基于gtpower的车用汽油机动力性能优化

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1、硕士学位论文摘要汽油机换气过程的好坏，直接影响发动机的动力性、燃油经济性及排放性能。本文通过优化汽油机的进气系统管道长度、谐振腔容积、凸轮型线及加装可变配气装置来改善换气过程，提高全负荷工况点的输出转矩，从而改善发动机的动力性能。本研究首先应用发动机一维模拟软件(3T-Power建立了某四缸车用汽油机工作过程的计算分析模型，计算分析了进、排气系统管道长度及谐振腔容积变化对进气管道内压力波动、充气效率的影响，总结得出了影响规律，在该规律的指导下，优化了进气系统管道长度及谐振腔容积。计算结果表明：优化进气

2、系统后发动机的中、高转速区域的动力性能得到了较大改善，但对发动机低转速的动力性能的改善作用不大。原发动机采用的是传统的配气机构，其配气相位不能随发动机的工况变化而做出相应的改变，这使得发动机低转速无法充分利用进气管道内的波动效应来提高充气效率。因此，本文在分析典型可变配气相位的机构特点，剖析配气相位中影响发动机性能的各种可变因素的基础上，确定了基于凸轮轴调相的可变配气相位的结构方案，提出了在该发动机上实施基于凸轮轴调相原理的可变配气相位技术应用方案。计算分析结果表明，采用可变配气相位技术可以较大幅度的

3、提高发动机低转速、高转速的动力性能，也进一步验证了实施可变配气相位技术的可行性及优越性。为了进一步提高发动机的动力性能，本研究对原发动机的凸轮型线的丰满度及缓冲段进行了优化。计算结果表明，优化凸轮型线后，发动机的充气效率得到了进一步提高，泵气损失有所减少，从而进一步改善了发动机的动力性能。在优化了该发动机的进气系统管道长度、谐振腔容积、凸轮型线及加装可变配气装置后，发动机的动力性能得到了较大幅度的提高，最大功率达到了94．32kW／5750r／min，最大扭矩达到了167．54N·m／4000r／ra

4、in，分别比原机提高了8．29％、5．90％，达到了厂家所期望的水平。关键词：汽油机；进排气系统；可变气门正时；性能优化II基于GT-POWER的车用汽油机动力性能优化AbstractThegasexchangeprocessdirectlyinfluencesonthepower,fueleconomyandemissionsoffourstrokegasolineengines．Thisthesisdescribeshowtoimproveenginefullloadperformancebyop

5、timizingtheintakesystempipelength，resonance-cavityvolume，thecamprofileandadoptingaVariableValveTiming(VVT)system．Atthefirst，theengineperformancesimulationmodelissetupintheGT-Power，whichiscalibratedagainsttheexperimentaldata，andusedfortheanalysisoftheinf

6、luencesoftheintakesystemlength，exhaustsystemlengthandresonance-cavityvolumeonthefullloadperformance．Designsuggestionsarerecommendedbasedonthesimulationresults．Thenfullloadperformancesareoptimizedviavaryingthelengthoftheintakesystempipesandthevolumeofthe

7、resonance-cavitybasedonthedesignsuggestions．Thesimulationresultsprovethatthedynamicperformanceofthe4-cylindergasolineengineisgreatlyimprovedthroughtheoptimizationoftheintakesystem．Sincetheoriginalengineadoptsatraditionalvalvetrain，thevalvetimingcan’tcha

8、ngewiththeengineoperatingconditions．Thismakestheengineunabletoutilizethewaveeffectoftheintakesystemtoimprovethevolumetricefficiencyatthelowspeeds．Therefore，thisthesisanalyzesthepracticalapplicationtechtechniqueasthevariablevalvet