AVL_EXCITE_Piston_and_Rings学习整理
- 格式:pdf
- 大小:1.42 MB
- 文档页数:25
A VL EXCITE软件在发动机机油盘结构噪声优化中的应用李凤琴李占辉张磊艾晓玉薛军平重庆长安汽车股份有限公司汽车工程研究总院(重庆, 400023)摘要:针对某发动机在台架试验过程中出现的NVH问题,应用A VL EXCITE多体动力学软件和通用有限元软件、边界元软件软件,对发动机表面振动和噪声水平进行评估,重现了发动机的NVH弱点,找出机油盘是降噪关键点,并进行机油盘的结构优化,最终得到合格的产品。
台架试验结果证明了仿真优化方案的合理性。
关键词:机油盘振动噪声结构优化主要软件:MSC.Nastran;A VL EXCITE;LMS Virtual. Lab;1前言随着对环境要求的不断提高和汽车工业的蓬勃发展,世界各国对汽车噪声污染的控制越来越严,人们对汽车舒适性的要求越来越高,汽车振动和噪声已成为衡量汽车性能的重要指标[1-3]。
发动机是汽车最主要的振动与噪声源,是否具有良好的噪声、振动和行驶平顺性(noise,vibration and harshness简写为NVH)现在已成为决定发动机能否被市场接受的重要条件。
随着发动机向高速、大功率、高效率方向的发展,解决发动机的排放和噪声污染显得更加迫切,因此,开展降低发动机噪声的研究具有十分重要的现实意义。
发动机噪声作为汽车的一个主要噪声源,而发动机三大罩壳(缸盖罩、正时罩和机油盘)又往往是主要的噪声辐射源[4,5]。
其中,机油盘的辐射噪声有时可占发动机总噪声的15%~ 22%[6]。
因此降低机油盘的辐射噪声对降低发动机整体噪声有着重要的意义。
对机油盘结构噪声进行优化主要采用虚拟预测方法[7,8,9],这种方法可以很好地对机油盘压痕筋的布置进行优化,从而改变机油盘的固有频率和振型,优化后机油盘辐射噪声得到了大幅度降低。
某发动机在台架试验中发现整机NVH性能较差,不能完全满足开发目标,需要整改。
本文应用有限元法(FEM)、多体动力学(MBS)和边界元法(BEM)相结合的虚拟仿真技术,对该发动机整机进行结构振动噪声分析,找出了机油盘就是噪声源,并对其进行优化分析,最终得到NVH性能较好产品。
变速器维修后ECU学习值重置和换挡再学习今天来聊一聊汽车变速器维修后的一个有趣事儿——ECU学习值重置和换挡再学习。
这就好比我们的小脑袋在学习新东西一样,汽车的ECU(电子控制单元,你就把它想象成汽车的小脑袋)在变速器维修后,也得重新学习怎么更好地工作。
先来说说ECU学习值重置。
想象一下,ECU就像一个很聪明的小管家,它会记住汽车平时是怎么跑的,变速器是怎么换挡的。
可是,当变速器维修后,就好像给汽车换了一双新鞋子,这个小管家之前记住的一些东西可能就不太对,所以得把它的记忆“擦一擦”,重新开始学习。
比如说,有一辆小汽车,它的变速器出了点小毛病,修好之后,ECU里面原来记着的换挡时间和方式可能就不适合新修好的变速器。
这时候,就需要把ECU的学习值重置一下。
就好像我们换了新的作业本,要在上面重新开始写新的内容一样。
一般,维修师傅会用专门的工具,就像我们用橡皮擦一样,把ECU里原来的一些数据擦掉,让它能重新开始学习汽车现在的状态。
那什么是换挡再学习?这就更有意思!换挡再学习就像是让ECU这个小管家去适应新鞋子的感觉。
它得知道什么时候该换挡,怎么换挡才能让汽车跑得又快又稳。
还是拿刚才那辆小汽车举例。
在ECU学习值重置之后,它就开始了换挡再学习的过程。
维修师傅会开着车在路上跑一跑,一会儿加速,一会儿减速,就像我们在操场上跑步,一会儿快跑,一会儿慢跑一样。
