汽车发动机缸内工作循环过程仿真.pdf

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1、第29卷第10期计算机仿真2012年10月文章编号：1006—9348(2012)10—0327—04汽车发动机缸内工作循环过程仿真冯镇1，马建1，黄国潮1，肖寿高2(1．长安大学汽车学院，陕西西安710064；2．陕西重型汽车有限公司，陕西西安710200)摘要：为得到汽车发动机缸内混合气体压力、温度等参数的变化曲线，达到优化发动机性能指标的目的；对汽车发动机缸内四个阶段的工作过程进行分析，建立相应的数学模型，利用四阶龙格库塔法求解微分方程；选用直喷式四冲程GW2．8TC型柴油机作为仿真对象，数值仿真结果表明缸内工作过程参数变化曲线与

2、该气缸实际情况是一致的，所建立的数学模型是正确的；得到的汽车发动机在工作循环过程中温度、压强及体积随曲轴转角变化曲线，可用来判断配气相位、压缩比等结构参数对发动机性能指标的影响，优化发动机性能。关键词：汽车发动机；缸内；工作过程；龙格库塔；数值仿真中图分类号：TM743；TK421文献标识码：BSimulationofWorkingCycleProcessinAutomobileEngineCylinderFENGZhenl，MAJianl，HUANGGuo—cha01，XIAOShou—ga02．(1．AutomobileAcadem

3、yChang’anUniversity，Xi’anShanxi710064，China；2．ShaanxiAutomobileGroupCo．，LTD，Xi’anShanxi710200，China)ABSTRACT：Toobtainthechangingcurvesofthepressure，temperatureandotherparametersinthecylindertoop-timizetheperformanceindexofautomobileengine，thepaperanalyzedthefourstagesofw

4、orkingprocessintheauto-mobileenginecylinderandestablishedthecorrespondingmathematicalmodel．ThedifferentialequationwassolvedbyusingRunge—Kutta；thenthefuelinjectionandfourstrokedieselengineofGW2．8TCwaschosen鹊thesimulationobject．Theresultsshowthatthenumericalsimulationofthe

5、workingprocessindieselcylinderisconsistentwiththeactualworksituationandthemodelisreasonable．Thechangingcui've$ofthecylindervohllne，pressureandtemper-aturewiththecrankshaftrotatingangleeaRbeusedtojudgetheinfluenceofstructureparameterssuchasvalvetimingandcompressionratioOn

6、theengineperformanceindexandtooptimizeengineperformances．KEYWORDS：Automobileengine；Inthecylinder；Workingprocess；Runge—kutta；Numericalsimulation1引言发动机作为汽车的动力输出元件，其性能的好坏直接影响到整车的动力性与经济性，可通过缸内工作过程的数值仿真来优化其性能。传统的发动机工作过程数值仿真在很大程度上简化了实际过程，只能进行粗略的估算，不能真实仿真发动机的缸内循环过程⋯L2J，参考价值不大。近

7、年来，发动机工作过程计算机仿真技术发展迅速，但仿真技术的后处理效率比较低且对计算机硬件的要求也比较高，在一定程度上限制了其推广与应用"J。本文所建立的模型，基于VisualC++平台编写计算程序，考虑了发动机实际的换气过程、燃收稿日期：2011一11—30修回日期：2012一Ol一17烧过程、传热过程及工质性质等，能够仿真发动机的实际缸内工作过程，并可进行高性能计算与分析，优化汽车发动机的压缩比、配气相位等结构参数，改进汽车发动机的性能，与其它方法相比具有工作量小，周期短，费用低，受环境条件影响小等创新性和优越性。2缸内过程数学模型建立

8、发动机缸内工作过程的数值仿真，是以内燃机缸内各工作阶段的物理模型为基础，通过微分方程来对其各阶段工作过程进行数学描述，然后通过程序编写求解微分方程，得到缸内温度、压力等参数随曲轴转角的变化曲线‘41，根据结