基于GTPOWER的柴油机配气定时的优化设计

基于GT-Power的发动机配气相位优化
孙晓娜
【期刊名称】《承德石油高等专科学校学报》
【年(卷),期】2015(017)004
【摘要】利用GT-Power软件搭建了天然气发动机的仿真模型,并利用试验结果进行了校核.分析了配气相位对天然气发动机充量系数的影响,并对原配气相位进行了优化,得出不同转速下的最佳相位值.计算结果显示,采用可变配气相位,天然气发动机的充气性能在较宽的转速范围内得到改善,动力性能提高.
【总页数】6页(P54-59)
【作者】孙晓娜
【作者单位】承德石油高等专科学校汽车工程系,河北承德067000
【正文语种】中文
【中图分类】U464
【相关文献】
1.基于AMESim和遗传算法的发动机配气相位仿真与优化 [J], 张文铎;王自勤;田丰果;陈家兑
2.基于遗传算法的无凸轮发动机配气相位联合仿真优化 [J], 李子非;常思勤;刘梁
3.基于AVL BOOST的16V190燃气发动机配气相位的仿真与优化 [J], 毕红亮
4.基于GT-Power的发动机配气相位优化设计研究 [J], 崔明辉
5.基于GT-power对高速汽油机配气相位的优化分析 [J], 郭华礼;
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基于配气正时的柴油机高排气背压性能优化邹玉红;卢勇;裴普成【摘要】针对目前柴油机在高排气背压下泵气功损失增加、残余废气系数升高、燃油经济性下降等性能恶化的问题，提出通过优化配气正时来解决此类问题的方案。

利用GT‐Power软件对LD1110单缸柴油机建立仿真计算模型，对上述解决方案进行了分析研究。

计算结果表明：排气背压为0．3 M Pa、进气提前角保持不变、喷油量为45 mg时，柴油机在转速2200 r／min下通过优化排气晚关角可以使平均有效压力提高28．33％，有效燃油消耗率降低22．08％；排气背压由0．1 M Pa增大到0．3 M Pa时，通过配气正时优化，柴油机在转速2000 r／min下平均有效压力的损失可减小12．8％，有效燃油消耗率的增加可降低27．1％。

%For the problems of larger pump loss ,higher residual gas coefficient and worse fuel economy at high exhaust back pressure ,the scheme of optimizing the valve timing was put forward .With GT‐Power software ,the model of LD1110 single‐cylinder diesel engine was built and the optimization of valve timing was analyzed .The results showed that the brake mean ef‐fective press ure (BMEP) and the brake specific fuel consumption (BSFC) improved by 28 .33% and 22 .08% respectively by optimizing the exhaust late close angle at 2 200 r/min with 0 .3 MPa exhaust back pressure ,45 mg fuel injection per cycle and constant intake valve timing .When the exhaust back pressure increased from 0 .1 MPa to0 .3 MPa at 2 000 r/min ,the BMEP loss and the BSFC increase could decrease by 12 .8% and 27 .1% respectively .【期刊名称】《车用发动机》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】6页(P39-44)【关键词】柴油机;排气背压;配气正时;平均有效压力;有效燃油消耗率【作者】邹玉红;卢勇;裴普成【作者单位】清华大学汽车工程系，北京 100084; 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京 100084;清华大学汽车工程系，北京 100084; 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京 100084;清华大学汽车工程系，北京 100084; 清华大学汽车安全与节能国家重点实验室，北京 100084【正文语种】中文【中图分类】TK412.3为了提高性能，柴油机上会搭载涡轮增压器、尾气后处理装置（如选择性催化还原器、微粒捕集器、颗粒过滤器）及能量回收系统，但这会使得排气背压升高［1－5］。