在这个过程中,ECU会根据汽车的速度、发动机的声音等各种情况,去感受什么时候换挡最合适。
比如说,当汽车加速到一定速度的时候,ECU会试着换一个档,看看汽车跑起来顺不顺。
如果感觉有点别扭,它就会再调整一下,直到找到最舒服的换挡时机。
现在你们知道变速器维修后,ECU学习值重置和换挡再学习是怎么回事了?这就像是给汽车的小脑袋一个重新学习的机会,让它能更好地带着汽车在路上欢快地奔跑!。
应用Excite Designer 进行曲轴轴系分析彭北京(浙江钱江摩托股份有限公司,浙江省台州温岭市万昌路318号)摘 要:本文运用A VL-Excite Designer 对某直列四缸发动机曲轴轴系进行了模拟分析,得到曲轴主轴承设计间隙下限情况下的各主轴承相关参数。
同时就主轴承间隙对最小油膜厚度和最大油膜压力的影响进行了对比分析,得到了最佳的主轴承设计间隙,为曲轴主轴承的间隙设计提供了依据。
关键词关键词::发动机,轴承,轴承间隙,最小油膜厚度,最大油膜压力 主要软件主要软件::A VL Excite Designer1 前言曲轴轴系是发动机中重要的部件之一,是发动机的脊柱,是承受冲击载荷、传递动力的关键零件。
曲轴的性能除与曲轴本身的材质、强度、强化工艺有关外,还与曲轴轴承的工作情况、整个曲轴系的扭转振动情况都有密切的关系。
因此曲轴的设计应即要保证曲轴的可靠性,又同时要兼顾轴承工作情况、扭转振动性能。
本文结合某直列四缸发动机曲轴轴系的实际结构,分析了曲轴主轴承设计间隙下限情况下的各主轴承相关参数,同时就主轴承间隙对最小油膜厚度和最大油膜压力的影响进行了对比分析,得到了最佳的主轴承设计间隙,为曲轴主轴承的间隙设计提供了依据。
2 Excite Designer 轴系模型2.2.11 曲轴曲轴轴轴系几何系几何实体实体实体模型模型模型图1 曲轴轴系几何实体模型此发动机曲轴为直列四缸、八平衡块“完全”平衡、四曲拐平面布置结构。
2.2 Excite Designer 轴系模型概述根据发动机曲轴系的实际结构进行建模,模型都为简化模型,包括活塞、活塞销、连杆、曲轴、整机模块,其中曲轴的模型分解成主轴颈、曲柄臂、连杆轴颈、平衡重等,同时还附加了飞轮,Excite Designer 建立模型时采用的是扭振当量系统:集中质量----弹簧----阻尼系统。
并作相应的简化和假设。
见下图2。
图2 发动机曲轴轴系Excite Designer 模型2.2.3 3 3 缸内爆发压力曲线缸内爆发压力曲线缸内爆发压力曲线不同转速下的缸内爆发压力曲线,见下图3。
A VL—Fire 教程——整理+总结1.AVL公司软件基本介绍:(1)发动机性能分析软件:Boost——一维发动机工作过程循环模拟分析计算BOOST应用:BOOST是一个功能强大,截面友好的发动机稳态和瞬态性能分析软件。
它包含下述四个模块:a.BOOST发动机性能分析模块,可以进行l各种发动机草案的对比l针对发动机输出功率、扭矩和燃油消耗的要求进行发动机部件的设计优化,例如进气系统、排气系统、气门尺寸等l优化气门正时和凸轮型线l增压系统的设计l考虑整车特性和驾驶员状况对瞬态性能评价(加速/加载、减速/减载)l燃烧分析工具,对试验测得的示功图进行分析得到气缸的放热率曲线l与优化软件ISIGHT的接口设置,进行发动机性能的优化方案的选择l使用非线性声学分析方法进行消音器的结构优化,这个模块中的消音器与整机进行联合计算,因此得到的是发动机整机在特点工况下的进排气噪音b.BOOST线性声学分析模块:c.BOOST尾气净化装置模块d.BOOST的热网格生成器模块(TNG)Fame——自动网格生成器FAME里基于八叉树过程的自动网格生成工具可实现又快又稳定的网格生成。
网格建立过程的算法对表面质量不敏感。
