动态载荷下发动机动态性能的AMESim仿真分析

图1 发动机冷却系统仿真模型
所示。

式中：A为燃料传递给冷却系统热量占燃料热能的百分比，汽
图2 工况1冷却液温度变化情况
图3 工况2冷却液温度变化情况
图4 工况3冷却液温度变化情况
34
3540
0.10.1
012
4 数值模拟与参数匹配针对在极端工况下出现了“开锅”现象，通过建立的仿真模型进行三维模拟仿真，三维模型里包含了中冷器、散热器和电子扇。

根据该车型中冷器、散热器和电子扇尺寸大小与它们之间的距离关系，建立的三维模型如图6所示。

图
5 工况4冷却液温度变化情况如图7所示是重新匹配零部件参数后工况4的仿真分析
结果。

由图可知，在苛刻工况下，发动机的出口温度稳定在大102℃，满足本文研究车型要求发动机出口冷却液温度低于105℃的温度设计，能够满足该工况的冷却要求。

通过对其余工况进行仿真分析，发动机亦能在其他工况处于较佳的工作温度。

图7 重新匹配参数后，工况4冷却液温度变化情况。

基于AMESim的纯电动汽车动力性能仿真纯电动汽车研发需要多领域建模仿真工具支持。

文章分析了AMESim高级工程建模与仿真平台在建立多物理领域系统级模型方面优势，在AMESim中以图像化建模方式搭建了纯电动汽车整车模型，主要包括电池组、动力系统、控制器及行驶工况等模型，并对该模型进行动力性能仿真。

仿真结果表明该纯电动汽车模型具有较高的精确度和较短的建模周期，能够为纯电动汽车的研制提供参考。

标签：AMESim；纯电动汽车；动力性能；仿真引言电动汽车是一个复杂的系统，它集成了多个子系统如车身、电力驱动、能源及能量管理等。

电动汽车技术涉及多个学科领域，包括电力电子学、机械动力学工程、控制理论和化学等，在开发电动汽车初期，采用计算机建模与仿真的方法可以有效降低研发成本与缩短研发周期[1]。

AMESim是一种高级工程建模与仿真平台，它提供了一个完整的时域仿真建模环境和强大而完备的多物理领域图形化模型元件库，相对其他诸多汽车专用仿真软件如ADVISOR等，AMESim具有更强大的扩展性，且能够自动选择最优算法进行仿真计算，大大提高了建模仿真的效率[2]。

电动汽车以电能作为驱动能量，因其零排放，零污染的优势使其成为开发和研究绿色汽车的主流。

用于发电的一切能源都可以作为电动汽车的使用能源，摆脱了对石油资源的依赖，从而缓解了日益严重的石油危机。

与传统内燃机汽车相比，电动汽车虽然节能环保，但车辆的动力性能不是很好。

因此，研究电动汽车的动力性能十分必要[3]。

1 纯电动汽车整车仿真模型纯电动汽车整车模型由电源、电机、控制单元、变速及减速单元、车辆、模拟驾驶等子系统模型组成，仿真模型如图1所示。

主要子系统模型描述如下。

1.1 电源模型当电机的电功率Pelec大于损失功率Plost时，电机处于电动机模式；当电机的机械功率Pmec大于损失功率Plost时，电机处于发电机模式。

1.3 控制单元模型控制单元模型负责接收来自模拟驾驶模型的信息（加速、制动命令）以及电机模型的信息（速度）并进行分析计算，以实现电池能量消耗的最小化。

基于AMESim的轮式装载机动力总成匹配仿真分析王峰，王迎波，张军，郝鹏飞，刘海鹏（潍柴动力股份有限公司，山东潍坊261205）摘要：以AMESim仿真软件为平台，建立了包括发动机、液力变矩器、变速箱和液压泵等轮式装载机整车模型，设置了主要的参数，在AMESim环境下进行了整机的动力性和燃油经济性仿真分析计算，并采用实验的方法对仿真模型进行改进和参数的修正。

通过与实验结果的对比分析，表明仿真结果的误差在7%以内，因此形成了一套实用高效的研究装载机动力总成匹配优化的方法。

同时，在评价柴油机与液力变矩器共同工作性能方面有指导性的建议，对优化装载机动力匹配，提高装载机的动力性和经济性有着突出的作用。

关键词：仿真软件；动力性；经济性；动力总成；匹配优化中图分类号：TH243；TP391．9文献标志码：B文章编号：1671-5276（2015）03-0120-03Simulation and Anslysis of Powertrain Matching of Wheel Loader Based on AMESim WANG Feng，WANG Ying-bo，ZHANG jun，HAO Peng-fei，LIU Hai-peng（Weichai Power Co．，Ltd．，Weifang261205，China）Abstract：Based on the AMESim simulation software，this paper builds the whole vehicle model of the wheel loader，including en-gine，torque converter，gear box and hydraulic pump．The main parameters are set up．The duration and fuel economy of the ma-chine are simulated by the software of AMESim．And the experimental method is also used in the improvement of the parameters of the simulation model．By comparison with experimental results，the error of simulation results is with in7%．So it is a set of practical and efficient loader powertrain matching optimization method．At the same time，a suggestion on evaluation of diesel engine and hy-draulic torque converter working performance is offered．This suggestion plays a prominent role in optimization of lader power matc-hing and improvement of the duration and economy of the loader．Keywords：simulation software；duration；economy；powertrain matching；optimum matching0引言动力性和经济性是评价装载机的主要性能指标，而这些主要取决于整车的动力系统和传动系统的合理匹配［1］。

