基于GT Power的柴油机仿真及优化

基于GT—Power的发动机工作过程仿真分析

【ｂｔｃ】ＴｅｓｕｔｏｅｏａｎｉｏｉｇｒｅｓａｂｉｂｓｄｏＴＰｗｒＡｓａｔｒｈｉｌｅｍｄｌｆｎｅｇｅｗｒｎｏｓｗｓｕｔａｎＧ —ｏｅ．ｍａｄｎｋｐｃｌｅ
Ｔｅｆｉｅｏｉｎｈｙａｃｐｅｓｒｎｔｅｉｔｋｎｘａｓｍａｉｌｓｗｉｈｈｎｅｏｈｕｄｖｌｃｔａｄｔｅｄｎｍｉｒｓｕｅｉｈｎａｅａｄｅｈｕｔｎｆｄｔｔｅｃａｇｆｌｙｏｈ
ｃａｋａｇｅｗｅｅｓｍｕａｅｒｎｎｌｒｉｌｔｄ．Ｔｈｖｌｔｏｆｔｙｉｄｒｐｅｓｒｅｅｏｕｉｎｏｈｅｃｌｎｅｒｓｕｅ，ｔｍｐｒｔｅ，ｐｗｅ，ｔｒｅａｄｅｅａｕｒｏｒｏｑｕｎｆｅｏｓｍｐｉｎｗｉｈｈｎｅｏｎｉｅｓｅｄｗａｂａｎｅｕｌｃｎｕｔｏｔｔｅｃａｇｆｅｇｎｐｅｓｏｔｉｄ，ａｄａａｙｅｎｄｔｉ．Ｔｈｅｅｃｍｐｈｎｎｌｚｄｉｅａｌｓｏｕ— ｔｄｒｓｌｉａｕｂｅｆｒｔｅｄｓｇｎｇａｍｐｏｉｇｏｈｎｇｎ．ｅｅｕｔｓｖｌａｌｏｈｅｉｎｉｎｄｉｒｖｎｆｔｅｅｉｅ
性变形，且无泄漏现象。
体、气滤清器、油器等。此外，各管道上定空喷在义了一定数量的测量点监测温度、力等参数。压由Ｇ —ｏｅ所建立的模型为一维简化模型，括ＴＰｗｒ包进、气系统、气供给系统、动机流动模型、排燃发热传导模型、燃烧模型等。

基于GT-Power的设备故障模拟及分析

2021.13科学技术创新凭借其良好的动力性、低油耗以及高效率等特点，二冲程低速柴油机广泛运用于船舶[1]。

船用柴油机在工作过程中，由于受到海况、维护管理、负荷等外部条件以及设计、材料、制造安装等内在因素的影响，船用发动机零部件的配合精度、几何形状、尺寸精度、表面质量以及相互位置等逐渐发生变化，柴油机的使用性能和技术状态不断降低，最终将导致故障的发生[2]。

故障一旦发生，不仅会造成柴油机自身性能的降低，导致整个船舶推进系统性能下降，甚至造成重大安全事故，导致人员伤亡。

为此，世界各国均高度重视船用柴油机运行状态的监测及故障诊断，以提高船舶安全性、可靠性以及经济效益[3]。

目前，人们对于船用柴油机故障的认识主要来自于试验和专家经验的积累，以试验的方式对柴油机故障进行研究不仅费时费力，而且具有破坏性，难以大量进行，此外专家经验往往也存在一定的局限性。

随着计算机技术以及数值计算方法的快速发展，数值模拟技术运用到柴油机的设计、制造、运行以及故障模拟与分析等方面，对于优化发动机设计参数、缩短设计周期、降低试验成本以及故障的预防、诊断与排除起到了重要作用[4]。

本文运用发动机专业仿真软件GT-Power 对大型二冲程柴油机整机工作过程进行模拟计算，通过修改柴油机正常工况下发动机模型的相应输入参数，对柴油机的各种性能故障进行模拟，得出各个故障下缸内压力（温度）、排气温度（压力）的变化情况，为大型船用柴油机故障诊断与排除提供参考依据。