只要表面的缝隙宽度不超过该处网格的大小,就不会影响网格的自动生成。
FAME也提供了一系列修补工具,可对不符合要求的CAD数据进行修正。
CAD数据一般通过STL接口读入。
体网格则可以SWIFT v2,Nastran,Ideas和Star-CD的格式读入。
网格种类和局部细化策略可由用户选择:可生成六面体,四面体或混合型网格,不同部分的网格可通过一一对应或任意交界面方式连接。
一旦选定网格生成策略,网格建成后带有用户定义的贴体网格层数以确保计算结果的高精度。
FAME Advanced Hybrid这种网格生成工具有自动识别模型大小的功能,能有效地处理局部结构尺寸差别很大的模型,如对于模型的某些比起其它部位要小很多的部位它能自动识别到,并作相应的网格细化。
A VL Fire软件的使用教程点1.Number of closure levels是指的细化程度。
2.●准备stl 文件(Pro/E 模型save as) 0-3 天取决于CAD 模型的好坏● 建立2D 初始拓扑网格 4 天用MSC/Patran 或Hypermesh● 产生3D 初始拓扑网格半天用MSC/Patran 或Hypermesh● 用FAME 完成网格 1 天 AVL FAME● 检查调整网格质量(付体积、雅可比等)半天 AVL FAME● 修正坏单元( 分成四面体单元等方法) 半天用MSC/Patran 或Hypermesh。
这是AVL 进行项目分析时的一个参照时间。
由于后期可能会进行10-20 个改动方案的计算,以便确定最优方案,所以只要在原初始拓扑的基础上稍加改动,便可产生新的优质网格,大大缩减改动方案的网格划分所需时间。
同时由于六面体的计算机资源也占用得少,计算速度也快,大大加快了项目的分析进度。
工程师可把主要时间用于接触定义、边界定义和结果处理等,将精力集中在优化设计方案的分析和筛选上。
可用MSC/Patran 或Hypermesh 做初始拓扑,网格能匀称地跨越几何表面为佳(一般网格节点离表面2mm 左右).用于EXCITE 悬置振动响应计算的整机网格,控制在1 万单元以内;EXCITE 噪声计算的网格控制在5 万单元以内,可使用与壳单元的联合网格。
静力分析(变形和应力)中,切割出CAD 模型的分析区,比如:可以是半个缸体,也可以是整个机体裙部和油底壳等,由分析目标而定。
根据结构做不同拉伸方向的拓扑,最后完成的网格一般可控制在80-100 万以内。
3.网格质量的检查过程与注意的问题:1】在工作域上选择体积网格。
2】在FH 应用工具栏的info 中选择Checks。
3】Required checks 这一栏里的选项是必须要检查的,选择上所有的选项,如下图所示,在Recommended checks这一栏中是推荐用户进行选择的。
2020年7月AVL Simulation Suite是AVL公司推出的一款功能强大的仿真套件,包含了AVL BOOST、AVL CRUISE、CRUISE M、AVL FIRE、AVL EXCITE等多个仿真模块,其中AVL BOOST完全集成的IC引擎仿真软件,能够提供先进的模型,可以准确预测发动机性能,排气管排放和声学;AVL CRUISE是一种灵活的车辆传动系统模拟解决方案;CRUISE M是一种多学科的车辆系统仿真工具,可以在办公室中用于动力总成概念分析,子系统设计和虚拟组件集成;AVL FIRE则是用于内燃机的领先的计算流体动力学(CFD)模拟软件包,是开发电动动力总成主要组件的有力工具。
新版本的AVL Simulation Suite 2019 R2带来了全新的功能和改进,可以大幅度的提高用户的工作效率。