基于AMESim的柴油发电机组建模与仿真1 前言某些特殊用途的柴油发电机组常在变工况下运行, 须对其动态过程进行研究, 以确定机组的瞬态响应特性能否满足系统的要求。

而对柴油发电机组进行试验研究的工作量大、成本高且受试验条件的限制, 因此有必要对其进行仿真研究。

随着仿真技术和仿真方法的不断发展和改进、柴油发电机组建模理论的不断完善, 目前可以建立精度较高的柴油发电机组仿真模型, 对机组进行仿真研究, 以弥补试验研究的不足。

长期以来, 对柴油发电机组工作过程的仿真,大多是建立其用微分方程表示的数学模型, 然后编制程序并运行, 这样做可以得到较高的仿真精度但是编程调试的工作量很大, 仿真结果的分析也比较麻烦。

本文对柴油发电机组的仿真是利用系统建模与仿真软件AMESim来实现的, 用AMESim对柴油发电机组进行仿真既不需要建立微分方程也无需编程, 仿真结果的分析也很方便, 可以动态显示每一个参数的变化, 同时还可以将仿真结果存为数据文件。

2 仿真计算理论2.1 系统划分将柴油发电机组划分为气缸、进排气系统、中冷器、涡轮增压器、调速器、供油装置和发电机负载等系统, 如图1所示。

图1 柴油发电机组模型2.2 工质的物理属性对液态工质即柴油, 用C12H26代表其成分, 计算时假设其物理属性在工作过程中不发生变化, 即柴油的低热值、密度、汽化潜热和汽化温度等都作为已知条件输入。

气态工质是空气、气态燃油和已燃废气的混合物, 其工作过程中的物理属性与每种气体各自的属性和所占的质量分数有关。

计算时假设: 各容积中气体的混合是均匀的, 工质是理想气体, 每种气体的物理属性都只与温度有关, 是温度的二次多项式函数, 即:以上各式中: ΔT =T - T0 , T0 为设定温度, T为实际温度; μ为绝对黏度, m u0 为设定温度下的绝对黏度; cp 为比定压热容, cp0为设定温度下的比定压热容; λ为热传导率, lam0 设定温度下的热传导率; r为理想气体常数; ρ为气体密度; cV 为比定容热容; 其余变量为系数。

2010年7月第38卷第13期机床与液压MACH I NE TOOL &HYDRAUL I CSJul 2010V ol 38No 13DO I :10.3969/j issn 1001-3881 2010 13 037收稿日期:2010-04-23基金项目:国家 863 高技术产业化研究资助项目(2007AA041803);上海市数字化汽车车身工程重点实验室开放课题基金资助(MS V 2009 02);十一五科技支撑计划资助项目(2006B AF01B03 01)作者简介:文哲(1985 ),男,硕士研究生,主要研究方向为轴向柱塞泵变量控制。

通讯作者:徐兵,E -m ai:l bxu @zju edu cn 。

基于AMES im 恒功率泵的动静态特性仿真分析文哲,徐兵(浙江大学流体传动及控制国家重点实验室,浙江杭州310027)摘要:以压力流量功率复合控制泵的功率控制部分为研究对象,利用AM ESi m 搭建压力流量功率复合控制泵的整体仿真模型,针对影响其功率控制部分动静态特性的几个关键因素 流量阀弹簧刚度、功率阀阀芯三角槽数进行变参分析。

