柴油机的数字化设计技术.pdf

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1、第32卷第2期’2015年4月内燃机与动力装置I．c．E＆PowerplantV01．32No．2Apr．2015【综合评述】柴油机的数字化设计技术刘云鹏，郭晓平。吴逸超。郑伟，隆武强(大连理工大学能源与动力学院，辽宁大连116000)摘要：柴油机是复杂的能量转换系统，其数字化设计技术涵盖了计算机辅助设计、仿真模拟及可视化等多方面的内容。通过VB界面，调用AutocAD内部的绘图程序以及Matlab／Sim．ulink软件，可以实现柴油机缸内工作过程计算、分析，以及机体cAD绘图的一体化运行。结合数据库技术实现参数和计算结果的存储和读取，使柴油机结构参数

2、优化以及性能分析更加高效。关键词：柴油机；VB界面；Matlab／Simulink；数据库中图分类号：TK422文献标志码：A文章编号：1673—6397(2015)02—0070—04ADigitalDesignTechnologyf．orDieselEnginesuUYun—peng，GUOXiao—ping，WUYi—chao，ZHENGWei，LONGWu—qiang(DalianUniversityofTechnolog)r，Dalian116000，China)Abstract：Adieselengineisacomplicatedenerg

3、yconversiondevice．Thedigitaldesigntech-nologyfbrdieselenginesincludethecomputer—aideddesign，simulation，visualizationandmanyothers．‘11hroughVBinteIfaceandthedrawingpmgraminsideAutoCADandMatlab／Simulinksoft-ware，theintegrationofcylinderworkingprocesscalculation&analysisandtheCADdra

4、wingofthecylinderbodycanbeachieved．Readingdataandresultsthatareinstoredinthedatabasetechnolo—g)rstore，weoptimizedstmctureparametersanddidanalysismoreemeiently．KeyWords：DieselEngine；Inte血ceofVB；Matlab／Simulink；Database引言柴油机是复杂的机电系统，其设计涵盖了流体力学、热力分析、燃烧学、结构动力学、控制理论等多个学科的内容。传统的柴油机设计主要

5、反复设计试验的方法，一个新型柴油机的开发一般需要十年的时间，而且耗费巨大¨』。目前，国际上应用数字化设计方法，在设计阶段前瞻性地对产品进行定量分析，不用再反复进行试验和修改过程，从而提高设计效率，节省研究经费，缩短开发周期。在柴油机数字化设计中，Matlab语言在仿真方面有很大的优势，AutoCAD中的Autolisp能够实现参数化绘图，VB能迅速有效的编制程序界面。若能通过VB实现对Matlab／Simulink和AutoCAD的联合控制，就可将三者的优势充分发挥出来。同时利用数据库技术实现各种参数和计算结果的存储，使设计人员无需深度掌握Matlab／

6、simulink软件以及Autolisp程序语言便可以进行柴油机参数化设计。l柴油机工作过程的建模仿真柴油机工作过程零维模型的建立涉及温度、压力、密度等大量参数以及控制方程的联合求解。直接建模不利于模型分析和修改，本文采用simulink自带的子模型封装功能将柴油机工作过程模型分为基金项目：大学生创新创业训练计划资助作者简介：刘云鹏(1994一)，男，河北保定人，在读本科生，主要专业方向为能源与动力。收稿日期：2015—0l一022015年第2期刘云鹏，等：柴油机的数字化设计技术纯进气、压缩、燃烧、膨胀、气门重叠和纯排气六个子模型。建立此柴油机工作过程模

7、型主要用到的Simu一1ink中的模块有：source中的clock、constant模块，Continuous中的Integrator模块，Function&Tables中的Fcn模块，Signals&System中的Subsystem、Mux、Inl、Out模块，Math中的Product、Gain模块，sink中的scope模块、Toworksapce模块等。将以上模块按照柴油机工作过程数学模型有机地连接起来，就可以得到柴油机工作工程的Simulink模型。图l为利用Matlab／Simulink建立的柴油机燃烧过程模块化模型，图2为仿真结果。p1

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10、／‘fL／≮虱2缸内压力与温度曲线dXl／dca⋯一