主要准备数据⏹几何结构◆管道数据,包括管道的长度,直径,弯曲半径◆汽缸数据,包括缸径,冲程,压缩比,连杆长度,活塞销偏心,气道表面积,缸头表面积,活塞表面积,气门座直径,气门升程,气门间隙◆中冷器结构及流动性能参数◆涡轮增压器的涡轮机和压气机的map 图◆空滤器结构及流动性能参数◆催化转化器结构及流动参数⏹试验数据◆试验过程中的环境压力和温度◆试验的油耗,功率,扭矩◆试验的涡轮机数据,包括涡前涡后的温度和压力以及压前压后的温度和压力软件界面介绍菜单栏快捷方式当前模型元件树元件库(双击可将元件加载到模型区域)模型区域信息栏主要元件介绍在page setup 中定义图形纸张的大小,方向,节点的大小和节点单位等软件操作基本步骤步骤1 :图形建模1. 将元件布置到建模区域2. 用管道连接各个元件3. 布置测量点4. 确定计算充气效率的参考点步骤2 :输入参数1. 全局参数2. 各个元件的参数步骤3 :计算模型步骤4 :分析计算结果,改进模型1、图形建模充气效率参考点注意管路方向测量点操作说明:⏹双击Element元件可对模块参数进行定义单击选中模块后可以移动和缩放⏹调整连接管道位置时,按下Shift可以关闭节点对齐功能⏹元件位置的微调要按住shift,R键可以旋转⏹管道连接时:黑色点表示流体接口,蓝色点表示信号连接,橙色点表示机械连接,绿色点表示后处理管路连接⏹管道连接时注意管道的方向,一般应与流动方向一致⏹凡是元件有方向性时,其连接点时带有方向的三角形⏹选中元件连接节点,拖动鼠标可以将连接点移动到合适的位置Copy Data元件参数设置时,有相同结构参数的多个元件可采用copy data功能减少数据输入的工作量◆选中元件◆Element菜单可用◆选择Copy Data◆在弹出的窗体中copy参数给相同对象2、输入参数2、输入参数-全局参数全局参数模型计算任务计算收敛控制循环仿真(换气、性能相关)后处理仿真(排放相关)NVH仿真(噪音相关)2、输入参数-全局参数全局参数计算收敛控制模型管道网格精度定义物质性质⏹Classic是缺省设置,主要用于常用的发动机的工作过程计算,在这种设置下程序在这种设置下程序在这种设置下程序在这种设置下程序所考虑的物质成分是燃烧产物,新鲜空气和燃油蒸汽⏹General 用户自定义物质成分,并且也可以自定义各物质之间的反应方程以及反应系数,对应某些化学反应速率不能忽视的燃烧概念比如HCCI ,可以应用这种方式,另外也能够定义详细的排放物生成反应模型。
A VL Excite Designer在内燃机概念设计中的应用张鹏伟 李京鲁(潍柴动力杭州研发中心 杭州学院路50号 310012)摘要:随着内燃机强化程度的不断增加,概念设计在内燃机的研发过程中占有重要的地位,本文采用A VL Excite Designer软件对高强化内燃机概念设计阶段进行曲轴系扭振和轴承负荷计算分析。
关键词:扭振轴承负荷主要软件:A VL Excite Designer1 序言在内燃机设计初期过程中,概念设计起着指导性作用,概念设计决定着整体方案的布置,决定着后续设计的方向。
概念设计阶段模型仅包括主要零部件的曲线、表面及基本3D实体模型,通常不包括拔模角、分模线、圆角等。
概念设计多以1D分析为主,以基本结构和基本参数为输入,通过CAE方法确定内燃机的基本性能、曲轴系的布置等。
A VL Excite Designer输入数据简单,求解方便、快速、省时,因此本文对某内燃机提高爆压和加大行程后的轴系进行扭转振动和轴承负荷分析,从而确定改进的可行性。
2 轴系扭振动力学模型轴系动力学模型包括曲轴、飞轮、皮带轮、减振器、连杆活塞等运动零件。
将上述的内燃机的实际零部件在A VL Excite Designer中进行连接建立相应的轴系动力学模型。