1柴油机工作过程数值计算模型1.1基本方程柴油机工作过程中缸内工质状态可由温度T 、质量m 、压力P 三个物理参数来表示，并遵循能量守恒方程、质量守恒方程和理想气体状态方程。

由热力学第一定律可知，气缸内工质内能变化等于燃料燃烧释放热量、进气带入气缸热量、排气带走热量、气缸与外界交换热量以及活塞对外做功，据此可得气缸内能量守恒方程为：（1）式中：m c 为缸内工质质量，m i 为进入缸内空气质量，m e 为流出气缸气体质量，u 为缸内工质比内能，h i 为进气阀处工质比焓，Q F 为燃料燃烧释放热量，h e 为排气阀处工质比焓，P 为缸内工质压力，v 为气缸工作容积，Q w 为工质与各壁面交换热量，φ为曲轴转角。

基于GT-POWER模拟生物柴油燃烧过程与实验研究

10.16638/ki.1671-7988.2018.07.045基于GT-POWER模拟生物柴油燃烧过程与实验研究刘亚坤，陈昊，陈轶嵩（长安大学汽车学院，陕西西安710064）摘要：文章通过GT-POWER软件建立柴油机燃烧模型，模拟生物柴油在高压共轨柴油机中燃烧过程，得到缸内圧力曲线并与实验实测数据进行进行对比。

通过用癸酸甲酯和正庚烷的混合物代替生物柴油成功模拟了生物柴油的着火和燃烧过程。

结果显示，在误差允许的范围内，通过模拟得到的缸内压力曲线与实验值非常吻合，也间接证明了GT-POWER软件的实用性。

关键词：生物柴油；GT-POWER；燃烧模拟中图分类号：U469.7 文献标识码：B 文章编号：1671-7988(2018)07-145-03Simulation of Biodiesel Combustion Process and Experimental Research Basedon GT-POWERLiu Yakun, Chen Hao, Chen Yisong( School of Automobile, Changan University, Shaanxi Xi'an 710064 )Abstract: This article through the GT-POWER software to establish the model of diesel engine combustion process, simulation of biodiesel combustion in high pressure common rail diesel engine, the cylinder pressure curves obtained are compared with the experimental data. The ignition and combustion process of biodiesel is successfully simulated by replacing biodiesel with a mixture of methyl sebacate and n-heptane. The results show that the cylinder pressure curve obtained from simulation is in good agreement with the experimental value in the range of error allowable, and it also indirectly proves the practicability of GT-POWER software.Keywords: biodiesel; GT-POWER; simulation of combustionCLC NO.: U469.7 Document Code: B Article ID: 1671-7988(2018)07-145-03引言石油资源作为全球最大的消耗资源，尤其是交通运输行业，几乎全部依赖石油资源，而且随着我国经济的飞速增长，对能源的依赖越来越大，尤其是石油资源。

基于GT-Power的车用柴油机增压器匹配模拟分析

构。通过ＧＴ — Ｐｏｗｅｒ模块库建立增压器模型，并通过
合理的涡轮增压系统标示方法．实现仿真数据跟实
测数据的一致性。最后对比不同增压器方案的发动
机性能，达到匹配最优方案。
２．３增压器模型的建立
比．验证了此模型以及标定方法的可行性。然后通过备选增压器方案给出柴油机性能仿真分析，得
出增压器匹配的最佳方案。［关键词］ＧＴ— Ｐｏｗｅｒ柴油机废气涡轮增压器标定匹配
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＧＴ — ＰｏｗｅｒＤｉｅｓｅｌｅｎｇｉｎｅＥｘｈａｕｓｔｇａｓｔｕｒｂｏｃｈａｒｇｅｒＣａｌｉｂｒａｔｉｏｎＭａｔｃｈｉｎｇ
达到匹配最优方案。
２发动机及增压器建模
２．１发动机的技术参数本文以某一直列６缸增压中冷柴油机为分析对象。该柴油机及其匹配的增压器已经量产．现
需要对该机型匹配的增压器进行优化选型．以得
１ Βιβλιοθήκη 刖舌表１柴油机主要技术参数表
额定转速（ｒｐｍ）２５００
发动机增压技术是提高发动机动力性、经济性的一种有效办法。要实现这一目标必须使发动机和
额定功率（ｋＷ）低怠速（ｒｐｍ）高怠速（ｒｐｍ）

