014)02—000l一06Turbocha呼ngMatclIingCalcIdationandPe响珊撇ePremcti蚰ofaSmallDisplac哪entRaceCarEn酉ne呐Da．Qi柚Ⅸngch舯CoUegeofAutomotiveEngineering，Jilin

3、Unive瑙ity(Changchun，Jilin，1300010，China)Ab删：hltllispaper，anatur矗Uy鼬p池tedO．6Lga舳lineen舀new酷mod釜edtoaturbocha哂ngen舀neaccordingtotllemles0fFomnllaSAE．Al-DGT·Powermodeloft11isen西new船builtinwhichintakerestric—tor，tutbocharger，interc00ler粕dw聃tegatewer{eadded．Thematchingcalcul8tionandperfbnn舳cepred

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5、涡轮增压技术是赛车提高动力性能的重要手段，也是汽车运动领域近年的发展趋势⋯。在世界拉力锦标赛、世界房车锦标赛、勒芒24小时耐力赛等世界级汽车赛事上，采用涡轮增压技术的赛车均已成为主流。中国房车赛和中国拉力锦标赛也为采用涡轮增压技术的赛车成立了专门的比赛组别。近年来国际上对赛车发动机的涡轮增压技术进行了一系列研究，如文献【21通过数值计算的方法优化涡轮增压赛车的动力响应，文献∞1介绍了涡轮增压赛车发动机的进排气设计，文献H1对比了某赛车发动机在自然吸气、机械增压和涡轮增压下的性能。本文遵照大学生方程式汽车大赛的比赛规则，针对某款0。6L涡轮增压发动机的开发，进行了涡轮增压器的选型

6、，通过GT—Power软件对发动机和涡轮增压器进行了匹配计算和性能预测，并分析了规则要求的进气限制器对涡轮增压发动机的影响。作者简介：王达(1988一)，男，博士研究生，主要研究新能源汽车动力总成和赛车动力学。万方数据2小型内燃机与摩托车第43卷1增压器选型1．1相关规则与原型发动机基本参数中国大学生方程式汽车大赛的比赛规则对发动机提出了以下要求：1)发动机必须为往复活塞式汽油发动机；2)发动机排量不得超过610mL；3)发动机的所有进气必须流经一个内径不超过20mm的进气限制器；4)允许使用机械增压器或涡轮增压器，压气机必须布置在进气限制器之后。本研究选用一台排量为O．6L的

7、直列四缸汽油发动机作为原型发动机，其主要参数如表1所示。表1原型发动机主要参数气缸数和排列形式直列4缸缸径×冲程／(mm×mm)67．0×42．5压缩比12．0：1配气系统形式双顶置凸轮轴每缸4气门进气早开角／。CA22进气迟关角／。cA43排气早开角／。CA40排气迟关角／。CA5供油形式多点电喷1．2目标性能参数的确定进气限制器是汽车运动中常见的功率限制手段，赛事管理者通过对赛车设置进气限制器，控制了发动机进气的最大质量流量，从而限制了最大功率，以提高比赛的安全性和观赏性∞J。按照大学生