Boost在柴油机燃烧系统优化匹配中的应用
基于AVLBOOST发动机配气正时的优化设计
第24卷第1期 黑 龙 江 工 程 学 院 学 报(自然科学版) Vol.24№.12010年3月 Journal of Heilongjiang Instit ute of Technology Mar.,2010基于AVL BOOS T 发动机配气正时的优化设计纪峻岭,汪 伟(黑龙江工程学院汽车与交通工程学院,黑龙江哈尔滨150050)摘 要:利用现代设计方法对内燃机研究方案的效果进行先期预算,缩短内燃机开发的周期。
为使研究问题简化,单缸试验机一直是开发新机型和对现有产品性能和结构参数进行优化的主要工具之一。
应用AVL BOOST 软件,建立某单缸柴油机工作过程计算模型,并在此基础上,分析配气正时对总体性能的影响,最终确定此柴油机的配气正时。
关键词:AVL BOOST ;发动机;配气正时;优化;设计中图分类号:T K427 文献标识码:A 文章编号:167124679(2010)0120009204Optimization design of engine valve timing based on AV LBOOSTJ I J un 2ling ,WAN G Wei(College.of Automobile and Traffic Engineering ,Heilongjiang Institute of Technology ,Harbin 150050,China )Abstract :The research of internal combustion engines can take advantage of modern design met hods to have t he estimate of t he p rogram effect in advance ,which shorten t he develop ment cycle of internal combustion engine.Specific app roach is to use comp uter software to do engine optimizing testing.In order to simplify t he research p roblem ,single 2cylinder testing machine has been one of t he main tools to develop new models and to optimize t he performance and st ruct ural parameters of existing product s.In t his paper ,by t he ap 2plication of AVL BOOST software ,t he working p rocess calculation model of a single 2cylinder diesel engine is established.The valve timing on t he impact of overall performance is analyzed ,and t he diesel engine valve timing is determined ultimately based on t he establishment of t he model.K ey w ords :AVL BOOST ;engine ;valve timing ;optimization ;design收稿日期:2009209221作者简介:纪峻岭(1966-),女,副教授,研究方向:车辆使用性能.1 AVL BOOS T 软件理论AVL BOOST 软件是奥地利AVL 公司研制的功能强大、界面友好的发动机稳态和瞬态性能分析软件。
AVL BOOST 软件模拟分析配气相位对4100 QBZL 柴油机油耗影响的数据分析
本科毕业论文题目:AVL BOOST 软件模拟分析配气相位对4100 QBZL 柴油机油耗影响的数据分析学院:姓名:学号:专业:年级:指导教师:二00一一年五月摘要中文摘要:本文利用AVL BOOST 软件建立了4100QBZL柴油机模拟计算模型。
利用所建立的模型,对柴油机全负荷工况下,n=1400,n=2200,n=2600,n=3200r/min四种转速情况下的配气相位角对有效燃油消耗率的影响进行了模拟计算,并与实验数据进行了对比。
结果表明,模拟数据与实验数据能较好的吻合,从而验证了该机工作过程模型的正确性。
在此基础上,对4100QBZL柴油机的配气相位进行了优化计算,通过分析各配气相位角度对柴油机油耗的影响,确定了该柴油机的最佳配气相位。
同时,对4100QBZL柴油机的结构参数进行了改进,并对改进后的柴油机和原机做了对比实验。
结果表明,改进后柴油机经济性得到一定的改善。
达到了本文研究的目的。
关键词:avl boost ; 4100QBZL柴油机;配气相位;有效燃油消耗率。
The Data analysis simulated by avl boost software about how the valve timing influence effective specific fuel consumption of the 4100QBZLdiesel engineAbstract:This paper using AVL BOOST software establish simulation calculation model of 4100QBZL diesel engine。
Using the established model, we study how the valve timing influence effective specific fuel consumption of the diesel engine in the situation of full load conditions, n = 1,400, n = 22, n = 2600, n = 3200r/min four speed situation , and compared with the experimental data. Results show that simulation data can well agree with the experimental data and verify the correctness of the machine working process model. On this basis, simulate the working process of the of 4100QBZL diesel engine, according to its results, to optimize its valve timing and finally determine its best valve timing. Meanwhile, improve the structural parameters of the diesel engine and contrast the effective specific fuel consumption of the improved diesel engine and that of the original engine. Results show that effective specific fuel consumption of the improved diesel engine have been improved.it achieve the purpose of this study.Key words: avl boost; 4100QBZL diesel engine ; valve timing; effective specific fuel consumption.