基于GTpower与Simulink的发动机及其控制系统仿真

第２０卷第１６期２００８年８月系统仿真学报＠ＪｏｕｍａＩｏｆＳｙｓｔｅｍＳｉｍｕｌａｔｉ蚰、，０１．２０Ｎｏ．１６Ａｕｇ．，２００８基于ＧＴ＿ｐｏｗｅｒ与Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的发动机及其控制系统仿真王银燕，杜剑维，王贺春，石凡（哈尔滨工程大学动力与能源工程学院，哈尔滨１５０００１）摘要：为了减少发动机控制系统的开发时间和费用，建立了基于ＧＴ．ｐｏｗｅｒ与ＭＡＴＬＡＢ／ｓｉｍｕＵｎｋ的联合仿真环境，并在此之上建立了相继增压柴油机的模型。

仿真结果与试验数据进行了对比，证明该仿真模型适用于相继增压控制系统开发．在此基础之上，进行了相继增压切换仿真，分析了该仿真平台对于发动机控制系统设计的意义．关键词：发动机；相继增压；Ｇ，ｒ－ｐｏｗｅｒ；ＭＡＴＡＩ，ＡＢ／ｓｉｎｍｌｉｌｌｋ；系统仿真中图分类号：ＴＰ３９１．９；ｎ“１３．５文献标识码：Ａ文章编号：１００４．７３１Ｘ（２００８）１６－４３７９．０３ＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＥｎｇｉｎｅａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍＢａｓｅｄｏｎＧ１’－ｐｏｗｅｒａｎｄＳｉｍｕＵｎｋ黝ⅣＧＭ玎埘疗，ＤＵ觑疗一聊ｆ，黝ⅣＧ胁一ｃ办“门，·Ｓ！ｌ啪励刀（ｃｏＩｌｅｇｅｏｆＰｏｗｅｒ粕ｄＥｎｅｑ科Ｅｎｇｉｎｅｅ血ｇ，ＨａｒｂｊｎＥｎｇｉｎ嘲曲ｇＵｎｉＶ啪咄Ｈａｒｂｉｎ１５０００ｌ，ｃｈｉＩｍ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ｈｌｏｒｄｅｒｔｏｒｅｄｕｃｅｔ１１ｅｄｅＶｅｌ叩ｍ％ｔｔ蚰ｅ柚ｄ∞ｓｔｏｆ饥百ｎｅｃｏｎ仃ｏｌｓｙｓｔｅⅡ塔，∞聊６切口打册占ｆｍ甜，口肋珂明Ｖ蛔月胁狮ｆｂｄｓｅｄＭＡＴＬＡＢ／ＳｉｍＨｌｉｎｋｎ砌ＧＴ－ｐｏｗｅｒｗｎｓｈｉｌｔｎｎｄｃｏ—ｓｉ＂ｍｌｄｔｉｏｎｍｄｅｔ《ａｓｅｑｔｌｅｎｔｉｎｌｔｔｌｒｂｏｃｈａｒｇｉｎｇｄｉｅｓｅｌ棚ｇｔｎｅｗ船部细６，西＾以Ｔｈｅｓｉ删ｌａｔｉ∞ｒｅｓｕｌｔｓｗｅｒｅｃｏｍｐａｒｃｄｗｉｔｈｅｘｐｅｒｉｍ％ｔｓ，ａｎｄ打妇ｐｍｗｄ纳耐肪已ｃＤ咕拥甜肠ｆｆＤ厅所Ｄｄ音，妇ｓｔｌｉ｜口ｂｌｅ加ｒｄ删ｅｔｏｐｍｅｎｔ《ｓ麟ｑｅｎｎｎｌｍｒｂｏｃｈａ毽ｉ曙ｃｏｎ臼Ｄｌ夥ｓｔｍ．ｓｗｉｔｃｈ蟛ｓｅｑｔＩｅｎｔ记｜ｍｒｂｏｃｈａｒｇｉｎｇｓｙｓｔｅｍｗ∞ｓｉｍｕｌｎｌｅｄ．ｎｎｄｍｅｓｉｇ啦孬ｃｄｎｃｅ碍ｔｈｉｓｓｉｍｔｌｌ口ｌｉｏｎｐｌｎ咖ｒｍｗｎＳｄｎｎ｜ｙｚｅｄｔｏｍｅｄｅｓｉｇｎ可ｅｎｇ讯ｅｃｏｎ臼Ⅺｌｓｙｓｔｅｍ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：∞ｇｉｎｅ；∞ｑｕ∞ｔｉａｌｔＬⅡｂｏｃｈａ咖ｇ；ＧＴ－ｐｏｗｃｒ；ＭＡ：兀，ＡＢ／ＳｉＩｎｕｌｉｌｌｌ【；ｓｙｓｔｅｍｓｉｎｍｌａｔｉｏｎ引言研究更加具有实际意义·随着发动机各种新兴技术的不断发展，发动机的电控技术发展极为迅速，日趋复杂，因此需要在发动机研发中降低控制系统的研发时间与成本，这样亦可加速发动机的研发进程。