基于GT-POWER的可变气门升程发动机模拟开发及优化匹
配
周世平
【期刊名称】《内燃机与配件》
【年(卷),期】2017(000)010
【摘要】本文首先分析可变气门升程发动机的原理及特点,其后根据我司某自然吸气发动机的试验数据建立GT-POWER仿真模型进行并进行校核,然后基于可变气门升程的原理对该发动机模型进行了修改,并计算了不同工况下的最佳升程及气门正时.最终结果表明,在达到动力性能目标的前提下,中低转速的燃油消耗率较原机得到了较好改善,初步达到了改进的预期效果.
【总页数】3页(P16-18)
【作者】周世平
【作者单位】一汽海马动力有限公司
【正文语种】中文
【相关文献】
1.Nu系列
2.0L连续可变气门升程发动机的开发 [J], K.P.Ha;武涛
2.基于GT-POWER的可变气门升程发动机模拟开发及优化匹配 [J], 周世平;
3.连续可变气门升程系统对增压直喷发动机燃油经济性影响的研究 [J], 韩本忠;张力华;傅园松;李理光;邓俊
4.连续可变气门升程系统对发动机燃烧和排放的影响 [J], 韩本忠; 李理光; 张力华
5.汽油机连续可变气门升程(CVVL)机构的模拟开发及试验研究 [J], 刘岳兵;黄梅
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高压缩比机车柴油机配气正时优化计算
俞水良;吕晨;符惠龙;乔启峰
【期刊名称】《机械工程与自动化》
【年(卷),期】2017(000)003
【摘要】机车柴油机缸内的气体流动研究主要以传统的实验方法为主,这种方法的缺点是对工程技术人员的经验要求很高,实验周期长,成本高昂.利用GT-Power搭建了GE高压缩比增压柴油机的仿真平台,其中包括16缸模型、进排气管路模型、涡轮增压器模型和中冷器模型;并提出利用GT-Power软件自带的DOE(Design of Experiments)优化模块,同时对进、排气正时角进行优化,缩短了计算时间,使得进、排气配气相位得到较好的匹配.
【总页数】4页(P25-27,30)
【作者】俞水良;吕晨;符惠龙;乔启峰
【作者单位】同济大学铁道与城市轨道交通研究院,上海 201804;同济大学铁道与城市轨道交通研究院,上海 201804;上海汽车工业集团,上海 201804;同济大学铁道与城市轨道交通研究院,上海 201804
【正文语种】中文
【中图分类】TP391.7
【相关文献】
1.先进高效的机车柴油机视情维修设备--TZC8010机车柴油机状态智能跟踪及故障诊断系统 [J], 北京铁路局科委
2.发动机配气正时及凸轮型线优化计算 [J], 王军;李龙超
3.PA6-280柴油机的变工况多目标配气正时优化计算 [J], 王银燕;赵建平
4.高压缩比射流点火天然气发动机燃烧及排放特性 [J], 赵自庆;蔡开源;王志
5.单缸风冷汽油机高压缩比燃烧室的优化设计仿真研究 [J], 齐鹏冲;刘宇恒;张奇;田龙;王忠恕;尤金文
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摘要采用目前最新发展的商用发动机一维模拟软件GT—Power建立了EQ491电喷发动机工作过程计算模型，并对软件的模拟精度和可靠性进行验证，在此基础上对EQ491电喷发动机的进排气系统进行了优化计算。

计算结果可以用来指导EQ491发动机的改型设计。

关键词：电喷发动机进排气系统工作过程数值模拟优化计算计算流体力学EQ491发动机是东风汽车集团从德国福特公司引进的化油器式发动机，主要用于轻型载货(客)车。

为了满足我国将于2000年实施的新的排放法规，采用电控燃油喷射(EFI)加三效催化器(TWC)已势在必行。

为保证化油器式发动机改电喷机型后不但排放水平要达标，而且动力性和经济性也要有一定程度的提高，根据国外经验，必须重新设计原发动机的进排气系统。

过去的经验设计法是一种试凑法，设计周期长，消耗大，难以得出最佳设计方案，无法满足现代内燃机设计要求。

近年来，随着计算机技术的发展，计算流体力学(CFD)软件在发动机工作过程的研究中得到广范应用［1］，大大缩短了发动机的研究开发周期。

本文采用的GT—Power 是一个基于Window操作系统的适合分析各种发动机性能的CFD软件［2］，它以一维流体动力学为基础，用有限体积法进行数值计算，充分考虑了因可燃混合气的组份不同导致其热力学性质的差异，而且能用于研究一些进排气系统结构因素(如分歧、合流和弯曲等部分)对流动的影响；此外它应用数学优化方法进行参数寻优，使得对发动机进行不需要人为经验控制的优化设计成为可能。

