增压发动机开发初期的性能模拟计算.pdf

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1、第5卷第7期黑龙江科学V01．5No．72014年7月HEIL0NGJIANGSCIENCEJuly2014增压发动机开发初期的性能模拟计算李灵，段继萍，孙大恒(哈尔滨东安汽车动力股份有限公司，哈尔滨150066)摘要：为评估新开发增压发动机与增压器匹配是否合理，并验证进排气系统关键参数对性能的影响，在增压发动机开发初期通过利用AVLBoost软件建立计算模型，通过各项对比计算，实现对主要零部件的参数优化选择，从而完成发动机性能的初步计算，衡量开发目标的可行性。本研究主要介绍应用Boost软件对增压发动机

2、性能模拟计算模型的建立和对性能产生主要影响的零部件设计参数的优化，从而评估该项目的预期情况。关键词：增压发动机：Boost模型；优化；开发目标中图分类号：TK442文献标志码：B文章编号：1674—8646(2014)07—0298—02随着汽车产业的高速发展以及带来的环境污染问题的日趋在Boost模拟计算时需要输入摩擦损失，发动机的摩擦损严重，国家强制性油耗及排放法律法规日趋加严，国内汽车市场失是直接影响发动机性能的参数，其准确性将直接影响发动机竞争形势也越来越激烈，从而促进发动机综合技术水平在不断模型

3、的输出准确性。提高。涡轮增压技术能够提升发动机性能，降低油耗和排放，已通过发动机燃烧分析试验，测得各转速的缸内压力，计算出经成为实现发动机节能环保的主流技术，各发动机生产企业广准确的平均指示压力(IMEP)，由测得的输出功率计算出平均有泛应用。效压力(BMEP)，通过公式FMEP=IMEP—BMEP，准确地计算在开发增压发动机初期，根据产品特点、市场定位、同类产出FMEP。品性能指标等依据，制定增压发动机开发工程目标。应用各种软2．2燃烧拳数确定件平台进行发动机各项性能指标模拟计算是缩短开发周期、明当发动

4、机结构参数确定后，汽缸压力变化特性主要由燃烧确设计方向简捷有效的办法。规律所决定，而燃烧放热规律强烈影响平均有效压力、比油耗、1增压发动机计算模型建立理念最高燃烧压力等性能指标。通过试验获得了发动机各转速的缸在增压发动机概念设计阶段，利用AVLBoost软件进行性内爆发压力曲线、平均有效压力(BMEP)，点火提前角和过量空能模拟计算。建立增压发动机Boost模型，进行增压器匹配和进气系数等参数。利用AVLBoost软件的Burn模块，求得全负荷排气系统设计参数优化计算，预测发动机是否能够达到开发目各转速已

5、燃质量百分比、燃烧始点、燃烧持续期和形状参数。标。计算思路是首先标定现有的MPI发动机Boost模型，然后2．3缸盖气道流量确定建立增压发动机模型，进行增压器匹配、进排气系统优化，从而通过气道流量试验台对发动机缸盖进行气道流量试验，获对增压发动机进行性能预测。得了准确的气道流量数据。主要工作包含以下几方面：2．4其他参数设定根据燃烧分析、缸盖气道流量试验和性能试验等结果对发进排气系统阻力参照实际台架试验测试值进行标定。进气动机Boost模型进行标定，并验证模型准确性。然后在此基础上歧管、排气歧管、凸轮型线

6、、配气相位等参数参照图纸设定。建立增压发动机Boost模型，并以基础机型为基准进行进排气缸内传热模型采用Woschni1978模型，气道传热模型选系统优化计算。如：增压发动机性能初步计算、进气歧管优化、进取Zapf模型。传热模型的参数中初始活塞顶表面温度、汽缸盖气引导管优化、中冷器出口温度计算、排气歧管不同方案对比计燃烧室表面温度、汽缸套表面温度、进排气道温度、排气系管路算、配气相位优化、节气门体喉口直径优化等。壁面温度等参数按照相似的发动机模型给出。2增压发动机计算模型的建立2．5模型的验证增压发动机计

7、算模型是以MPI基础机型作为Boost模型计算发动机的性能，并与原试验数据进行对比，3500rpm性基础，增加涡轮增压器和中冷器以及相应连接管路等零部件建能相对误差较大，误差为6％，其余转速功率，扭矩最大误差在立的。为了获得准确的计算模型，根据发动机燃烧分析试验、性3％以内。2000rpm和3500rpm燃油消耗率误差较大，误差分别能试验以及缸盖气道流量试验结果对Boost模型进行标定。为8．4％和一7．1％，其余转速燃油消耗率最大误差在5％以内。2．1摩擦参数确定证明发动机模型是准确的。以此模型的基础上

8、建立增压发298