GT—POWER在内燃机设计中的应用

GT—POWER在内燃机设计中的应用作者：张杰来源：《电脑知识与技术》2013年第25期摘要：在计算机技术发展越来成熟的今天，利用计算机辅助工程人员进行设计能大大提高工程人员的工作效率，该文主要对GT-POWER在内燃机设计方面的应用进行介绍。

在GT-Power中建立了一台涡轮增压发动机的仿真模型，并对仿真模型进行了校验，以对进气岐管的优化和不同压缩比对发动机性能的影响为例进行了简单探索。

关键词： GT-POWER；内燃机；仿真；应用中图分类号： TP391.9 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2013）25-5780-03传统的内燃机研究模式，主要是根据设计的图纸制造原型机，在试验台上进行不同机构参数的分析，根据实验结果进行对比改进，不断的实验才能得到用于生产的机型。

但这种传统的实验方法要耗费大量的人力、物力、财力资源，而且周期长，已经不能满足现代经济与科技快速发展的需要。

近几十年，主要随着计算机技术的发展，流体力学，化学反应动力学及相关的学科完善，采用计算机数值模拟的方法解决内燃机工程技术上的相关问题已经是大势所趋[1]。

在内燃机的研究与开发应用过程中，计算机数值模拟仿真技术已成为十分重要而且非常实用的辅助手段，国内外的各大厂商及科研机构都在加大这方面的研究和开发。

现在的内燃机的研究方法主要是实验法与计算机数值模拟法两种结合。

实验法是利用相关的实验技术在试验机上进行研究，是理论研究的前提和基础，而仿真却是减小实验范围和预测实验结果的最好工具。

GT-POWER是内燃机工作过程模拟计算软件，是一款由美国Gamma Technologies公司开发的具有内燃机工业标准的模拟仿真工具，市场占有率最高，被世界上大多数发动机和汽车制造厂家及供应商使用。

该软件采用有限体积法进行流体的计算，计算步长自动可调，有强大的辅助建模前处理工具，自带有优化设计功能，能进行直接优化设计[2]。

在发动机开发过程中，利用GT-POWER软件可以进行以下几个方面的仿真计算和优化设计：1）发动机的性能计算，包括经济性、动力性及相关的污染物排放，在特定的设计目标下，进行多种参数优化设计。