本文利用该软件对EQ491电喷发动机的进排气系统结构参数进行了匹配优化计算，以期从理论上指导发动机的改型设计。

1模型的建立GT—Power采用模块结构建立发动机工作过程计算模型。

发动机的元件(如气缸、空滤器、催化器、管接头和管道等)模块用方形图框表示，而元件之间必须用圆形图框的连接件连接。

发动机的所有结构参数和特性参数在相应的元件模块和连接件模块中定义，连接件可以有具体的物理定义(如气阀连接件和喷嘴连接件等)，也可以只具有象征意义(如发动机与气缸连接件、管道之间的连接件等)。

基于GT-Power汽油机进排气系统优化研究毕业论文目录摘要 (1)ABSTRACT (2)1 绪论 (3)1.1 研究的背景 (3)1.2 发动机研究现状 (4)1.3 本文研究内容与方法 (4)2 发动机仿真软件介绍与应用 (5)2.1 发动机仿真软件研究模式 (5)2.2 计算机仿真技术的应用和优点 (5)2.3 发动机常用仿真软件 (6)2.3.1 MATLAB/SIMULINK (7)2.3.2 Ricardo WA VE (7)2.3.3 A VL-BOOST (8)2.3.4 GT-Power (8)3 基于GT-Power发动机仿真模型建立 (9)3.1 建立GT-Power模型 (9)3.1.1 发动机进排气管模型 (10)3.1.2 空气滤清器模型 (11)3.1.3 喷油器模型 (12)3.1.4 气缸模型 (12)3.1.5 曲轴箱模型 (12)3.2 发动机模型验证 (13)4 进气系统优化 (14)4.1进气管长度优化 (14)4.2 进气管直径优化 (17)4.3 压缩比优化 (19)4.4 谐振腔容积优化 (22)5 排气系统优化 (24)5.1排气管1段直径优化 (25)5.2排气管2段直径优化 (28)5.3 排气管3段直径优化 (31)5.4 排气管4段直径优化 (33)5.5 排气管2段长度优化 (35)5.6 排气管4段长度优化 (37)5.7 优化结果汇总 (41)6 结论 (42)参考文献 (44)摘要随着时代的发展，石油资源越来越匮乏，环境污染越来越严重，节能减排势在必行。

此外客户对汽车的性能要求也越来越高。

各大汽车厂家为了提高市场竞争力，满足客户需求，对发动机的性能、相关参数进行优化。

本文首先介绍能源消耗和环境污染目前的形势分析，以及发动机国内外研究现状。

其次通过对计算机仿真技术应用、优点的介绍，引出常用发动机仿真软件的介绍和应用，如MATLAB/SIMULINK软件、Ricardo WA VE软件、A VL-BOOST软件和GT-Power软件。

• 16•内燃机与配件基于GT-POWER的可变气门升程发动机模拟开发及优化匹配Simulation Development and Optimization Matching of Engine with Variable Valve LiftBased on GT-POWER周世平ZHOU Shi-ping(一汽海马动力有限公司）(FAW Haima Engine Co.,Ltd.)摘要：本文首先分析可变气门升程发动机的原理及特点，其后根据我司某自然吸气发动机的试验数据建立GT-POW ER仿真模 型进行并进行校核，然后基于可变气门升程的原理对该发动机模型进行了修改，并计算了不同工况下的最佳升程及气门正时。

最终结 果表明，在达到动力性能目标的前提下，中低转速的燃油消耗率较原机得到了较好改善，初步达到了改进的预期效果。

Abstract:Firstly,the characteristics and principles of Variable Valve Lift have been analyzed,Secondly,a naturally aspirated engine simulation model with Haima Motor has been calibrated based on GT-POWER.Then this model have been modified according to the Variable Valve Lift principle.Finally,The results show，that the VVL engine reach the target of its dynamic and economic performance.In low speed,the fuel consumption rate has been reduced well,and the output power which achieved the expected effect of the improvement basically.关键词：可变气门升程;优化;VVL ;GT-POWERKey words:Variable Valve Lift；optimization；VVL；GT-POWER1概述“节能-减排”是当今社会发展的两大主题。

基于GT-POWER的汽油机仿真及优化设计基于GT-POWER的汽油机仿真及优化设计随着汽车工业的快速发展，汽油机作为车辆动力系统的核心部件之一，对提高汽车性能和降低排放有着重要的影响。