目录1 绪论........................................................................................................................................................ - 1 -1.1前言 (1)1.2AVL BOOST软件 (1)1.3发动机配气相位、油耗以及两者之间的关系 (3)1.31 配气相位.......................................................................................................................................... - 3 -1.32 燃油消耗率...................................................................................................................................... - 4 -1.33 配气相位对燃油消耗率的影响...................................................................................................... - 4 -1.4配气相位的调节 (4)1.41配气相位调节的主要原则............................................................................................................... - 4 -1.42现代配气相位调节的方法及结构特点........................................................................................... - 4 -1.54100QBZL柴油机简介 (5)2 模拟试验...................................................................................................................................................... - 6 -2.1模拟试验目的 (6)2.2模拟试验方案 (6)3 模拟试验结果与分析.................................................................................................................................. - 6 -3.1进气提前角与柴油机油耗的关系曲线 (6)3.2进气迟闭角与柴油机油耗的关系曲线 (8)3.3排气提前角与柴油机油耗的关系曲线 (9)3.4排气迟闭角与柴油机油耗的关系曲线 (10)4 发动机台架试验........................................................................................................................................ - 12 -4.1实验目的 (12)4.2实验内容 (12)4.3试验方法及主要试验设备仪器 (12)4.4实验结果及分析 (13)5结论............................................................................................................................................................... - 14 -参考文献.................................................................................................................................................... - 14 -致谢.......................................................................................................................................................... - 14 -1 绪论1.1 前言石油作为一种不可再生的能源,随着人类社会的不断进步与发展,已不断走向枯竭,几十年后,使用石油将成为历史。
基于BOOST软件的柴油机典型故障模拟
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3 2 -
缸 内工质各相位状 态变化均匀 ,同一瞬 时不
进提供一定 的理论支撑 。 在柴 油机运行方案设计 、 考虑气缸 内不 同位置压力 、 温度 和浓度 的差别 ; 在 试验研究 分析等方 面 ,计算机仿真技 术 已成为预 换气过 程 中,进入气缸 的新鲜空气 与缸 内废气 瞬
测和改进 柴油机性能 的主要 手段 。
为研 究对 象 , 建 立 柴 油机 系统 的物 理 计 算模 型 。利 用 B OOS T软件 对 柴 油机 单缸 熄 火及排 气 定 时 故 障进 行数 值 模拟 , 在 宏观 上 把握 其 工作 状 态 , 为 柴 油机 系统 的设 计 、 优 化及 运 行 管 理 等
提 供 相 关依 据 、
耥
卷 第 期 z
年 s月
永 邑 管理
基于B o o S T软 件 的
柴; 由机 典 型 故 障 模 拟
赵 春 生
( 江苏海事职业技 术学 院轮机 工程 学院, 江苏 南京 2 1 1 1 7 0 )
【 摘 要 】 在提 出柴油机热力过程计算相关假设基础上 , 以 MA N B & W 6 S 5 0 MC柴油机
时混合 ; 工质必须 为理想气体 , 且其 比热 、 比内能
本 文利用计算机仿 真技术 ,对柴 油机系统 中 和 比焓 等性能参数仅 与气 体温度 和成分 有关 ;在 的单缸熄 火及排气定 时故障等进行故 障模 拟 ,从 换气过程 中 的工质在缸 内的流动过程视 为准稳定 而得 到柴油机在该故 障下的各种性能参 数 的变化 流动 ; 燃油 喷人气缸立 即发生燃烧 ; 空燃 比从燃烧 情况 , 可 为柴油 机系统 的设计 、 优化及 运行管理等 始点 至终 点逐渐变小 。
基于BOOST的柴油机工作过程数值模拟及试验研究
测录发动机 第1 缸 的示功图来进行燃烧分析 。在0 . 5 。 C A 的采样频
率下连续 测量 1 0 0 个 循 环 的气 缸 压 力 数 据 ,并 进 行 多 次 对 比分 析 。数 据 统 计 结 果 表 明 每 次测 量结 果 的 统 计 值 基 本 一致 ,因此 选取1 0 0 个循 环 的 气 缸压 力 统 计数 据 进 行分 析 具 有 代表 性 。爆 压
1 . 3数据 采 集
试验中通过 安装在气缸盖处 的AV L 水冷式压 电晶体传感器
确。
基于8 0 0  ̄ T 的桨油机工作过程
数 值模 拟及试验 研 宄
◇聊城 大 学机械 与汽 车 工程 学 院 胡 云 萍 唐 娟 刘文婷
潍柴 动 力股份 有 限公 司 李会 收
在C F D 数值模拟计算 中,边 界条件和初始 条件 一直是影响 模拟结果准确与否的关键因素” 。为了得到比较准确的压力边界 条件和缸内初始状态参数 ,针对某机型做柴油机工作过程性 能
学术研讨
;9 5和初 始 条 件 ,对 某
一
机 型 柴 油机 做 工作 过
程 性 能试 验 ,利用 仿 真
软件 B O O S T ,模拟 计算得
出用 于C F D 数值模 拟的边 界 和初 始条 件 。 与试 验 对 比 ,模 拟 结 果 与试 验 结 果 吻合 较 好 ,所 得 边 界 条 件 和 初 始 条 件 正
得到的瞬时放热率 曲线主要用于B O OS T 缸 内工作过程模拟
计 算 ,这 样 可 以 减 d x B O O S T 零 维 模 型 造 成 的 缸 内工 作 过 程 误
基于BOOST的柴油机整机性能优化设计
已燃 气 体 比例 ;
拟精度对结果的影 响以及工作量 的关 系 , 对工质做 如
收稿 日期 :2 1 一 1 O 0 1 O 一l
g一每缸每循环喷油量 ;
一
气体常数 ; 气体内焓 ;
曲轴转角 ;
一
基金项 目 :国家重点 实验室开放课 题研究基金 项 目( 0 7 A 8 14 2 0D 705 F
式中
m 一气体质量流量 ; 气 体 内能 ;
一
Q一 燃 烧 热量 ; Q 一 活 塞 导热 量 ;
气体体积 ;
1 柴油机 工作过程计 算模型
1 1 工 作过 程 仿真 数 学模 型 .