GT-Power在机车柴油机上的仿真应用

ｔｒ，ｔｒｏｈｒｅ，ｉｔｒｏｌｒａｄｔｅｗｒｒｃｓｉｌｔｎａｄｃｍｐｔｔｎｏ６２０Ｊｄｅｅｎｉｅｅｎｕｂｃａｇｒｎｅｃｏｅｎｈｏｋｐｏｅｓｓｍｕａｉｎｏｕｉｆ１Ｖ４Ｚｉｓｌｅｇｎｏａｏ
低噪声、低振动和易启动）高寿命及低成本的新型柴油机，、以满足用户对工作可靠、耐久、节能、和舒适
ｓｐｒｈｒｅｃｍｏｖｉｓｌｅｇｎ．Ｔｉｍｏｅｎｌｄｄｉ — ｙｉｄｒｍｏｅ，ｉｔｋｙｔｍ，ｅｈｕｔｓｓｕｅｃａｇｄｌｏｔｅｄｅｅｎｉｅｏｉｈｓｄｌｉｃｕｅｎｃｌｅｄｌｎａｅｓｓｅｎｘａｓｙ —
中图分类号：４４１２Ｕ６．７文献标识码：Ａ
ＴｈｐｉａｉｎｏｅａｐｌｃｔｏｆＧＴ－ｗｅｏｔｒｎｈｏｏｏｉｅｄｅｅＰｏｒｓｆｗａｅｏｔｅｌｃｍｔｖｉｓｌ
ＷＡＮＧｕｎ，Ｌｎ —ａＪａＩＭｉｇｈｉ
满足不了现代高性能内燃机研究工作的需要．计算机的仿真计算为内燃机的设计提供了一种高效有用
的手段．采用先进的计算机仿真技术来提高生产效率、降低生产成本及提高产品质量等已经成为诸柴油
机生产厂商和柴油机工作者所认同的科学途径。．
柴油机一直是大功率发动机的主要动力源，由于它具有热效率高、热能动力机械中油耗最低、功率范围最广、适应各种转速、启动迅速、运行安全、维修方便和使用寿命较长等特点而被广泛应用．面对国

基于GT_Power的发动机工作过程仿真分析_王海良

扭矩和功率是衡量发动机工作动力性能的重要参数。在发动机运行过程中 , 发动机输出扭矩和输出功率与发动机多个参数有关 , 如进气效率、燃烧情况、排气效率、配气相位、化油器尺寸等。而这些参数大都与发动机的转速有关 , 不同转速下 , 发动机产生的扭矩功率不同。
图 7为发动机单个气缸的指示扭矩图。可知该发动机在 4 300 r/min时 , 发动机制动扭矩达到最大值 116 Nm, 此后随着转速的增加 , 扭矩逐渐下降 , 但较低转速时为高。
5 周正贵 .计算流体力学基础理论与实际应用 [ M] .南京 :东南大学出版社 , 2008.
· 50·
上海汽车 2010.11
· 49·
技术导向
图 7 指示扭矩变化曲线
转速的变化情况 , 模拟所用发动机的最高转速为 6 000 r/min, 由结果可知 , 该发动机最大功率出现在转速 6 000 r/min时刻附近 , 故图中显示随着转速的增加 , 发动机的功率相应提高。
图 8 指示功率变化曲线
燃油消耗率为发动机负荷特性的重要参数 , 是衡量发动机经济性能的重要指标。在曲线上当燃油消耗率越小时 , 经济性就越好。从图 9可知 , 在发动机 5 000 r/min时 , 燃油消耗率最低 , 同时在其附近曲线趋于平稳并保持较低值 , 说明该发动机在此区域内经济性较好 , 这对于负荷变化较大的发动机来说十分重要。低于 4 500 r/min时 , 燃油消耗率相对较高充分说明发动机在启动等低速工况下发动机对燃油的利用率相对较低 , 燃油在气缸中容易出现部分燃烧和燃烧不完全等现象。
技术导向
基于 GT-Power的发动机工作过程仿真分析