为了满足汽车制造商对更高效、更环保的引擎的需求，仿真技术被广泛应用于汽油机的优化设计中。

本文将介绍一种基于GT-POWER软件的汽油机仿真及优化设计方法，以期为汽车制造商提供一种高效、低成本的汽油机设计方案。

GT-POWER是一款用于内燃机性能分析和系统仿真的专业软件。

它可以对汽油机进行多个方面的仿真，包括燃烧过程、气缸压力和温度分布、排气系统、燃油喷射系统等。

利用GT-POWER软件，用户可以更加直观地了解汽油机在各种工况下的性能，并对其中的问题进行优化。

在汽油机仿真和优化设计过程中，首先需要建立一个准确的仿真模型。

这个模型必须能够准确地描述汽油机的各个部件和其之间的相互作用。

GT-POWER提供了一个强大的建模工具，用户可以通过输入各种参数和特性曲线来构建一个完整的汽油机模型。

在模型构建过程中，我们应该对各个部件的特性和相互作用有一个全面的了解，以便能更好地描述汽油机的行为。

模型建立完成后，接下来就是进行仿真分析。

通过设定不同的工况和参数，可以模拟汽油机在不同工况下的性能。

例如，可以通过改变进气压力和温度来模拟不同的负载条件；通过改变燃油喷射的时机和量来模拟不同的点火时刻和燃油喷射策略。

通过这些仿真分析，我们可以对汽油机的性能指标进行全面的评估，包括功率、燃油经济性、排放等。

在完成仿真分析后，我们可以根据仿真结果来对汽油机进行优化设计。

优化的目标可以是不同的，例如提高燃油经济性、提高动力性能或降低排放。

优化的方法也可以多种多样，例如调整燃油喷射参数、改变排气系统设计或优化气缸工作过程等。

通过不断的试验和优化，我们可以找到最佳的设计方案，以满足汽车制造商对汽油机性能的各种需求。

通过基于GT-POWER的汽油机仿真及优化设计，我们可以更加全面、准确地评估汽油机的性能，并找到最佳的设计方案。

应用GT GT--POWER 进行发动机进行发动机性性能预测及配气相位优化能预测及配气相位优化Engine Performance prediction and Valve Timing optimization in GT Timing optimization in GT--Power苗瑞刚江铃汽车股份有限公司 发动机开发部摘 要要：由于发动机全新开发的需要由于发动机全新开发的需要，，应用GT GT--POWER 进行性能计算的建模进行性能计算的建模，，利用已有的边界条件用已有的边界条件，，选配合适的增压器选配合适的增压器，，对发动机性能作出预测对发动机性能作出预测，，确认开发机型满足动力性型满足动力性、、经济性等项目定义的指标的要求经济性等项目定义的指标的要求，，进一步确认系统中相关零件如中冷器如中冷器，，EGR 冷却器的性能参数冷却器的性能参数。

之后利用得到的模型进之后利用得到的模型进行配气相位的优化行配气相位的优化行配气相位的优化，，针对充气效率针对充气效率，，燃油消耗率得到合适的气门升程曲线燃油消耗率得到合适的气门升程曲线，，用来支持零部件的开发用来支持零部件的开发。

关键词关键词::发动机 性能预测 增压器匹配 配气相位优化 GT-Power1 1 引言引言引言在现代发动机开发过程中，进行发动机模拟计算是必要的组成部分。

在项目的初始阶段，定义好发动机和零部件的边界条件，不仅能使开发目标更加明确，同时可以减少大量的后期零部件开发时间和费用，减少零部件返工的几率，大大缩短开发时间，是现代设计的最有效手段。

2 2 基于基于GT GT--POWER 的发动机建模和计算的发动机建模和计算GT-power 是一款功能强大的CAE 软件，可以用来计算与发动机相关的各种参数。

目前在工程中应用最广泛的途径就是选择出与发动机相匹配的增压器，同时满足动力性，经济性，可靠性等各个方面的综合要求，同时利用准确的模型对发动机的进气系统，配气相位进行优化，减少大量的后期台架试验，节约了开发成本。