图1 曲轴系实体模型图2 Excite Designer中轴系离散模型图3 轴系扭振等效计算模型3 模型数据3.1 质量和惯量数据在Designer 中建立轴系动力学计算模型,需要输入相应数据。
软件中将整体连续曲轴离散成主轴颈、连杆轴颈、曲柄臂、平衡重等,分别输入轴颈的直径和长度,曲柄臂和平衡重输入质量和惯量数据。
由于内燃机部件形状复杂,传统上内燃机的惯量、刚度计算均采用经验公式法。
目前,借助商品化的三维建模软件,如Pro/E ,UG-II ,可以方便地计算出内燃机内部回转件的惯量。
内燃机内部的运动部件,除存在简单的回转运动外,还存在着活塞的往复直线运动和连杆的平面运动,它们均会对系统的扭振产生影响。
AVL EXCITE Piston &Rings 软件学习交流1.1 概述EXCITE Piston & Rings软件是AVL Workspace系统中的一个应用软件模块,为原GLIDE的升级版本,该系统具有常规的友好用户界面的模拟环境。
模型通过使用通用的图形块编辑器而建立,用预制模板生成2D 曲线和3D 动画结果。
图1-1给出了活塞组件的模拟模型。
图1-1 活塞组件模型作为GLIDE的新版本,软件增加了一些新功能,主要有:(1)增加了润滑油种类的选择;(2)增加了燃气压力曲线或热力边界随转速变化的插值;(3)增加了便准报告输出;(4)增加了Crank train global对话框图片显示,如图1-2;(5)可定义多个活塞型线和缸套型线,选择使用。
图1-2 Crank Train Globals对话框及图片显示EXCITE Piston & Rings模块专门针对往复式内燃机活塞系统运动特性进行开发设计。
软件可以进行高效的活塞运动分析模拟计算,不论是针对单体活塞还是复合结构活塞,都能进行特性分析,给出可信的结果。
软件中的解析公式认为活塞-缸套的分界面为块状质量,具有三个自由度。
模型可模拟单体活塞或者复合式活塞,并加上刚性联结的连杆后,模型建立完成。
活塞的运动由缸套来约束,关于三维的活塞-缸套相互作用关系,软件考虑了活塞和缸套在轴向和周向的形状。
活塞轮廓线在径向方向上还具有弹性。
在三维活塞-缸套相互作用仿真中,活塞和缸套视为集中质量,并考虑活塞和缸套表面的轴向和周向轮廓,以及活塞径向刚度。
活塞的运动受到气缸压力、惯性力、绕活塞销轴线的转动力矩、连杆的反作用力和摩擦力等的影响。
对活塞动力学分析,软件能对燃烧运行的发动机活塞、活塞环、缸套组件进行二阶运动分析,获得活塞运动的动态成分:弹性接触力、摩擦损失和动能。
因此,计算结果也显示了优化目标,如:降低摩擦损失和磨损、减小活塞敲击噪声、减小缸套穴蚀等。
在此基础上,可以进行活塞环的动态分析和机油消耗模拟分析。
通过联结发动机结构强迫振动分析软件,还可进一步对活塞敲击噪声进行预测。
发动机活塞环的密封效果影响漏气量和机油消耗,为了实现优化设计目标,有必要对活塞环动力学进行精确分析。
本软件可以精确模拟活塞环及环槽几何形状特性,对活塞环和活塞、缸套之间的动力润滑特性进行模拟分析,给出发动机在特定工况下活塞组件之间的相互作用情况,包括活塞环缸套之间的相互作用力、各环的油膜分布状况和油膜压力等;软件可以分析改进设计前后的活塞和活塞环,了解设计改进对机油消耗、漏气量和摩擦的影响。
计算考虑了活塞径向运动和摆动、环惯性、活塞-活塞环-缸套之间的摩擦及燃气经环的迷宫窜入曲轴箱的气体流动等动载因素对环运动的影响。
