96-基于gt-power的柴油机配气定时的优化设计[1]

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1、第三届中国CAE工程分析技术年会论文集基于GT-POWER的柴油机配气定时的优化设计朱祎飞李明海（大连交通大学交通运输工程学院，大连，116028）摘要:::理论上一种配气定时只适合:柴油机的一个工况，在其它工况下并不能使柴油机达到最佳性能，本文利用GT-power软件建立柴油机的模型，通过数值模拟计算的方法，分别在低中高三个转速下，对配气定时中影响缸内充气效率最为敏感的角度进行优化设计，得到它们对应的最佳配气定时，为厂家改进提供依据。关键词：GT-POWER;配气定时；敏感系数；优化设计OptimumDesignofValveTiming

2、inDieselEngineBasedonGT-POWERZhuYifei,LiMinghai(DalianJiaotongUniversity,SchoolofTrafficandTransportation,Dalian,116028)Abstract：Onesetofvalvetimingonlyfitoneofdieselengineoperatingconditionstheoretically，itcannotmaketheenginereachingitsbestperformanceatdifferentconditions

3、。ThroughthemethodofnumericalsimulationbytheGT-POWERsoftware，developthemodelofdieselengine，calculateandoptimizetheanglesofvalvetiming,themostsensitivetocylindervolumetricefficiency,atdifferentoperatingconditionsfromhighspeedtolowspeed.Thecalculationresultscanprovidetheoreti

4、cguidanceforoptimaldesignsofdieselengines.Keywords:GT-POWER;valvetiming;sensitivecoefficient;optimumdesign1111前言前言近年来受大气暖化、石油价格上升以及新的排放法规等一系列因数的影响，对柴油机各方面要求是越来越高，要求各柴油机厂家进一步提升现有机型的性能以及能够开发出性能优异新产品，但是传统的实机试验方法，耗财耗力，更不能迅速地掌握新参数对柴油机整机性能的影响，随着计算机技术的发展、各类计算模型和预测模型的不断完善，使得数值模拟计算

5、的方法在内燃机研制和开发中的得到广泛的应用。配气定时直接影响着内燃机的进排气性能，对燃烧过程的好坏起着至关重要的作用，因而对内燃机的动力性、经济性及排气污染都有重要的影响。但是柴油机的配气定时是根据标定工况来确定的，部分负荷运行时,配气正时就很不理想。本文利用GT-POWER软件建立柴油机的模型，并分别在三个转速下，模拟计算不同配气相位对柴油机性能的影响，并通过优化设计的方法，找到对应转速下的最佳配气相位，为厂家改进提供依据。GT-POWER软件是美国GammaTechnologies公司开发的发动机一维/三维气体流动模拟的软件，它可以用于

6、发动机稳态和瞬态的仿真计算，主要功能包括计算发动机扭矩、燃油消耗率，进行燃烧分析、进排气系统的设计分析以及气门和正时的优化设计等。529第三届中国CAE工程分析技术年会论文集2222模型建立模型建立2.2.2.12.111实机参数实机参数GT-POWER建模的原型机是玉柴YC6T柴油机，一些具体的参数见下表：表1YC6T型柴油机参数柴油机型式直列6缸、四冲程吸气方式增压中冷缸径145mm排量16.36冲程165mm额定功率400KW压缩比17最大扭矩2509N·m（1400r/min）进气门开启IVO306°CA进气门关闭IVC608°CA

7、排气门开启EVO86°CA排气门关闭EVC418°CA2.2GT2.2GT-2.2GT---POWERPOWERPOWER对柴油机模型的建立POWER对柴油机模型的建立和校准GT-POWER建立的模型包括进气系统、排气系统、涡轮增压系统、中冷系统、喷油部件、气缸和曲轴箱等。在进行配气相位优化设计以前，必须对模型的准确性进行校准，校准的方式是跟试验数值进行对比，校准的参数包括空气质量流量、燃油质量流量、功率、扭矩以及缸内压力曲线等。图1所列的就是试验值跟模拟计算值的校准对比图，其中缸内压力是指1500rpm时缸内的压力，其余的都是参数随转速变

8、化的对比图，介于篇幅的问题，其他转速下的缸内压力图不再一一列出。图1试验值与计算值的对比图从图上看出，GT-POWER软件能够准确地模拟柴油机运行的状态，该柴油机的模型是可靠的，