GT-Power在发动机开发中的典型应用

GT-Power在发动机开发中的典型应用

GT-POWER在发动机开发中的典型应用

GT-Power在发动机开发中的典型应用CDAJ-GT Team

-1-

GT-Power在发动机开发中的典型应用

内容– GT-POWER在发动机上应用的总体介绍

– GT-POWER在涡轮增压器发动机上的应用

– GT-POWER在发动机热管理上的应用

-2-

GT-Power在发动机开发中的典型应用

GT-POWER在发动机的应用概述

总体介绍：GT-POWER在发动机开发的应用–应用的阶段： 概念设计 改进设计

–特点： 系统模型 速度快 区别于详细模型

-3-

GT-Power在发动机开发中的典型应用

GT-POWER在发动机的应用概述

–典型应用

发动机定工况、变工况的计算功率、扭矩、油耗等性能参数的计算气门升程曲线和正时的优化进排气管路的设计和调整 EGR(废气再循环)管路系统的设计进、排气的噪声，消声器、谐振腔的设计发动机控制功能的设计燃烧分析，HC、CO、NOx和碳烟的排放分析排气后处理：催化反应涡轮增压器匹配和响应特性，废气旁通阀的设计管路系统温度，气缸部件的热分析

-4-

GT-Power在发动机开发中的典型应用

GT-POWER在增压发动机上应用

-5-

GT-Power在发动机开发中的典型应用

GT-POWER在增压发动机上的应用

–应用增压的类型：涡轮增压(如：VGT等)机械增压复合增压相继涡轮增压(STC)

–在增压发动机的中的应用 压气机与涡轮的匹配 增压器与发动机的匹配及运行(增压器的响应、匹配等) 中冷器的运行点进行相应的计算 直接采用模板“TurboMapMatch”进行预处理就可以

-6-

GT-Power在发动机开发中的典型应用

GT-POWER在增压发动机上的应用

-7-

GT-Power在发动机开发中的典型应用

GT-POWER在增压发动机上的应用

-8-

GT-Power在发动机开发中的典型应用

GT-POWER在增压发动机上的应用

–GT-POWER增压应用中的问题 常遇到的问题：–数据不全–计算时间过长–连接轴转速变化过大–压气机、涡轮机功率不相等

-9-

GT-Power在发动机开发中的典型应用

POWER在增压发动机上的应用

–压气机、涡轮数据不全： 只有压气机数据而无涡轮数据 无压气机与涡轮的数据情形

–替代方法： 可以用模板：CompressorSimple和TurbineSimple来代替压气机与涡轮机– CompressorSimple模板：»输入参数：功率、效率、压比»计算出：温度、流量等– TurbineSimple模板：»输入参数：管径、效率»输出参数：功率、质量流速、出口温度

-10-

GT-Power在发动机开发中的典型应用

GT-POWER在增压发动机上的应用

–有压气机数据而无涡轮数据，模型的处理：

-11-

GT-Power在发动机开发中的典型应用

GT-POWER在增压发动机上的应用

–有压气机数据而无涡轮数据，模型的处理：

涡轮效率调整

涡轮直径调整

-12-

GT-Power在发动机开发中的典型应用

GT-POWER在增压发动机上的应用

–有压气机数据而无涡轮数据，模型的校核： 采用动态控制 采用DOE实现–调整的参数： TurbineSimple的入口直径 TurbineSimple的效率–目标参数： 涡轮的压比 压气机的转速 发动机功率

-13-

GT-Power在发动机开发中的典型应用

GT-POWER在增压发动机上的应用

–采用动态

控制实现模型的校准： 调节效率、管径

-14-

GT-Power在发动机开发中的典型应用

GT-POWER在增压发动机上的应用

–利用DOE标定/优化工具实现模型的校准：

-15-

GT-Power在发动机开发中的典型应用

GT-POWER在增压发动机上的应用

–DOE后处理

-16-

GT-Power在发动机开发中的典型应用

GT-POWER在增压发动机上的应用

–结果：转速

工

况喷油量 214.8mg/cyc 195.7mg/cyc 178mg/cyc

效率

流通管径/ mm

1800rpm 1600rpm 1400rpm

0.71 0.72 0.72

27.4 27.15 26.95

–结果验证：工转速 1800rpm 1600rpm 1400rpm-17-

况喷油量 214.8mg/cyc 195.7mg/cyc 178mg/cyc

功率/kW 305 305.26 255 254.7 205 204.79

充气效率 2.79 2.86 2.73 2.75 2.28 2.30

增压器压比 3.529 3.53 3.30 3.31 2.70 2.7226

增压器转速/rpm 99712 99786 91568 91711 79908 79861

GT-Power在发动机开发中的典型应用

GT-POWER在增压发动机上的应用

–无压气机、涡轮数据，模型的校核(与上面方法一样) 采用动态控制 采用DOE实现–调整的参数： TurbineSimple的入口直径 TurbineSimple的效率 CompressorSimple的效率–目标参数： 压气机、涡轮的压比 增压后压力、温度 发动机功率

-18-

GT-Power在发动机开发中的典型应用

POWER在增压发动机上的应用

–计算中时间过长的问题： 对于稳态计算：–不同CASE的状态选择：»在“Run Setup”视情况选择“previous_case”或“user_imposed”–增压器的转动惯量设置

-19-