發(fā)動機(jī)開發(fā)過程中的重要工具

1、AVL BOOST發(fā)開發(fā)過程中的重要工具一流的發(fā)工作循環(huán)和氣體交換模擬程序模擬管道內(nèi)的一維氣體動力特性準(zhǔn)維燃燒模擬發(fā)穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)工況的模擬使用BOOST ECU 或與的的接口實(shí)現(xiàn)發(fā)策略考慮到三維結(jié)構(gòu)對流場產(chǎn)生的影響，具有與CFD分析軟件AVL FIRE的接口對尾氣凈化裝置的一維模擬進(jìn)行聲學(xué)分析，優(yōu)化的結(jié)構(gòu)Figure No.2Figure No.3催化轉(zhuǎn)化 起燃過程 冷啟動暖機(jī)過程 測試循環(huán)DPF: 碳煙加載 碳煙再生 傳遞損失 損失 降噪水平 聲壓水平 自由聲場分析 倍頻分析 進(jìn)排氣系統(tǒng)設(shè)計(jì) 換氣過程優(yōu)化 燃燒模擬 排放模擬 渦輪增壓器匹配 瞬態(tài)工況 高壓循環(huán)分析尾氣后處理聲學(xué)線性和非線性發(fā)循

2、環(huán)模擬分析BOOST方便快捷的建模過程Figure No.4結(jié)果的后處理 每循環(huán)的平均數(shù)據(jù) 平面繪圖結(jié)構(gòu) 動畫顯示Figure No.5 最大型發(fā) 二沖程發(fā) 低速到高速 四沖程發(fā)到最小型發(fā) 用戶開發(fā)的發(fā) 非汽車領(lǐng)域的模擬(例如：制冷器)LowHighEngine Speed發(fā)速度Figure No.6Engine Size發(fā)SmallLargeINTAKESYSTEMS進(jìn)氣系統(tǒng)Figure No.7進(jìn)氣系統(tǒng)四缸機(jī)Low and high frequency timing低頻和高頻正時(shí)調(diào)節(jié)Figure No.8PICSBCCL1CL2進(jìn)氣歧管長度的影響Figure No.9300 mm500 m

3、m750 mm900 mm進(jìn)氣總管長度的影響Figure No. 10100 mm300 mm500 mm700 mmEXHAUST SYSTEM排氣系統(tǒng)Figure No.11排氣歧管長度的影響Figure No. 12500 mm700 mm900 mm1100 mmVALVE TIMING氣門正時(shí)Figure No.13進(jìn)氣門關(guān)正時(shí)的影響Figure No. 14排氣門開正時(shí)的影響Figure No. 15TURBO CHARGERMATCHING渦輪增壓器匹配Figure No.16全負(fù)荷特性Figure No. 17大渦輪小渦輪全負(fù)荷特性Figure No. 18大渦輪小渦輪由于小渦

4、輪的瞬態(tài)響應(yīng)迅速，發(fā)動機(jī)的和加載性能得到提高Figure No. 19高增壓比意味著較高的空氣質(zhì)量流量，有益于降低排放，或者在加載情況下噴入的燃油Figure No. 20主要的發(fā)設(shè)計(jì)應(yīng)用進(jìn)氣結(jié)構(gòu) 排氣結(jié)構(gòu) 氣門正時(shí) 渦輪增壓器匹配 . Figure No.21Figure No. 22變化結(jié)果對比Figure No. 23Pressure Pa2.0L 4-Cylinder SI-EnginePressure at Exhaust Flange 5000 rpm, WOTCalc.Meas.300000250000200000150000100000500000601201802403003

5、60420480540600660720Crank Angle deg.循環(huán)平均值轉(zhuǎn)速BMEP功率扭矩BSFC空氣質(zhì)量流量燃油質(zhì)量流量過量空氣系數(shù)環(huán)境溫度和循環(huán)變動值缸內(nèi)示功圖的動態(tài)的動態(tài)進(jìn)排的靜態(tài)的靜態(tài)和溫度和溫度進(jìn)排Figure No. 24Figure No. 25volAir Delivery Ratio -2.0 L, 4 - Cylinder, SI - EngineAir DelivVeorluymRe atio Related to Intake Manifold Conditions1.0510.950.9MeasurementSimulation0.850.81000200