P 一气 体 压 力 ; 卜 气 体温 度 ;
一
在 零 维燃 烧 模 型 的 工 作 过 程 计 算 中 , 合 考 虑 模 综
工作过程进 行 比较 全面 、 深入 的分析研 究方法 , 现 实 发 动机 性 能 优化 J 。本 文 利用 A LB O T软 件 , V O S 建 立了某型号六缸增压柴油机模型 , 对其工作过程进行
一 = 。 ^等 n ㈩ d 一+ n d — I d 每。 d 一 等 、 d一 ‘ — ” l l 一= 等q毒 d 等一 一 d 。 ( … ‘ I d- g f d 、 2 Z ) J
= +
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=
P I =m R z : ,
() 3
了仿真计算 , 分析了压缩 比、 燃烧起始角 、 烧持续期 燃
和配气相位等参数对柴油机整机性能 的影 响 , 并对各
参数 进 行 了优 化 , 算 结 果 对 农 用 柴 油 机 优 化 设 计 和 计 性 能分 析 有重 要 的参 考 意 义 。
基于AVL BOOST的柴油机SCR催化剂尺寸优化设计
基于AVL BOOST的柴油机SCR催化剂尺寸优化设计李鑫;宋新刚;高子朋;吴桂涛;孙毅【摘要】以潍坊华东6105AZLD型柴油机的选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)系统为研究对象,以试验数据为基础,利用AVL BOOST软件建立目标柴油机SCR催化剂模型.进行SCR化学反应动力学参数的优化,分析催化剂体积、截面布置形式、孔密度以及布置层数对催化剂性能的影响,最终确定催化剂体积为0.072 m3,截面布置形式为2×2,孔密度为30×30,布置层数为2,每层高度为0.4m.优化设计后的催化剂脱硝率、压降和氨逃逸率分别为82%,237 Pa,0.007 5‰.【期刊名称】《中国航海》【年(卷),期】2015(038)003【总页数】5页(P18-22)【关键词】船舶工程;选择性催化还原;催化剂;脱硝率;氨逃逸率;优化设计【作者】李鑫;宋新刚;高子朋;吴桂涛;孙毅【作者单位】中国船级社广州分社,广州510235;山东交通学院海运学院,山东威海264200;大连海事大学轮机工程学院,辽宁大连116026;大连海事大学轮机工程学院,辽宁大连116026;中国船级社广州分社,广州510235【正文语种】中文【中图分类】TQ426;TK421+.5船舶柴油机排放的氮氧化物(NOx)约占全球NOx排放总量的15%。
[1]为应对NOx造成的环境污染,国际海事组织于2008年10月正式通过了《国际防止船舶造成污染公约》(International Convention for the Prevention of Pollution from Ships,MARPOL)附则Ⅵ的修正案《氮氧化物排放技术规则》,对NOx排放提出了3个阶段的限值要求,其中Tier III的NOx排放限值比Tier I降低了80%。
为在2016年达到Tier III标准,航运界一直在探索可行的NOx减排措施,其中选择性催化还原(Selective Catalytic Reduction,SCR)技术[2]是公认的能有效降低船舶柴油机NOx排放的措施。
Boost使用技巧
Boost使用技巧1、请问boot如何得到外特性曲线?功率和扭矩坐标怎么可以显示在图表的两端呢?答:分别创建两个图形层然后叠加一起来实现,第二个图层的属性要把右坐标勾上,刻度则选择不要关联。
2、在设置边界流量系数时,有个表可查流量系数,其中RelativeEdgeDitance=L(protruion)/D,请问这个L定义的是什么意思啊?如RelativeEdgeDitance=0代表什么啊?这里的L是指管子伸入容腔的距离。
relativeedgeditance是指管子与容腔相连处的倒圆半径与管直径的比值。
在在线帮助上都有介绍3、我模拟出发动机并运转成功后,在那里可以看到扭矩的变化曲线?就是扭矩随转速的变化,做的外特性试验你点击Simulation-Createeriereult-cycleSimulation就可以了,选择以peed为变量。
4、FTP地址:端口:2100帐号:avl5、怎样把不同转速的结果表现在同一个图上呢?就像你上面的图一样在进行多个Cae的系列计算时,以发动机转速为主变量运行后,再创建系列运算结果,见菜单\查看结果即可。
6、请问在参数设置中,中冷器总体积的大小,进口、出口及滤芯长度等这些参数有什么用啊?还有,比如我设进气温度为130度,出口温度为80度,结果可以实现。
但我如故意设进口为300度,出口为80度,实际上算出来出口也就40度,怎么回事啊?中冷器,催化器,空滤等设置的都是一个参考点,在BOOST中会根据经验存在一条曲线来表达这些部件属性,这条曲线需要一个点来确定,也就是说你输入的实际上只是曲线上的一点。
Boot中没有预设曲线,而是根据用户输入的数据,将其转化为摩擦系数(与targetpreuredrop,maflow,进口气体状态相关),当实际计算的流量发生变化的时候,压力损失根据摩擦系数也会发生相应的变化。
散热是将其转化为冷却芯管道的传热系数,同理,出口温度的数值也会和实际的入口状态相关。
基于AVL BOOST柴油机故障仿真研究
基于AVL BOOST柴油机故障仿真研究郭卫勇【摘要】In this paper, mathematical model of diesel engine working process is built, andthe intake and exhaust malfunctions of L16/24 diesel engine are simulated through AVL BOOST software. Through analysis, it is found that there is direct relationship between the increase of diesel engine exhaust temperature and the reduction of air flow through the en- gine, and the factors that limit cylinder pressure and the rate of combustion will make burst pressure fail to reach the nominal scale, while the above-mentioned failures will limit the ef- fective power output of diesel engines, and make the fuel consumption increase.%本文建立了柴油机工作过程的数学模型,利用AVL BOOST软件对L16/24柴油机的进排气故障进行了仿真,分析发现,柴油机排气温度的增加与流经柴油机的空气质量流量的减小有着直接的关系,而限制气缸压力和燃烧速率的因素都会使得爆压达不到额定值,同时上述各种故障都会限制柴油机有效功率的输出,并使得油耗增加。
【期刊名称】《武汉船舶职业技术学院学报》【年(卷),期】2012(011)003【总页数】6页(P31-35,38)【关键词】AVL;BOOST;柴油机故障;仿真【作者】郭卫勇【作者单位】武汉船舶职业技术学院,湖北武汉430050【正文语种】中文【中图分类】TK42柴油机热工参数蕴涵着大量的故障信息,具有很大的诊断应用价值。
基于AVL BOOST发动机配气正时的优化设计
基于AVL BOOST发动机配气正时的优化设计
纪峻岭;汪伟
【期刊名称】《黑龙江工程学院学报(自然科学版)》
【年(卷),期】2010(024)001
【摘要】利用现代设计方法对内燃机研究方案的效果进行先期预算,缩短内燃机开发的周期.为使研究问题简化,单缸试验机一直是开发新机型和对现有产品性能和结构参数进行优化的主要工具之一.应用AVL BOOST软件,建立某单缸柴油机工作过程计算模型,并在此基础上,分析配气正时对总体性能的影响,最终确定此柴油机的配气正时.