2018年6月西部皮革14理论与研究 作者简介：徐金源（1994-），男，汉族，山东省青岛市人，工学学士，长安大学汽车学院动力工程专业，研究方向：动力工程。

基于GT-power 的两级增压可变气门柴油机排放和燃烧简述徐金源（长安大学，陕西 西安 710064）摘　要：当今社会对限制发动机污染物的排放有了更高标准的要求，这对世界各国的汽车生产商来说都是一个巨大的挑战。

可变气门正时技术是汽车发动机发展中的一个重大突破，合理的气门关闭时刻对改进发动机燃烧、提高发动机动力性、降低燃油消耗和降低污染物的排放等方面都有影响。

本文在排放污染物的生成原理和两级增压与可变气门正时技术的基础上，运用GT-power 软件仿真模拟两级增压与进气门早关对柴油机燃烧与排放的影响。

关键词：柴油机；两级涡轮增压系统；可变气门正时；进气门早关；排放中图分类号：TK422 文献标志码：A 文章编号：1671-1602（2018）12-0014-01柴油发动机在早期主要应用于农业机械领域。

随着柴油机相关技术的发展与成熟，现代柴油机采用了高压共轨，涡轮增压中冷，EGR，VVT 等技术在排放、体积、重量、性能、油耗、噪声等方面都有了很大的突破，达到了汽油机的水平，已完全能够满足日益严格的排放法规的要求，在汽车领域得到了广泛的应用。

1　内燃机增压技术内燃机增压技术主要分为机械增压，废气涡轮增压和复合增压三种。

机械增压系统，依靠曲轴传递的动力来驱动增压器进行压缩空气，具有动力输出流畅，瞬态工况下响应快的优点。

但是由于机械增压需要耗费机械功，因此机械效率会降低，而且其只能增加有限的增压压力，所以现在单纯的机械增压运用的越来越少，一般用于低增压发动机或者与涡轮增压组成复合增压系统［1］。

2　可变气门正时技术发动机可变气门正时（Variable Valve Timing，简称VVT）技术，在提升发动机动力性和经济性方面有重要影响。

基于其他传统净化措施，采用VVT 技术可以进一步降低内燃机多工况下的排气汚染物。

0引言近年来，随着全球轨道交通设备的快速发展[1]，对铁路货运高速、重负荷的要求越来越高[2-3]。

为了满足市场需求，世界各国柴油机都朝着高功率、低能耗、低污染方向发展[4-5]。

进排气系统作为柴油机的重要组成部分，其良好的设计可以提高容积效率，从而在特定的发动机转速下提供更好的扭矩和动力[6-8]，并提高机车柴油发动机的运行性能，这有助于提高功率、降低油耗和减少排放[9-11]。

近年来，已有许多研究人员对发动机进排气系统的优化进行研究。

例如，金云峰等[12]通过对进排气过滤系统进行研究，观察进排气压差对柴油机的影响；基于其运行原理建立进排气压差与空气流速之间的函数关系，对进排气系统进行优化。

母忠强等[13]利用数值计算与地面试验验证相结合的方法，研究了Ma3.5条件下双气路进排气系统的总体性能和流场变化规律。

Kang 等[14]使用带有进气和排气节流的柴油微粒过滤器来增加活塞泵的输送能力，从而优化了进排气系统。

Cheng 等[15]在柴油发动机上安装了可变几何涡轮增压器和废气再循环阀，优化了进气气流控制和废气再循环比。

Li 等[16]通过研究智能充电压缩点火——一种新的双燃料燃烧模式，优化进气压力和进气系统。

Song 等[17]研究了辅助增压技术，并确定在排气和进气之间存在平衡关系，以优化进排气系统。

Zhen 等[18]使用一维仿真软件开发了四缸点火甲醇发动机的仿真模型，研究了30%、50%和70%负荷工况下的节气门开度对发动机性能、燃烧和排放的影响，以找到最佳节气门开度。

本文以16V265H 柴油机为研究对象，通过GT-Power 软件建立仿真模型，研究分析16V265H 柴油机在1000r/min 、50%负荷工况下燃用B0、B10、B20等3种不同配比生物柴油，及在不同气门正时（包括：进气门提前角（IVO ）、进气门迟闭角（IVC ）、排气门提前角（EVO ）、排气门迟闭角（EVC ））[19]下的功率、油耗、排放变化，并找出其工作最优值。