6、030004000500060007000Engine Speed rpmEGR SYSTEMSEGR系統(tǒng)Figure No.26帶有EGR的計(jì)算模型Figure No. 27Venturi 噴嘴的結(jié)構(gòu)Figure No. 28Version 2Version 1Venturi 噴嘴的三維建模Figure No. 29InletOutletFixed WallVenturi 噴嘴結(jié)構(gòu)的優(yōu)化計(jì)算結(jié)果Figure No. 30計(jì)算BOOST_CRUISEFigure No.31模擬BOOST - CRUISEFigure No. 32瞬態(tài)特性精確的AVL BOOST熱動力循環(huán)模擬AVL CRUIS

7、E整車模擬模擬BOOST - CRUISE瞬態(tài)計(jì)算模式BMEPEngineTorque Transient瞬態(tài)計(jì)算結(jié)果與穩(wěn)態(tài)計(jì)算結(jié)果的比較EngineTorque StationaryFigure No.33Vehicle ThermalManagement System車輛熱管理系統(tǒng)卻循Figure No. 34環(huán)系軟件模擬冷統(tǒng)的第CFD 模型及流程發(fā)熱力循環(huán)計(jì)算進(jìn)口流量邊界條件Cyl 1Cyl 3Cyl 2計(jì)算區(qū)域3D CFD 模擬 /分布結(jié)果出口邊界條件Figure No. 35排氣系統(tǒng) NVH 分析Figure No. 36氣動噪聲結(jié)構(gòu)振動為結(jié)構(gòu)表面振動氣體動力學(xué)一維氣動噪聲提供邊界條

8、件懸置度測量MBS模擬三維氣動模擬(CFD)一維氣動噪聲分析+ FEM 模擬BOOST 結(jié)果在有限元中的應(yīng)用為殼體結(jié)構(gòu)的振動分析提供邊界條件提供沿管道的分布Figure No.37聲學(xué)介紹Figure No. 38BOOST SID頻域求解Post-processorPre-processorBOOST時(shí)域求解相同的后處理器求解器的選擇相同的前處理器12穩(wěn)態(tài)工況:1250rpm - 1800rpm in 50rpm steps聲學(xué)分析結(jié)果:與發(fā)階頻相關(guān)的噪音云圖Figure No. 39Figure No. 40聲學(xué)分析時(shí)域求解 與整個(gè)發(fā)頻域求解的部分模型求解 只需建立 不需要定義附加的任務(wù)

9、可以計(jì)算聲場的分布 模型簡單修改可用于整機(jī)模型 計(jì)算時(shí)間很短所有的模型具有相同的前處理器和后處理器Figure No.41 1D, 求解迅速，計(jì)算穩(wěn)定 使用預(yù)設(shè)的反應(yīng)模型求解過程非常簡單 使用用戶自定義模型建模靈活 與iSIGHT的計(jì)算可以進(jìn)行參數(shù)的標(biāo)定 組成級別的模擬和優(yōu)化 反應(yīng)機(jī)理的研究 排放的 為其它所有的尾氣凈化裝置的模擬分析提供一個(gè)起始點(diǎn)Figure No. 42 CAT- 單通道模型 由一個(gè)單獨(dú)的通道代表整個(gè)催化轉(zhuǎn)化器 瞬態(tài)模擬，應(yīng)用一維的質(zhì)量，動量和能量守恒定律Figure No. 43CAT - 離散通道法QlossQlossFigure No. 44顆粒捕捉器(DPF)M(M

10、esh)DPFVelocities2.0Sketch of a DPFSoot1.5WsParticlesV1 (x)(x)Vw(x)1.00.5xV2V2 (x)V(x)(x)0.21x0L0.8 1.0L0.00.40.6Figure No. 45Vw (x)1D/3D 起燃過程驗(yàn)證分析3D1D 循環(huán)工況angeFigure No.46柴油機(jī)排氣系統(tǒng)DPF 再生過程Soot燃燒的熱產(chǎn)物CO, HC等氧化的熱產(chǎn)物DPFCatFigure No. 47BOOST 通過下述方式降低發(fā)發(fā)周期:開 精確的發(fā)設(shè)計(jì)快速準(zhǔn)確的尾氣凈化裝置的分析 在發(fā)開發(fā)的初始階段進(jìn)行概念性設(shè)計(jì)和瞬態(tài)性能優(yōu)化 輔助臺架試驗(yàn)的進(jìn)行，為進(jìn)一步試驗(yàn)方案的選擇提供依據(jù)nctionionFigure No. 48Concept1st Prototypestudy Dig