【总页数】4页(P9-12)
【作者】纪峻岭;汪伟
【作者单位】黑龙江工程学院,汽车与交通工程学院,黑龙江,哈尔滨,150050;黑龙江工程学院,汽车与交通工程学院,黑龙江,哈尔滨,150050
【正文语种】中文
【中图分类】TK427
【相关文献】
1.基于AVL BOOST的CNG发动机压缩比优化设计 [J], 纪文晓;马晨阳
2.基于AVL-BOOST软件的天然气发动机配气系统优化设计 [J], 张冬忠;吴学易;刘煜;高扬
3.基于AVL BOOST发动机进气管的优化设计 [J], 赵文娟;吴双群;赵丹平;冯强
4.基于AVL EXCITE Timing Drive的发动机配气正时分析前处理自动化开发 [J],
余伟;余彪;曹江怀
5.基于AVL EXCITE Timing Drive的发动机配气正时分析前处理自动化开发 [J], 余伟;余彪;曹江怀
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BOOST 功能介绍
AVL LIST TECHNICAL CENTER (SHANGHAI) CO.LTD上海市浦东榕桥路327号,201206 Tel:+862158996900 Fax:+862158996822AVL 热力循环分析软件BOOST 功能介绍AVL 公司是一家在世界汽车、发动机行业拥有极高知名度的高科技公司.AVL 的先进模拟技术部门致力于开发动力总成及整车的设计分析软件平台,并负责该平台上各个软件在全球的销售、技术支持,以及小型的计算项目(此类项目的计算工作以客户为主,AVL 工程师为辅,着力于培养客户工程师)。
现在国内汽车、发动机行业内拥有140多个正式用户。
AVL 公司的先进模拟技术部门充分认识到软件只是一个工具,我们的客户更需要源源不断的专业技术支持。
因此,我们的技术专家不但能够熟练地操作软件,更具备深厚的行业应用经验。
这是AVL 软件部门在国内同行中最具竞争力同时也得到客户广泛认可的方面.下面就以下几个方面对AVL 热力循环模拟分析软件进行介绍:1、 产品技术说明AVL 热力循环分析软件是一个针对发动机整机性能进行模拟分析的软件,具有非常简便实用的前后处理器,以及快速稳定的求解器。
下面进行详细的说明:BOOST 发动机热力循环分析软件进行发动机整机模型的建立,包括进排气系统(包括空滤器、消音器、尾气净化装置等附件),发动机缸内燃烧现象,发动机与涡轮增压器的匹配等。
从而指导优化进排气管道结构、气门正时、发动机与其附件的优化匹配等。
1)功能强大的求解器算法及主要物理模型• 使用有限容积法求解一维流体动力学。
缸内燃烧过程的模拟可用准维燃烧模型• 可以进行发动机稳态和瞬态过程的模拟• 声学分析独具特色。
可对发动机的进排气噪音进行分析,进行消音器结构的优化。
具有线性和非线性两种分析方法,其中线性分析方法单独对消音器建模,无需发动机整机结构数据,由用户自定义声源,求解速度快。
非线性分析方法与整体发动机模型进行计算,可得到噪音在发动机倍频上的分布,以及声场的分布。
40_发动机BOOST计算模型的数据准备_维柴刘现青
发动机BOOST计算模型的数据准备刘现青(潍柴动力技术中心,山东潍坊)摘要: BOOST作为一款发动机性能一维仿真软件,应用时需要大量的数据来表达模型的结构、布局、构件性能等。
本文基于几款柴油机的标定任务,叙述了BOOST发动机模型搭建对数据的要求。
关键词:BOOST 数据主要软件:A VL BOOST1. 前言借助A VL BOOST软件可以对发动机性能进行预测,准确的BOOST发动机模型的建立,对于发动机性能优化、提升等后续工作的开展很是重要,同时可以为热固耦合计算、扭振润滑等计算提供所需的边界条件。
BOOST模型的准确搭建,除了需要保证发动机本体的结构布局、几何尺寸准确外,准确而完备的试验数据也是很必要的。
基于台架试验的BOOST中发动机模型如图1,完成基于BOOST的发动机模型的搭建,大体需要三方面的数据准备,如下。
基于整车布置的发动机模型的建立与台架试验模型类似,不同之处在于发动机本体外的管路布置不同,冷却型式不同。
1)发动机本体结构数据;2)发动机台架管路布局及试验数据;3)发动机外购件结构、性能试验数据。
图1 某型柴油机BOOST发动机模型2. 发动机本体结构数据基于BOOST发动机模型的搭建,首先需要准备的就是发动机本体结构数据。
对于发动机热力学性能的模拟计算,气路和油路数据的准确提供是关键的。
气路主要包括发动机本身的进气管路、缸盖进排气道、进排气阀座、排气管路等,此外,凸轮型线、摇臂比、配气相位是必须提供的;油路主要是指喷油量(VIBE燃烧模型),如采用MCC燃烧模型,还需其它相关数据。
3. 发动机台架管路布局及试验数据台架试验是发动机性能数据来源的重要手段,数据的准确性直接决定BOOST模型的准确性。
仅就为了BOOST仿真来说,性能试验(常规试验、燃烧分析试验)、缸盖吹风试验等是必须进行的。
具体来说,进气温度、压力、流量;增压后温度、压力;中冷后压力、温度;爆发压力;涡后排温;排气背压以及各转速外特性油耗、功率需尽量测量并记录。
107 利用BOOST进行某型号柴油机增压器匹配计算的研究_潍柴动力_李志杰
利用BOOST进行某型号柴油机增压器匹配的研究李志杰(潍柴动力股份有限公司,山东省潍坊市)摘要:本文通过计算与试验结果的比较,讨论了利用一维仿真工具进行柴油机增压器匹配的可行性。
比较结果表明,利用一维仿真工具BOOST辅助进行增压器匹配选型是可行的,而且具有很高的可信度。
关键词:柴油机;增压器匹配主要软件:A VL BOOST1. 前言随着仿真工具的不断成熟,以及国内工程师对仿真工具的理解的不断加深,在柴油机设计开发中,越来越多的内容逐渐开始采用一维热力学仿真软件辅助试验的这样一种方式进行,并显示出了很好的效果。
柴油机的增压器匹配选型一直是柴油机开发中一项非常重要的工作,但目前在国内很多企业中依然采用试验这样一种单一的匹配方式进行,虽然其结果直观可信,但是却大大限制了匹配选型需要比较的增压器方案,这对于优化柴油机的性能是非常不利的。