仿真结果表明:增大流量阀弹簧刚度,可以改善功率控制范围内斜盘摆角的动态特性;增加功率阀阀芯三角槽个数,可以减小最小功率值,从一定程度上增大功率控制范围。

关键词:恒功率;轴向柱塞泵;动态特性;静态工作曲线中图分类号:TH137 51!!文献标识码:A !!文章编号:1001-3881(2010)13-122-6Dyna m ic and Static Sim ulation Analysis of ConstantPower Pu mp Based on Am esi mW E N Zhe ,XU B ing(State Key Lab of Flui d Po w er Trans m i s si o n and Contro l of Zhe jiang Un i v ersity ,H angzhou Zhe jiang 310027,Ch i n a)Abstrac t :T he po w er con tro l pa rt o f pressure /flow /powe r con tro l pump as the st udy object ,t he m ode l of t he pump w as co m pletely bu ilt i n AM ESi m for s i m u l a tion .A lter i ng para m eter ana l ys i s was perfor m ed for several key factors that i nfl uence t he dynam ic and sta ti c cha racte ristics o f the power control part of t he pu m p ,such as spr i ng stiff ness of flow ra te v alve and the nu m ber o f the tr iangu l a r g rooves o f the powe r va l ve spoo.l T he si m ulati on resu lts sho w tha t t he dynam ic and static character istics of the s w ash p l a te ang le i n rang e o f pow er contro l are i m proved by i ncreasi ng the spri ng stiffness o f flow ra te v alve ;the m i ni m u m pow er va l ue is reduced and the rang e o f pow er contro l i s broadened to a cer tai n ex tent by i ncreas i ng the number of t he triangular grooves of t he pow er valve spoo.lK eyword s :Constant pow er ;A x ial pist on pu m p ;Dyna m i c charac teristi c ;Static curve!!恒功率控制泵是提高液压系统节能效率的关键元件,可以在特定工况下减少原动机功率的浪费,具有良好的节能效果。

发动机起动供油系统分析及 AMESim建模仿真摘要：发动机起动性能与发动机起动供油特性密切相关。

以发动机起动供油系统为研究对象，建立数学模型，并基于AMESim软件建立了起动供油系统的仿真模型。

通过模型仿真，分析了对起动供油特性影响较大的部件—定压活门，得到了定压活门的弹簧预紧力和节流孔直径对起动供油特性的影响，证明了使用AMESim软件对航空发动机燃油调节器建模分析的可行性。

关键词：航空发动机；燃油调节器；起动供油特性；AMESim仿真引言发动机起动喷嘴由燃油调节器供油，起动供油特性直接影响发动机起动特性。

以起动供油系统为研究对象，建立数学模型，并基于AMESim软件建立了其仿真模型，对其供油特性进行了较为深入的研究，为航空发动机燃油调节器起动供油装置的设计研究和故障分析提供新的技术手段和依据。

1起动供油系统数学模型以流量连续方程和力平衡方程为基础，建立对该燃油调节器起动供油装置的数学模型。

1.1定压活门数学模型1.1.1定压活门流量连续方程通过定压活门型孔的燃油流量按以下公式计算：（1）（2）式中：为起动供油体积流量，为通过定压活门型孔的燃油体积流量，为通过定压活门节流孔的燃油体积流量，和为燃油通道的流量系数，为燃油密度，为定压活门型孔节流面积，为定压活门节流孔节流面积。

定压活门、衬套型孔结构如图4所示，设定活门型孔初始开度为，则有：（3）式中：为定压活门衬套型孔宽度，B为定压活门衬套型孔，长度，为活门位移。

图4 定压活门型孔结构设定压活门节流孔直径为，则：（4）1.1.2定压活门力平衡方程定压活门受力如图5所示，忽略库伦摩擦力和瞬态液动力，活门的力平衡方程可简化为：（5）式中：为活门进油侧等效面积，为活门弹簧腔一侧等效面积，K为弹簧刚度，为弹簧预压缩量。

图 5 定压活门受力示意2喷嘴挡板数学模型只考虑喷嘴挡板的液压特性,通过喷嘴挡板的燃油流量服从以下公式：（6）式中：为燃油通道的流量系数，为燃油密度，喷嘴挡板的节流面积，为喷嘴后压力。

基于Amesim传统汽车整车能量流的仿真分析[摘要]为了减少传统燃油汽车的燃油消耗量，本文对传统汽车各系统及部件的能量消耗进行了研究。

研究整车在行驶过程中能量流的变化，可进一步完善整车的综合能量流管理。

以提高整车经济性为目标，提出了基于Amesim软件整车能量流的仿真分析方法，分别建立了发动机、冷却系统、润滑系统、传动系统以及驾驶系统模型，并对各子系统进行了耦合，建立了整车能量流分析模型，从能量流角度 ，分析了在NEDC工况下整车的总能量和各系统的能量需求。

提出了降低系统能量消耗、验证系统优化方案的分析与验证方法。

[关键词] 传统汽车能量流 经济性 仿真 优化Energy Flow Simulation and Analysis of Traditional Vehiclebase on Amesim SoftwareABSTRACT – In order to reduce the fuel consumption of the traditional fuel vehicles, the energy consumption of the system and the components of the traditional vehicle is studied in this paper. The research on the energy flow of the whole vehicle during the driving process can further improve the integrated energy flow management of the vehicle. Regard the improvement of the fuel economy as the goal, the method of simulation and analysis of vehicle energy flow is proposed based on the Amesim software. The engine, cooling system, lubricating system, transmission system and driving system model are established respectively, and the subsystems are coupled, and then, the vehicle energy flow analysis model is established. From the perspective of energy flow, the energy demand of whole vehicle and the subsystems is analyzed base on NEDC. The analysis and verification methods for reducing energy consumption and verifying system optimization are proposed.KEYWORDS – Traditional Vehicle, Energy Flow, Economy, Simulation, Analysis1前言近年来，我国经济持续快速发展汽车销量快速增长，同时也带来了燃油消耗和环境污染等问题，汽车节能化发展成为汽车行业的迫切需求。