基于GT-POWER软件的非道路用柴油机排放预测

近年来，随着国内外对非道路用柴油机排放标准的进一
步严格，内外对排放控制的研究也越来越深入。油机排放国柴
子区域。由于动量守恒，区域的移动速度随着卷吸入空气的增
加而减小。部的区域卷吸空气比内部区域更快，外因此也更快地减小了它们的移动速度，这样导致更小的贯穿距离（图１如
吸空气的温度和蒸发燃油的效果。当缸内压力、区域温度和燃
准维模型是Ｇ＿ｏＲ软件中，于直喷柴油机预测燃ＴＰＷＥ用
烧率和ＮｘＳｏ等排放物排放情况的燃烧模型，由广安Ｏ与ｏｔ是搏之等人以雾束中油滴的蒸发为基础，提出油滴蒸发燃烧模型。模型由燃烧放热和排放物生成两部分组成。发动机功率等性能参数，可由放热模型计算油滴蒸发和燃油燃烧的百分数求得。由放热模型所求出的局部温度和氧原子浓度的变化率，
用排放模型可求出Ｎｘ和Ｓｏ的排放量。Ｏｏｔ
喷入缸内的燃油雾束，被划分为多个小区域：个径向区５
、
空比匹配适当，区域中的可燃混合气则会着火，进而改变温度
和成分。燃烧的所有产物都会转移到已燃子区域。Ｎｘ和ＳｏＯｏｔ
在每个已燃子区域中单独被计算，计算时考虑燃空比和温度。缸内总的ＮｘＳｏ量是所有单个已燃子区域的总和【Ｏ和ｏｔＩ】。
１２Ｎ．Ｏｘ排放模型
柴油机喷雾燃烧过程中，燃料化学能释放的主要反应的反应速度极高，于计算的时间不长而言，对化学反应达到平衡所需的时间可以忽略不计，可忽略反应的化学动力学过程，并

基于GT—Power柴油机性能仿真分析

１０ｒｎ５ｒｉ０／ａ
供油提前角最低燃油耗
外形尺寸
２。ＴＣ４ＤＢ２６ｋｈ３．Ｗ・６电启动
喷油提前角机油消耗冷却方式
１ＢＤ７ＴＣ。２／Ｗ・ｇｋｈ
８０ｍ７０ｍｌ４ｍ６ｍｘ７ｍｘ１ｒ９ａ
图２Ｇ — ０Ｒ计算流程ＴＰＷＥ
—
一一 — ＿一
Ｗｉｂｅｅ模型
曲轴箱部件主要定义柴油机的类型、柴油机运行机构
。＿一
ｃ
●
／
／。／
摩擦模型参数。模型如图３所示。
Ｚ
受
＝＝
／， ‘ ，
２ＧＴＰ — ＯＷＥＲ建模
Ｇ — ＯＲ软件是美同ＧｍｅｈｏｏｉＴＰＷＥａｍａＴｃｎｌｇｓ公司开ｅ
设计需求 …。柴油机以其热效率高（出汽油机２％）高０、适应性好、输出功率大等优点，应用范围越来越广。本文应用Ｇ —ＯＲ软件建立某型船用柴油机系统仿真模型，ＴＰＷＥ得到柴油机功率仿真值，通过与实验值对比分析，验证计
８０ｍ７０ｍｌ９ｍ安装尺寸６ｍｘ７ｍｘ１４ｍ
（体）动力学方程进行数学描述Ｉ，其一般计算流程如气４］
图２所示。
启动方式
水冷
收稿日期：２１ — ４００００ —３
制造业信

基于GT_Power模型的发动机进气系统优化

图 4为不同进气总管长度计算得到的扭矩转速曲线。由图可知 , 当其他结构参数不变时 , 进气总管长度的改变在中、高转速区对发动机动力性能的影响不大 , 但在低转速区 (1 600 ～ 2 400 r/min) 的影响比较明显 , 其中缩短进气总管长度 , 可明显改善发动机低转速区的动力性能。结合发动机在整车上的布置形式最终将进气总管长度的变动范围设为 480 ～ 540 mm, 即缩短 10% ～ 20%。 3 .2 进气歧管长度变化对动力性能的影响
关键词 :汽油机 ;进气系统 ;性能优化中图分类号 :TK413.4+4 文献标识码 :A 文章编号 :1003-1820(2010)07-0028-04
发动机的进气过程是一个复杂的脉动和谐振过程 , 该过程与进气系统的结构形式 , 进气系统管道的长度、直径等有着直接的关系。近年来国内外许多研究者对此进行过大量的研究 , 其研究结果表明 :进气系统管道长度影响进气管道内压力波谐振频率 ;直径影响进气管道内压力波幅值[ 1 -5] 。但由于受发动机试验条件、研发成本等诸多因素的限制 , 在发动机设计时 , 多采用理论估值加经验设计的方法 , 这无法保证所设计的进气系统为最优的方案。随着计算机硬、软件技术的迅猛发展及其在工程中的广泛应用 , 发动机性能仿真技术也得到了快速发展并日渐成熟 , 逐渐成为现代发动机设计研究的主要辅助手段。 GT-Power软件就是其中较优秀的软件之一 , 本文利用 GT-Power软件完成了与某汽油发动机相匹配的进气系统管道长度对发动机动力性能影响的计算分析及管道长度的优化改进。
图 1 进气系统示意图
2.2 发动机工作过程仿真模型利用 GT-Power软件建立的汽油机工作过程仿