当需要比较的增压器匹配方案比较多时,为了提高比较的的工作效率,降低研发成本,可以借助于一维热力学仿真软件的优势,辅助试验手段进行增压器的匹配选型。
这就要求首先对利用一维仿真计算手段进行增压器匹配选型的可行性进行研究。
A VL公司的BOOST软件是目前市场上比较受用户欢迎的一维热力学仿真软件之一,且经过多年的发展已经日趋成熟,因此本文采用BOOST软件进行增压器匹配选型可信度的研究。
由于公司保密规定的需要,文中所有与发动机参数相关的部分均用字母代替。
如本文中模拟了A、B、C、D、E五个转速以及a、b、c、d四种负荷。
2. 一维仿真模型的建立及标定2.1 模型标定方法为了确保模型在多个转速多个负荷下进行预测计算的准确性,模型针对该机型多个转速的外特性点及某一个转速的部分负荷点进行标定计算。
标定过程中模型选择及参数调整简述如下:1)燃烧模型采用A VL MCC模型;2)不同转速的外特性点采用不同的摩擦平均有效压力,其它参数如燃烧参数等均保持一致;3)相同转速的不同负荷,在改变喷油相关参数的前提下,燃烧参数稍有调整,缸盖处各表面温度稍有调整,排气管壁面温度稍有调整,但调整幅度很小,其他参数保持一致。
基于AVLBOOST仿真优化及柴油机性能预测
基于AVLBOOST仿真优化及柴油机性能预测
刘骞;尹颂华
【期刊名称】《铁道机车车辆》
【年(卷),期】2011(031)B10
【摘要】为了使AVLBOOST软件能够更真实的模拟计算本公司生产240/275系列柴油机,并对新研制的12V240ZJH型柴油机进行性能预测。
首先以16V240ZJE 型柴油机为基础,在真实的试验数据指导之下,综合应用柴油机的性能知识,通过参数的调整、优化,最终得到了可靠的仿真计算模型。
在此基础之上,对12V240ZJH型柴油机进行性能模拟计算,并对其性能进行评价预测,为柴油机的研制和试验起到了积极的指导作用。
【总页数】5页(P142-146)
【作者】刘骞;尹颂华
【作者单位】中国北车集团(大连)柴油机有限公司,辽宁大连116022
【正文语种】中文
【中图分类】TK421.2
【相关文献】
1.基于AVLBOOST仿真优化及柴油机性能预测 [J], 刘骞;尹颂华
2.基于GMDH网络的船用增压柴油机性能预测及仿真 [J], 刘磊;黄加亮
3.基于神经网络的柴油机性能预测模型优化 [J], 牛晓晓;王贺春;李旭;胡松;王银燕
4.基于船舶柴油机冷却系统的模拟仿真与优化研究 [J], 梁建湘
5.基于燃烧室与增压器匹配的柴油机热效率优化设计及仿真研究 [J], 刘明超;尧命发;王浒;郑尊清;梁和平;束铭宇
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Boost基本理论介绍
s 燃料中硫的质量分数;n 燃料中氮的质量分数;w 燃料中水的质量分数。
在富燃中,在循环中产生的总热量由气缸中的空气量决定。即使实际空气比理论所需少,燃料也会全 部被转换成燃烧产物。 但是, 在富燃和稀燃的条件下燃烧产物的组成成分是不同的。 燃烧产物的组成成分由所用的燃料类型、 空燃比、压力和温度决定。如果有足够的时间达到化学平衡,产物的成分组成总是一样的。
1. 1 本书内容
本书讲述使用BOOST4.0版程序进行发动机循环模拟的基本概念和方法。
1. 2 用户资历
本手册的用户: · 必须具备基本的UNIX和Microsoft Windows 知识。 · 必须会基本的发动机循环模拟计算。
1. 3各种标志
以下标志通用于整个手册。在操作、使用系统及其组件时必须严格遵守安全警告。 警告: 警告描述了如果不仔细观察或补救的话将导致对数据的损失或破坏 的条件操作过程。
(2.1.13) 其中:
,
,
,
。
同样可以建立一个类似的关于未燃区温度的方程。
(2.1.14) 每一时间步已燃混合气的量可由用户指定的Vibe函数得到。 对于其它的条件,像壁面热损失等,可 以在二区间上适当分配,建立与单区模型相似的模型。 敲缸模型计算出发动机不敲缸运行所需要的最小辛烷值。如果未燃区中的某点的点火延迟期比燃烧火 焰到达该点的时间长,则发生敲缸现象。
斜体字
单一空格 Screen-keys Manu Opt
1.4提供的文件
BOOST 提供的文件适用于PDF格式,有下列系列软件组成:
1
《版本说明》;《用户指南》;《入门》;《示例》;《后处理》;《后处理入门》;《线性声学》; 《1维3维耦合计算》;《热力计算网格生成器(TNG)用户指南》;《热力计算网格生成器(TNG)入门》; 《AVL工作空间安装指南(Windows NT和UNIX)》; 《AVL工作空间GUI介绍》;《FLEXlm用户指南》;
基于AVL-BOOST软件的某柴油机增压器匹配分析
基于AVL-BOOST软件的某柴油机增压器匹配分析周波;雷蕾;孙影;赵真真【摘要】基于AVL-BOOST软件,搭建某柴油机热力学仿真模型,通过模型标定,分析结果与试验数据吻合良好,证明计算模型的准确性.在标定模型的基础上,根据目标性能,对4款增压器进行匹配分析,对比4款增压器的联合运行曲线,选择最优的增压器,为增压器的选型提供指导.【期刊名称】《汽车零部件》【年(卷),期】2017(000)012【总页数】4页(P38-41)【关键词】柴油机;模型标定;增压器匹配【作者】周波;雷蕾;孙影;赵真真【作者单位】安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥230601;安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥230601;安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥230601;安徽江淮汽车集团股份有限公司,安徽合肥230601【正文语种】中文【中图分类】U262.11目前,绝大部分柴油机和相当比例的高性能汽油机都采用增压技术,其特点是增压后的功率可比原机提高40%~60%,发动机的燃油经济性和排放也有所改善[1]。
