发动机模型的校正

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1、给POWER模型进行断油处理，得出不同工况下的负功率，并给 “EngFrictionCF”的所有系数项为“0”，只有“Peak Cylinder Pressure Factor”设为“0.005”,并把发动机的壁温求解关闭，输入各个工况下的温 度。 2、根据已有的实验数据，并进行相应的模型仿真计算，得出相应的泵气 损失。 3、由实验数据减去仿真的数据，得出相应的BMEP。 4、每个数据可以以常数项输入，与相对应的转速相关。 5、导入计算模型时，加上相应的“Peak Cylinder Pressure Factor”系 数为：“0.005”. 一般不推荐，因为缸压数据小的误差可能导致大的误差
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缸内的传热：根据具体情况进行相应的操作
发动机磨擦损失及附件损失
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详细操作参照POWER的用户手册进行
建立POWER发动机模型的注意事项 及模型的校正
李书泽
CDAJ-China
建立模型数据的准确
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1、输入参数的单位、量级的准确性。 2、输入数据的检测。 特别注意以下数据的准确性：
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分叉管的定义 进、排气道的定义及温度 管路离散长度的定义 发动机燃烧模型的选择 发动机的磨擦损失功率 缸内的传热计算

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2、缸内容积效率的校正：
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气道影响：气门正时、气门间隙、气道长度 赫姆劾兹共振腔的影响
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3、排气背压的校正：
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只用检测在最高发动机转速时的排气背压的情况

要考虑测试点压力的实际情况
校正步骤
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4、缸内压力的校正：
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缸内压力的调整，压缩行程 燃烧冲程的压力的调整（用测试的缸压来计算放热率） 做功冲程压力的校正 排气阀处的温度输入 排气系统壁温的计算 注：只有在充气效率的校准完成后才能进此项校正
要考虑气门间隙对VE的影响 进气歧管的长度对VE的影响 谐振腔对VE的影响 配气机构对VE的影响 变截面管对VE的影响等必须考虑清楚
对于带有增压器的发动机分析
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分为以下几个步骤：
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1、建立没有增压器的发动机模型

利用环境模拟增压器后的温度与压力及涡轮前的压力与温度，并对质量 流时进行校验，误差在2%-3%之间。
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缸内压力的校正
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1、试验结果的分析及缸内压力的校正 2、进气阀关闭时，缸内压力的校正 3、校正进气阀关闭到燃烧开始时，缸内压力曲 线 4、利用“EngHeatRel”拟合缸内的压力曲线 5、缸内热传导的分析
缸内压力的校正（一）
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测试结果与压力曲线的正确性检测：
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发动机的燃烧模型
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放热率模型：
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根据实验得到的缸压数据
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：燃烧始点、持续角及燃烧特性参数
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预测模型（准维模型）
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柴油机：广安博之模型 湍流火焰模型
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用户自定义模型 柴油机三维模型：KIVA模型
发动机磨擦功率的确定
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一、采用Chen-Flynn模型进行估计。 二、采用计算方法(推荐方法)
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对于进气系统的传热进行严格的检测
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进气系统1%的温度误差，可引起VE的1%的变化
容积效率（VE）校正的步骤
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第二步：检测不同的部件对VE的影响：
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“Ambient Conditions at the Intake”应与试验条件一致 “VE Reference Conditions”要对应于实际检测中VE对应的环境条件 “Valve Discharge Coefficients”这个参数对VE的影响是巨大的，要特别 注意的是：“Valve Reference Diameter”这个参数 进气道内的磨擦与压力损失系数必须设定为：0，对于多气门发动机而言， 要特别注意分叉管的膨胀直径（等于与它连接管的直径），而且管与它的 连接流量系数必须是1. 进气总管与进气歧管的流量系数设定：0.92-0.98之间，在此一般不用 “default”. “Air Box”根据实际情况进行相应的选择，适当的值在：0.8左右，在理想 情况下可以达到：0.90-0.95左右。 中冷器：在加入模型之前必须确让压降与实验相符。 节气门：应该考虑节气门全开时也有相应的压力损失