1.2 模型假设作为功能强大的计算分析软件,AVL EXCITE Piston & Rings在计算时,进行了多项假设,具体如下:对活塞动力学:(1)仅考虑在TS和ATS构成的平面中的活塞运动:仅列出该平面中的动力学方程;(2)曲轴恒速旋转:不考虑任何转速不均匀性造成的影响;(3)为简化模型,缸套、连杆和曲轴都是刚性的,绞连接间隙为零;(4)活塞和缸套多项式轮廓:用多项式来拟合表面,并进行插值;(5)径向弹性体活塞:仅考虑活塞在半径上的变形,用径向刚度来表明其在一定力作用下的变形;(6)活塞与缸套见阻尼力,取决于变形速度;(7)活塞/环侧/缸套间和连杆轴承处的摩擦系数,用Stribeck 摩擦函数:与相对速度和方向有关的函数;)(2v D Cv B v A v f ⋅++⋅+⋅=µ (1-1) 式中:µ-摩擦系数; v -动力粘度,Pa.s ;A 、B 、C 、D-相关系数。
对于中速柴油机,活塞/缸套间的摩擦函数,相关参数取值如下:A 取0.057s/mm ,B 取0,C 取1500mm/s ,D 取3.6e-006s/mm 。
连杆大头处A 取0,B 取500,C 取0,D 取0。
连杆小头处A 取0.5s/mm,B 取0,C 取200mm/s,D 取2e-005s/mm 。
(8)活塞环/缸套间摩擦力根据FVV 的摩擦参数:与活塞直径、活塞轴向速度,运动方向、润滑油温度、燃烧压力(1-2)对活塞环动力学:(1)一般假设在推力和反推力面同时计算;沿轴向定常条件;径向摩擦力和摩擦函数。
(2)考虑气体流动与节流阀连接的容积系统的拟静态分析;等热流动。
(3)考虑液体动力学平面滑块;牛顿流体特性;图1-3 活塞环组近似容积系统示意图 图1-4 液体动力学雷诺方程示意图 液体流动的计算是基于平滑块的雷诺方程:th t h U x p h x ∂∂⋅⋅+∂∂⋅⋅⋅=∂∂⋅⋅∂∂ηη126)(3 (1-3) 式中:η-机油粘度;h -油膜厚度;p -油膜压力;U -相对速度。
该公式说明了油膜厚度、油膜压力、相对速度、机油粘度在时间(t )和空间(x )上的相互关系。
油膜流动的雷诺方程示意图见1-4。
1.3 软件功能简介由于专门针对往复式内燃机活塞系统运动特性进行开发设计,因而具有很强的专业性。
软件可以进行活塞动力学的分析,计算出活塞运动的动态成分,包括活塞销的运动速度和加速度,活塞敲击动能、活塞侧向位移量、侧向运动速度和加速度、活塞摆角、摆头的速度和加速度等运动参数以及活塞-缸套之间的弹性接触力、活塞-活塞环之间的弹性接触力、惯性力等力的参数。
软件可以进行活塞环组的动力学分析,可以获得窜气量的动态数据和总的数据,进行机油消耗的分析,获得油膜分布的情况,通过动态显示可以获得活塞及活塞环的3D 动画显示,在理论上有针对性的提供改进方向。
根据相关分析结果,可以对活塞环组的设计提供参考依据。
通过联结发动机结构强迫振动分析软件,还可进一步对活塞敲击噪声进行预测。
通过活塞/环/缸套间摩擦力的分析,可以对摩擦副的运行情况进行综合判定,对摩擦副的磨损状况进行分析,找到磨损较严重的区域以及确定优化方向。
对一些设计参数,可以进行趋势性分析,找到相关变量的内在联系,获得对比结果,为优化设计提供参考。
如活塞,可以针对裙部高度、裙部型线、刚度大小、接触区域、火力岸高度、环槽结构等多个参数进行理论结合实际的改动,确定理想的结构特性。
活塞环,则可以针对活塞环运动表面型线结构、环高、环端间隙和倒角、环开口位置等具体参数进行对比分析,以期获得较好的结构,同时针对环组的具体配合,得到合适的活塞环组结构。
1.4 数据流程软件应用时,相关数据具有一定的内在逻辑联系,总的流程处理如图1-5所示。
图1-5 软件运行数据流1.4.1 活塞动力学分析数据输入活塞动力学分析是软件最基本的一项功能,根据具体活塞的结构特点选择软件模块建立如图1-1所示的活塞组件模型,在此基础上进行相关参数的设置。