为此,涡轮增压技术在发动机领域得到了广泛的应用。
随着越来越严格的排放与节能法规的出台,涡轮增压技术也在不断地发展,有关涡轮增压方面的新技术和新方案不断涌现,这使得涡轮增压器的匹配在发动机性能开发中占据了越来越重要的地位。
使用AVL-BOOST可以方便高效地进行涡轮增压器和发动机的匹配计算,进一步对涡轮增压器进行选型[2-4]。
基于AVL-BOOST分析软件,对某柴油机搭建热力学仿真模型,根据供应商提供的增压器MAP数据,结合目标性能,分析不同增压器的匹配状态,为增压器的设计选型提供指导和建议。
根据发动机各零部件实际尺寸和性能特性搭建BOOST分析模型,如图1所示。
根据性能目标,分析4款增压器(简称TC1、TC2、TC3、TC4)的匹配状态,便于进行增压器选型。
校核模型采用TC1增压器,并根据对应试验数据进行模型标定,标定参数包括空气流量、功率、扭矩、比油耗、进排气温度和压力等,验证搭建模型的准确性和可靠性。
船舶柴电混合动力系统Booster模式下的“柴-电”方式并车控制技术研究
船舶柴电混合动力系统 Booster 模式下的“柴-电”方式并车控制技术研究刘佳彬1, 2,赵同宾1, 2,邱爱华1, 2,张艺川1, 2,顾林林2,苏晓明2(1. 上海齐耀科技集团有限公司,上海 200090;2. 中国船舶重工集团公司第七一一研究所,上海 200090)摘要: 在对典型柴电混合动力系统 Booster 工作模式和柴电并车方式进行介绍的基础上,着重对并车控制系统设计和“柴-电”方式的并车控制策略进行说明;针对某 TBD234V6 柴电混合动力系统,在 AMESim 平台上搭建了系统仿真模型,对并车控制策略以及时间速度阈值进行可行性分析,最后在 TBD234V6 柴电混合动力系统上进行试验验证,结果表明“柴-电”方式并车控制策略能有效地实现 Booster 模式下主机和轴带电机的柔性并车。
关键词:柴电混合;动力系统;并车控制技术;柔性接排中图分类号:U664 文献标识码:A文章编号: 1672 – 7619(2016)S1 – 0123 – 04 doi:10.3404/j.issn.1672 – 7619.2016.S1.022Research on diesel-electric mode parelleling control technology ofdiesel-electric hybrid propulsion system in Booster modeLIU Jia-bin1, 2, ZHAO Tong-bin1, 2, QIU Ai-hua1, 2, ZHANG Yi-chuan1, 2, GU Lin-lin2, SU Xiao-ming2(1. Shanghai Qi Yao Science and Technology Group Co. ,Ltd. , Shanghai 200090, China;2. Shanghai Marine Diesel Engine Research Institute, Shanghai 200090, China)Abstract: Based on the introduction of the Booster mode of typical diesel-electric hybrid system and diesel-electric paralleling modes, the paper presents emphatically the paralleling control system design and "Diesel - Electric" mode paral-leling control strategies; Focused on some TBD234V6 diesel-electric hybrid system, a simulation model of the system was built with AMESim and paralleling control strategies and time speed threshold was feasibility analyzed. Finally, the test study was completed. on TBD234V6 diesel-electric hybrid system, the results showed that "Diesel - Electric" mode parallel-ing control strategies can parallel softly the diesel with the shaft motor on success.Key words: diesel-electric hybrid;propulsion system;paralleling control technology;soft jointing0 引言船舶海洋应用中,功率需求复杂,有低功率巡航、大功率顶推等多种工况;传统的动力系统采用单一主机进行动力,造成了低负载油耗增加、机器寿命降低、污染严重等现象。
基于BOOST软件的柴油机典型故障模拟
基于BOOST软件的柴油机典型故障模拟作者:赵春生来源:《水运管理》2014年第08期【摘要】在提出柴油机热力过程计算相关假设基础上,以MAN B&W 6S50MC柴油机为研究对象,建立柴油机系统的物理计算模型。
利用BOOST软件对柴油机单缸熄火及排气定时故障进行数值模拟,在宏观上把握其工作状态,为柴油机系统的设计、优化及运行管理等提供相关依据。
【关键词】 BOOST软件;柴油机;故障;模拟近年来,计算机仿真技术在柴油机系统模拟计算中的应用越来越普遍。
通过模拟计算,得到某工况下柴油机的运行规律,可为柴油机性能的改进提供一定的理论支撑。
在柴油机运行方案设计、试验研究分析等方面,计算机仿真技术已成为预测和改进柴油机性能的主要手段。
本文利用计算机仿真技术,对柴油机系统中的单缸熄火及排气定时故障等进行故障模拟,从而得到柴油机在该故障下的各种性能参数的变化情况,可为柴油机系统的设计、优化及运行管理等提供相关依据。
