发动机模型的校正.pdf
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POWER发动机模型的校正发动机模型的校正Beijing Office模型校正的步骤模型校正的步骤 z 模型测试数据的准备 z 容积效率的修正 z 缸内压力的修正进行校正前所需的数据进行校正前所需的数据 z 发动机的功率与扭矩 z 发动机的损失功率 z 气体质量、燃油质量以及A/F比 z IMEP、BSFC、容积效率、空气消耗率 z 进、排气系统的平均压力与温度 z 增压压力、温度和涡轮的排气背压与温度，转速 z 缸内压力或者缸内燃烧率 z 进、排气系统的压力波动（最好是歧管内） z 排气系统中排气阀、总管以及崔化器出口的温度 z 注：对于开发初期的发动机，数据准备可以根据以有情况进行应用数据的准确性，可以根据BSFC来进行验证（利用容积效率、A/F、功率/转矩等算出）POWER模型校正的重点模型校正的重点 z 在进行相应的模型修正时，要特别注意以下几点的校正： ¾ 容积效率 ¾ 缸压曲线 ¾ 磨擦损失 z 注：本PPT只是根据GT公司的经验而进行的工作，并不是唯一正确的方法，在应用时请注意实际情况发动机发动机模型模型校校正正说明说明 z 校正的第一步： ¾ 1、检查输入参数与单位的检查： 检测方法有两种： 1、检测输入值：在GT-POST中的 “RLT VIEWER”来检测不同值的输入是否合理、正确 2、检测结果：在GT-POST中的“ RLT VIEWER”，并在最高转速进行计算，进行计算结果的检查，以便输入的值是否合理。
¾ 2、正确的应用各个系数： 系数存在的原因是为了更好的与测试数据相同 一般情形下，系数不能大于2，除非有明确的测试数据支持模型的物理理解模型的物理理解 z 进行模型的校准时，要对以下现象进行了解： ¾ 1、进、排气系统的气体的流动 ¾ 2、缸内的压缩、燃烧以及做功 ¾ 3、计算IMEP ¾ 4、计算缸内的FMEP ¾ 5、计算BMEP，从IMEP减去FMEP校正步骤校正步骤 z 1、进气管内压力的校正： ¾ 先做最高发动机转速情形，要求误差在2%之内 ¾ 再做在不同转速下的进气管内的压力对比 z 2、缸内容积效率的校正： ¾ 先做最高转速时的压力损失，要求误差在5%之内 ¾ 再做各个转速下的校正，考查传热与气道的影响 气道影响：气门正时、气门间隙、气道长度 赫姆劾兹共振腔的影响 z 3、排气背压的校正： ¾ 只用检测在最高发动机转速时的排气背压的情况 要考虑测试点压力的实际情况校正步骤校正步骤 z 4、缸内压力的校正： ¾ 缸内压力的调整，压缩行程 ¾ 燃烧冲程的压力的调整（用测试的缸压来计算放热率） ¾ 做功冲程压力的校正 z 5、排气温度的校正： ¾ 排气阀处的温度输入 ¾ 排气系统壁温的计算 z 6、用倒拖法所测试的数据校正FMEP。
¾ 注：只有在充气效率的校准完成后才能进此项校正 z 完成以上几步后，功率与扭矩要与测试相同，不然再进行相应的校正缸内容积效率的校正缸内容积效率的校正 z 对于汽油机模型来说，最重要的参数是容积效率： ¾ 最重要的影响因素有以下几个： 进、排气阀、 进气阀口 进气弯管 进气管的充气增压及进气管的壁温 ¾ 次要的几个因素： 共振腔 消音器 排气阀口 排气壁温容积效率（容积效率（VE）校正的步骤）校正的步骤 z 第一步：校准进气口与进气歧管之间的误差 ¾ 在此处的误差来源是： 压力损失 流动限制或传热率 z 用以下工具可以进行相应的检查： ¾ 在POST中，利用 “RLT Viewer”进行平均压力的检测，可以看到压力损失大的连接 ¾ 检测进气歧管的压力：在额定转速与全负荷时，对于汽油机而言，歧管压力与进气压力不超过0.06bar,如有则必须进行确认 z 对于进气系统的传热进行严格的检测 ¾ 进气系统1%的温度误差，可引起VE的1%的变化容积效率（容积效率（VE）校正的步骤）校正的步骤 z 第二步：检测不同的部件对VE的影响： ¾ “Ambient Conditions at the Intake”应与试验条件一致 ¾ “VE Reference Conditions”要对应于实际检测中VE对应的环境条件 ¾ “Valve Discharge Coefficients”这个参数对VE的影响是巨大的，要特别注意的是： “Valve Reference Diameter”这个参数 ¾ 进气道内的磨擦与压力损失系数必须设定为：0，对于多气门发动机而言，要特别注意分叉管的膨胀直径（等于与它连接管的直径），而且管与它的连接流量系数必须是1. ¾ 进气总管与进气歧管的流量系数设定：0.92-0.98之间，在此一般不用“default”. ¾ “Air Box”根据实际情况进行相应的选择，适当的值在：0.8左右，在理想情况下可以达到：0.90-0.95左右。
¾ 中冷器：在加入模型之前必须确让压降与实验相符 ¾ 节气门：应该考虑节气门全开时也有相应的压力损失容积效率（容积效率（VE）校正的步骤）校正的步骤 z 第三步：传热对VE的影响 ¾ 进气道传热对VE的影响 ¾ 进气总管与进气歧管的温度对VE的影响 z 第四步：阀门参数的影响 ¾ 气门正时对VE的影响： 当IVC提前角加小时，低速时VE变大，而高速时VE变小 当IVC提前角变大时，低速时VE变小，而高速时VE变大 ¾ 要考虑气门间隙对VE的影响 ¾ 进气歧管的长度对VE的影响 ¾ 谐振腔对VE的影响 ¾ 配气机构对VE的影响 ¾ 变截面管对VE的影响等必须考虑清楚对于带有增压器的发动机分析对于带有增压器的发动机分析 z 分为以下几个步骤： ¾ 1、建立没有增压器的发动机模型 利用环境模拟增压器后的温度与压力及涡 轮前的压力与温度，并对质量流时进行校验，误差在2%-3%之间 ¾ 2、在上基础上，增加增压器，并用 “ShaftDriven”或“SpeedRotBoundary”来定义转速，并在增压器中可以质量流量系数来调整，使质量流量与实验数据一致 ¾ 3、增加涡轮及其它排气系统，并移走增压器，同第二步一样进行转速的定义并调整质量流量系数，使与实验的相一致。
¾ 4、在2与3的基础上调整增压器与涡轮的功率，使它们尽可能的一致，如不一致可以调整它们中间一个或两者的 “efficiency multiplier”达到一致 ¾ 5、在以上基础上建立完整的模型缸内压力的校正缸内压力的校正 z 1、试验结果的分析及缸内压力的校正 z 2、进气阀关闭时，缸内压力的校正 z 3、校正进气阀关闭到燃烧开始时，缸内压力曲线 z 4、利用 “EngHeatRel”拟合缸内的压力曲线 z 5、缸内热传导的分析缸内压力的校正（一）缸内压力的校正（一） z 测试结果与压力曲线的正确性检测： ¾ 对比缸内的IMEP和BMEP根据测试扭矩结果 ¾ 在 “EngHeatRel”中，直接对比logP-logV,在压缩与膨胀时的曲线 ¾ 验证压缩过程中的，多变指数，它的变化范围在：1.28-1.37之间 ¾ 保证压力传感器的正确应用 ¾ 保证压力传感器的相位正确性 z 进气阀关闭时，缸内压力的一致性 ¾ 必须在VE校验后才做 z 压缩行程（从IVC到燃烧开始点）缸内压力的一致性 ¾ 可能的原因是：压缩比不对、传感器调校不正确以及不对的相位角缸内压力的校正（二）缸内压力的校正（二） z 燃烧压力的验正： ¾ 可以利用 “EngHearRel”对缸内的燃烧压力进行修正 ¾ 对于结果输出要对以下几个参数进行验证： 1、累积放热率： 2、 “Heat Transfer Multiplier”它的调整范围在0.5-2之间，必须在模板“ EngCylHeatTr”的属性 “Convection Multiplier”中输入 3、 “Compressioin Curve Slopes”它的值的大小相当于多变指数 ¾ 缸内的传热：根据具体情况进行相应的操作发动机磨擦损失及附件损失发动机磨擦损失及附件损失 z 详细操作参照POWER的用户手册进行。