GT-Power在船用二冲程柴油机的模拟仿真应用

ｅｎｇｉｎｅｓ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＧＴ——Ｐｏｗｅｒ；Ｏｎｅ——ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ；Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ
中图分类号：Ｕ６６４．１４２
文献标识码：Ａ
文章编号：２０９６—４３９０（２０１８）２７—００１５—０２
１概述
仿真技术基于相似理论、信息处理、系统集成等专业知识，
们可以精确得按照不同比例模拟Ｎ、ＣＯ：、ＣＨ、０：、Ｈ：、乙醇、甲醇等真实气体，并且能把环境湿度考虑在内。
图１缸内工作过程
它是一维流体假设的动力学模型，整个系统被划分为许多ｍ为喷人气缸燃油质量，ｍｓ为喷人气缸空气质量，为流
（ｐ＋ｏ（￡）＝一老＋署＋Ｐｇ￡＋Ｆｆ３）
Ｐ为静压；为应力张量；ｇｉ和Ｆｉ分别为ｉ方向上的重力体
流体的基本守恒原理，这些定律是在仿真计算中都是以方程的积力和外部体积力（如离散相相互作用产生的升力）。
内燃机的缸内燃烧包含着非常复杂的物理、化学和传质等ｍ为流出气缸的质量。
反应，包含气体在其中的扰动，燃油的喷射、雾化、蒸发、碰壁等方面，其中有非常复杂的流体运动知识，在气缸运动中流体的边界条件会发生复杂的变化，但是他们无论怎么变化都遵循着
关键词：ＧＴ—Ｐｏｗｅｒ；一维仿真；优化
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｉｓｐａｐｅｒｔａｋｅｓｔｈｅＢ＆Ｗ６Ｓ３５ＭＥ－Ｂ９ｄｉｅｓｅｌｅｎｇｉｎｅｏｆｔｈｅａｕｔｏｍａｔｅｄｃａｂｉｎｏｆＳｈａｎｇｈａｉＭａｒｉｔｉｍｅＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙａｓ

基于GT-POWER的可变气门升程发动机模拟开发及优化匹配

• 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柴油机稳态工况下排放性能仿真研究

Ｏ引言
节能与减排是现在全球面临的严峻问题。为了满足安全排放法规．需要提高发动机的动力性、
燃机工作过程计算模型，可预测稳态或瞬态的发动机性能，如：所有管路段的流量和流速，系统的温度
和压力，发动机充气效率、功率、扭矩，燃烧率模型，汽油机ＮＯ的排放，柴油机ＮＯ和微粒排放［２ห้องสมุดไป่ตู้１。也可以用于发动机动力系统的控制系统分析，适用于
ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｐｔｉｏｎｓｉｓｃｏｎｄｕｃｔｅｄｂｙｃｈａｎｇｉｎｇｉｎｊｅｃｔｉｏｎｔｉｍｉｎｇａｎｄｉｎｊｅｃｔｏｒｎｏｚｚｌｅｈｏｌｅａｓｐｅｃｔｒａｔｉｏｎ．
ｃｏｎｔｒｏｌｅｎｇｉｎｅｉｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｏｆｓｔａｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｎｇ．Ｉｎａｄｄｉｔｉｏｎ，ｔｈｅｅｎｇｉｎｅｅｍｉｓｓｉｏｎｓｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｉｓａｎａｌｙｚｅｄａｎｄａｐａｒａｍｅｔｅｒ
［文献标志码］Ａ
［文章编号］１６７３ — ３１４２（２０１３）１１－００２５ — ０５
ＤｉｅｓｅｌＥｍｉｓｓｉｏｎＰｅｒｆｏｒｍａｎｃｅＳｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈｉｎＳｔａｂｌｅＯｐｅｒａｔｉｎｇＢａｓｅｄｏｎＧＴ－ＰＯＷＥＲ