1 柴油机热力过程计算假设及模型的建立1.1 相关假设在进行柴油机缸内热力过程计算时,为了简化问题,本文对柴油机缸内热力过程计算提出以下假设。
缸内工质各相位状态变化均匀,同一瞬时不考虑气缸内不同位置压力、温度和浓度的差别;在换气过程中,进入气缸的新鲜空气与缸内废气瞬时混合;工质必须为理想气体,且其比热、比内能和比焓等性能参数仅与气体温度和成分有关;在换气过程中的工质在缸内的流动过程视为准稳定流动;燃油喷入气缸立即发生燃烧;空燃比从燃烧始点至终点逐渐变小。
1.2 模型的建立本文采用MAN B&W 6S50MC柴油机机体系统布置,利用BOOST软件建立柴油机工作过程的计算模型(见图1)。
在不影响仿真模拟效果的前提下,为方便计算,对柴油机性能影响微弱的元件作适当简化处理。
2 柴油机故障模拟2.1 柴油机单缸熄火对于船用柴油机而言,在柴油机运行过程中,若某一气缸发生故障而不能及时排除,为了保证船舶的正常航行,可采取封缸运行,即暂停故障气缸的工作并使船舶主机继续运转。
基于AVL—BOOST软件的某柴油机增压器匹配分析
c a h - t d a t e d I l l I l I
a n d t h e s a me t a r g e t o l ’ p e l 4 " o r ma n c e .ma t c h a n a l y s e s w e r e d o n e i f ) r f o u r t u r 1 ) o t ' h a r g ( ! r s . T h e u n i o n O 1 ) e l a t i o n( ! L I I We S o f t h e f o u r
) ( ) l :1 0 . 1 9 4 6 6 / j . ( 。 I i k i . 1 6 7 4 —1 9 8 6 . 2 01 7 . 1 2 . 0 0 9
基于 A V L — B O O S T软 件 的 某柴 油 机 增压 器 匹 配分 析
周波 ,雷蕾,孙影 ,赵 真真
( 安徽 江淮汽 车集 团股份 有 限公 司 ,安 徽 合肥 2 3 0 6 0 1 )
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1 5
 ̄ , t
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在 发 动 机 性 能 开 发 中 占 据 了 越 来 越 重 要 的 地 位 。 使 用 A 、 1 . - I  ̄ O O S T 可 以 方 便 高 效地 进 行 涡 轮 增 压 器 和 发 动 机 的 匹 配 计 算 ,进 一 步 对 涡轮 增压 器 进 行 选 型 l 1 。 ] 。 基于 ~ v I 一 B O O S T分 析 软 件 .对 某 柴 油 机 搭 建 热 力 学 仿 真 模 型 ,根 据 供 应 商 提 供 的 增 压 器 MA ! 数 据 ,结 合 目标 性 能 , 分 析 不 同 增压 器 的 匹配 状 态 .为 增 压 器 的 设计 选 型 提 供 指 导 和
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设计
计算
试验
涡轮增压发动机性能分析及优化
建 立 发 动 机 工 作 过 程 模 型
示功图计算
2300r/min
1500r/min
主要性能参数
转速 功率 r/min Kw 2300 133.9 扭矩 N.m 556 燃油消耗率 进气量 g/Kw.h kg/h 226.7 771.7 进气总管压力 (绝对)kPa 216 增压比 2.14 过量空气 系数λ
330
360
390
420
450
480
Crank Angle Degree(CA)
Crank Angle Degree(CA)
模型计算结果与实验结果对比
13 12 11 10 9 8 7 6 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400
bsNOx(g/kW.h)
实 测值 计 算值
1800
2000
2200
2400
Engine Speed(r/min)
排气相位角分析
bsfc(g/kW.h)
230
225
开启角不变,改变关闭角 度
早 关10CA 新 排 气 凸轮 晚 10CA 关
220
215
210
205
220 200 180
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
进气 排气 气缸
气门重叠期 缸内压力大 于进气管压 力导致回流
进气后期气 缸压力大于 进气管压力 导致回流
1500r/min
排气门开 进气门开
1200r/min
进气质量流量(kg/h)
标定工况
800
2300r/min 原机进气凸轮相位角变化
750
700 0 5 10 15 20 25
凸轮进气型线提前角(凸轮轴转角)
凸轮型线和配气正时优化
原机进排气过程分析 确定配气相位 设计新的凸轮型线
2300r/min 原机进排气过程分析
1500 r/min
1200r/min
进气 排气 气缸
气门重叠期 缸内压力大 于进气管压 力导致回流
进气后期气 缸压力大于 进气管压力 导致回流
2300r/min
原机进排气压力波分析
排气门开 进气门开
0.10 2300r/min 1400r/min 1200r/min
3 2 1
喷雾体燃油分为相同滴径油滴5组
0.5 0.082
0.103842
0.08
0.06
0.04
0.02
0.00 -4 0 4 8 12 16 20 24
计算工况喷油规律
Crank Angle Degree (deg.CA)
模 型 计
2
0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1
油滴滴径分布函数
0.0 0.0
0.5
1.0
1.5
2.0
2.5
3.0
燃 油当量 直 径 ( ) D/SMD
当 量 直 径
(D/SMD)