(1)Crank Train Globals数据设置缸径、曲柄半径、连杆长度、活塞销的偏心量、活塞销中心距离活塞顶部的距离、冲程数等参数在Crank Train Globals对话框中设定,如下图。
图1-6 Crank Train Globals对话框参数设置对于某些发动机结构布置,缸套中心线与曲柄半径间存在夹角,如图,在Clinder Angle中设定;活塞销孔中心与缸套中心线存在偏移时,如果销孔中心向副承压面方向(ATS)偏移,则偏移量取正值,反之,销孔中心向主承压面方向(TS)偏移,则偏移量取负值;曲轴中心线与缸套中心线偏移的数值正负也同销孔偏心量的设置。
(2)缸内爆发压力数据导入缸内爆发压力数据作为一组重要参数,直接关系到活塞-活塞环-缸套系统之间的相互作用状况,必须给出准确的数值。
一般通过实验测量获得缸内爆发压力数据,给出具体转速下缸内爆发压力随曲轴转角变化关系数值,曲轴转角间隔一般取1°CA,并准确导入模型。
其中,曲轴转角的设置应该保持720度转角下的封闭,如图1-7所示,若曲轴转角设置从-90°CA开始,则终止于630°CA。
其中0°CA为压缩上止点,0°CA -180°CA为做功冲程,180°CA-360°CA为排气冲程,360°CA-540°CA为进气冲程,540°CA -720°CA为压缩冲程,这里-90°CA等同于630°CA。
图1-7 缸内爆发压力数据输入缸内爆发压力设置为随曲轴转角转动,在图1-7中左上角通过右键可以添加不同转速。
其中,数据导入时应保存为*.dat格式或者*.txt文本文档格式,以便软件导入,顺序为曲轴转角-缸内燃气压力-曲轴箱内压力,导入后系统自动生成数据下方的曲线,数据输入时应注意单位,通过鼠标左键和鼠标右键单击单位的位置可以进行更改,鼠标左击单位的位置为强行更改,即数字不变,改变单位。
鼠标右键单击单位的位置,点击想要的单位,则为换算关系,数值本身没变。
这点在软件任何可以更改单位的地方都是相同的。
(3)热力学数据参数输入热力学数据涉及燃气温度、换热系数、涡流比等参数,热力学数据的准确与否,对后续工作特别是机油消耗的数据影响最大。
一般通过AVL Boost软件获得燃气温度、换热系数的数据,参照AVL软件本身自带的Mono128例子,柴油机的涡流比设定为1.8。
数据的导入同缸内爆发压力的处理,将曲轴转角、燃气温度、换热系数、涡流比按顺序写入*.txt文本文档,再导入数据。
单位也同上爆压的处理,应该特别注意,单位出错,将导致后面机油消耗数据变动很大,如果机油消耗的计算数据中通过缸壁蒸发的机油消耗相当大或者相当小,则应该仔细检查燃气温度、换热系数的单位,特别是换热系数。
图1-7 缸内爆发压力数据输入(4)活塞参数的输入如前所述,软件可以对单体活塞和铰接式活塞进行分析和模拟计算,对于单体活塞,如图1-8所示。
在概要设置中,设置活塞高度、活塞-缸套间摩擦系数、活塞重心位置、质量、转动惯量和刚度矩阵数据。
活塞高度为活塞裙底部到活塞顶的距离,活塞-缸套间的摩擦系数设置见1.2模型假设中的设置状况。
活塞质心位置的X-center of mass 和Y-center of mass 参数如图1-9所示,以销孔中心为坐标原点,活塞顶部方向和副承压面方向为正方向,质心位置相对于销孔中心的位置即为相应的活塞质心位置,X-center of mass 即为下图中的p ξ,Y-center of mass 为图中的p η。
质心位置的求解一般利用有限元分析软件,利用UG 5.0软件求解活塞质心位置时,利用分析-测量体命令获得活塞质心位置的数据。
若用软件求解活塞质量,设置好活塞材料密度后,同样运用上述命令获得活塞质量。