基于GT-power的两级增压可变气门柴油机排放和燃烧简述

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。

基于GT-POWER的柴油机排放仿真分析

基于Ｇ — ＯＷＥＴＰＲ的柴油机排放仿真分析
张永栋，朱文英，倪江忠
（东交通职业技术学院汽车学院，东广州５０５）广广１６０摘要：油机以其热效率高（出汽油机２％）适应性好、出功率大等优点，用范围越来越广。本文应用柴高０、输应
计算机模拟计算是应用计算机对发动机的气
Ｇ — ＯＲ应用的是一维流体假设的动力ＴＰＷＥ学模型，它综合了发动机性能的分析代码，并几乎包含了发动机所有关键工况的细节模型，可以较完整地模拟发动机不同丁况的性能变化。程序提供了各种相关的模型［。
２１０１年第３期
农业装备与车辆工程
ＡＧＩＵＴＲＬＥＵＰＮＲＣＬＵＡＱＩＭＥＴ＆ＶＨＣＥＥＧＮＥＩＧＥＩＬＮＩＥＲＮ
Ｎｏ３Ｏｌ．２１
（总第２６期）３
（ｏｌ３）Ｔｔｌ２６ａｙ
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文章编号：６３３４（０１３０５－３１７ — １２２１） — ０１００

基于GT-Power 对机车柴油机燃用生物柴油的性能分析

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。

基于GT-Power柴油机颗粒物捕集器泄漏故障仿真与优化

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96-基于GT-POWER的柴油机配气定时的优化设计[1]

96-基于GT-POWER的柴油机配⽓定时的优化设计[1]基于GT-POWER的柴油机配⽓定时的优化设计朱祎飞李明海（⼤连交通⼤学交通运输⼯程学院，⼤连，116028）摘要::理论上⼀种配⽓定时只适合柴油机的⼀个⼯况，在其它⼯况下并不能使柴油机达到最佳性能，本⽂利⽤摘要GT-power软件建⽴柴油机的模型，通过数值模拟计算的⽅法，分别在低中⾼三个转速下，对配⽓定时中影响缸内充⽓效率最为敏感的⾓度进⾏优化设计，得到它们对应的最佳配⽓定时，为⼚家改进提供依据。

关键词：GT-POWER; 配⽓定时；敏感系数；优化设计关键词Optimum Design of Valve Timing in Diesel Engine Based onGT-POWERZhu Yifei, Li Minghai(Dalian Jiaotong University, School of Traffic and Transportation, Dalian, 116028)Abstract：One set of valve timing only fit one of diesel engine operating conditions theoretically，it cannot make the engine reaching its best performance at different conditions。

Through the method of numerical simulation by the GT-POWER software，develop the model of diesel engine，calculate and optimize the angles of valve timing ,the most sensitive to cylinder volumetric efficiency, at different operating conditions from high speed to low speed. The calculation results can provide theoretic guidance for optimal designs of diesel engines.Key words: GT-POWER; valve timing; sensitive coefficient; optimum design前⾔1前⾔近年来受⼤⽓暖化、⽯油价格上升以及新的排放法规等⼀系列因数的影响，对柴油机各⽅⾯要求是越来越⾼，要求各柴油机⼚家进⼀步提升现有机型的性能以及能够开发出性能优异新产品，但是传统的实机试验⽅法，耗财耗⼒，更不能迅速地掌握新参数对柴油机整机性能的影响，随着计算机技术的发展、各类计算模型和预测模型的不断完善，使得数值模拟计算的⽅法在内燃机研制和开发中的得到⼴泛的应⽤。