燃油份数 0.00895 0.118432 0.486139 0.283357
Injection Fraction Rate
早 关10CA
intake
2 0 80 120 160 200 240 280 320 360 400 440
Crank Angle (deg.CA)
Engine Speed (r/min)
230
12
new-exhaust
valve left (mm)
225
早 开10CA 新 排 气 凸轮 晚 10CA 开
进气量提高,高速换气损 失增大,可以通过放气阀改 善高速性能
Air Rate(g/s)
160 140 120 100
1200
1400
1600
1800
2000
2200
2400
Engine Speed (r/min)
性能分析小结
发动机有较好的性能,达到了较高的强化程度,平均指示压 力在最大扭矩点时达到了17.1bar 。 发动机在10度的供油提前角的情况下爆发压力已经较高,压 升率也较高。 TB34-2匹配基本合适,曲线的主体处于高效区,最高点离极 限转速以及堵塞线尚有很大的余量,但是低速时增压器的效 率较低。 TB31在标定工况转速效率低,影响发动机高速时的性能。 TB34-2尺寸偏大,TB31偏小,采用一个二者的折中方案应能 够取得更佳的效果。 采用脉冲增压器可以改善中低速性能,增压器匹配需要进一 步的优化。
220 200 180
早 开10CA 新 排 气 凸轮 晚 10CA 开
Air Rate(g/s)
160 140 120 100 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400
关闭角不变,改变开启角 度
排气相位角分析
Engine Speed (r/min)
重新设计进、排气凸轮型线
2.4
T B
2
0.74
-
1.6
1.4
1 0 5 10 15 20 25 30 35 40
增 压 器 匹 配
Pressure Ratio (t/t) P2c/P1c
3.4 3.2 3
Turbochargers
2.8
( 3 1 ) T B
2.6
2.4
2.2
0.74 0.72 0.7 0.68
2
0.75
220
原机
三种型线性能比较
新凸轮:FB2型型线; 原凸轮:高次函数 型线 1和原机的相位角完全相同
bsfc(g/kW.h)
215
210
205 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400
Engine Speed(r/min)
220 200
intake-3 intake-2 intake-1
中冷前 中冷后进 涡轮前 涡轮前排温 涡轮后排 空燃比 进气 气温度℃ 排气 ℃ 温℃ 温度 压力 ℃ kPa 126.5 48.5 185.3 593.4 505 25.4 最高爆发 所在曲轴转角 平均有效压 平均指示 指示效率 % 压力 ℃A 力 (bar) 压力 (bar) (bar) 118.6 9.52 13.43 16.03 44.3
10 8 6 4
早 开10CA
晚 10CA 开
bsfc(g/kW.h)
220
intake
2
215
0 80 120 160 200 240 280 320 360 400 440
Crank Angle (deg.CA)
210
205 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400
Engine Speed (r/min)
Cylinder Pressure (bar)
12 10 8 6 4 2 0 300
180
intake-1 intake-2 intake-3
原机
Air Rate(g/s)
660
exhaust
160 140 120 100
valve left (mm)
360
420
480
540
600
Crank Angle (deg.CA)
1200
1400
1600
1.73 最高燃烧 温度K 1792.5
3.4
Turbochargers
增 压 器 匹 配 ( 3 4 ) 2
3.2
3
2.8
Pressure Ratio (t/t) P2c/P1c
2.6 0.68 0.65 2.2 0.73 0.72 0.7 0.6 120548 0.55 113814 1.8 105569 96371 84217 69747 1.2 46181
Boost在柴油机燃烧系统优化匹配中 的应用
尧命发 蒙小聪 广西玉柴机器股份有限公司 天津大学内燃机国家重点实验室
内容提要
现代内燃机燃烧系统优化匹配 涡轮增压发动机性能分析及优化
凸轮型线和配气正时优化
准维燃烧模型 自然吸气发动机进气谐振管设计 小结
现代内燃机燃烧系统优化匹配
新产品开发中,确立 燃烧系统主要参数 性能分析和燃烧系统 优化匹配 CFD分析缸内流动及 燃烧室结构
220
valve left (mm)
10 8 6 4 2 0 60 120 180 240 300 360 420 480 540
intake
215
210
600
660
205 1200 1400 1600 1800 2000 2200 2400
Crank Angle (deg.CA)
Engine Speed (r/min)
143573
0.65 132742 1.8 121864 1.6 109976 96320 78936 56430
1.4
1.2
1 0 5 10 15 20
T3 50 TRIM 0.42 A/R GTI RETURN
Corrected Air Flow (lbs/min)
25
30
35
脉冲式增压计算模型
Cylinder Pressure (bar)
140
1200r/min
140
1400r/min
结 果 与 实 验 结 果 对
100 80 60 40 20 0 180 210 240 270 300 330 360 390 420 450 480 510 540
Cylinder Pressure (bar)