推荐：缸盖温度：550-600K；活塞温度：550-600K；气缸壁的温度：400K左 右。
模型校正的步骤
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模型测试数据的准备 容积效率的修正 缸内压力的修正
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进行校正前所需的发动机的数据
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发动机的功率与扭矩 发动机的损失功率（磨擦损失、附件损失等） 气体质量、燃油质量以及A/F比 IMEP、BSFC、容积效率、空气消耗率 进、排气系统的平均压力与温度 增压压力、温度和涡轮的排气背压与温度，转速 缸内压力或者缸内燃烧率 进、排气系统的压力波动（最好是歧管内） 排气系统中排气阀、总管以及催化器出口的温度 注：对于开发初期的发动机，数据准备可以根据以有情 况进行应用。数据的准确性，可以根据BSFC来进行验证 （利用容积效率、A/F、功率/转矩等算出）。
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压缩行程（从IVC到燃烧开始点）缸内压力的一致性
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可能的原因是：压缩比不对、传感器调校不正确以及不对的相位角
缸内压力的校正（二）
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燃烧压力的验正：
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可以利用“EngHearRel”对缸内的燃烧压力进行修正 对于结果输出要对以下几个参数进行验证：


1、累积放热率： 2、“Heat Transfer Multiplier”它的调整范围在0.5-2之间，必须在模 板“EngCylHeatTr”的属性“Convection Multiplier”中输入 3、“Compressioin Curve Slopes”它的值的大小相当于多变指数
对比缸内的IMEP和BMEP根据测试扭矩结果 在“EngHeatRel”中，直接对比logP-logV,在压缩与膨胀时的曲线 验证压缩过程中的，多变指数，它的变化范围在：1.28-1.37之间 保证压力传感器的正确应用 保证压力传感器的相位正确性
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进气阀关闭时，缸内压力的一致性
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必须在VE校验后才做
进、排气系统的定义
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对于不同的进、排气管路的利用可以进行不同 的处理：
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1、正常的分叉管可以采用三维离散的工具进行相应的处理 （主要用来计算空间角度、相应的特征长度、膨胀直径） 2、特别的结构可以采用相应的SHELL模型进行仿真计算。 3、离散长度的定义。（注意均匀性、与不同发动机的缸径 关系，如0.45倍和0.55倍缸径） 4、进、排气歧管的温度 5、进、排气道的温度：对充气效率影响比较大，每一度的 变化在极限情况下，对充气效率的有1%的变化。
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POWER模型校正的重点
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在进行相应的模型修正时，要特别注意以下几 点的校正：
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容积效率 缸压曲线 磨擦损失
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注：本PPT只是根据GT公司的经验而进行的工作 ，并不是唯一正确的方法，在应用时请注意实 际情况。
发动机模型校正说明
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校正的第一步：
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1、检查输入参数与单位的检查：

检测方法有两种：


1、检测输入值：在GT-POST中的“RLT VIEWER”来检测不 同值的输入是否合理、正确 2、检测结果：在GT-POST中的“RLT VIEWER”，并在最高 转速进行计算，进行计算结果的检查，以便输入的值是 否合理。
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2、正确的应用各个系数：

系数存在的原因是为了更好的与测试数据相同 一般情形下，系数不能大于2，除非有明确的测试数据 支持
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三、根据缸压及输出功率进行计算
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缸内传热定义
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Woschni(沃希尼模型) Flow:气缸内的流体特性 Hg Profiles:根据CFD及试验算出曲轴转角相关的传热系 数 User定义 气缸壁的温度：
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EngCylTwallSoln:采用FEM方法进行计算 EngCylTwall:输入气缸内壁面的温度 EngCylTwallDetail:输入气缸的详细温度
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次要的几个因素：

容积效率（VE）校正的步骤
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第一步：校准进气口与进气歧管之间的误差
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在此处的误差来源是：

压力损失 流动限制或传热率
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用以下工具可以进行相应的检查：
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在POST中，利用“RLT Viewer”进行平均压力的检测，可以 看到压力损失大的连接 检测进气歧管的压力：在额定转速与全负荷时，对于汽油 机而言，歧管压力与进气压力不超过0.06bar,如有则必须 进行确认。
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2、在上基础上，增加增压器，并用“ShaftDriven”或 “SpeedRotBoundary”来定义转速，并在增压器中可以质量流量系数 来调整，使质量流量与实验数据一致。 3、增加涡轮及其它排气系统，并移走增压器，同第二步一样进行转 速的定义并调整质量流量系数，使与实验的相一致。 4、在2与3的基础上调整增压器与涡轮的功率，使它们尽可能的一致 ，如不一致可以调整它们中间一个或两者的“efficiency multiplier”达到一致。 5、在以上基础上建立完整的模型
模型的物理理解
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进行模型的校准时，要对以下现象进行了解：
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1、进、排气系统的气体的流动 2、缸内的压缩、燃烧以及做功 3、计算IMEP。 4、计算缸内的FMEP 5、计算BMEP，从IMEP减去FMEP
校正步骤
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1、进气管内压力的校正：