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 BOOST
1. 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。

缸盖吹风试验提供涡流比、气道流量系数等；燃烧分析试验提供缸压数据，进行燃烧分析。

以上数据标定工作都是应当提供的。

图2为某机型缸盖吹风试验部分数据，图3为某机型试验记录的标定点缸压数据。

此外，标定点机械效率尽量给出，可作为参考。

图2 某机型缸盖吹风试验结果
图3 某机型标定点缸压数据
除了台架试验内容外，发动机本体外的进排气管路尺寸、布局对发动机进排气有一定的影响，发动机模型的搭建要按照座台试验中的管路布置来连接。

为了标定工作更准确更好的完成，试验过程中各传感器的安装位置信息应给出。

3. 外购件结构和性能数据
发动机中有诸多组成是由专业外协厂提供的，如增压系统、燃油喷射系统、后处理系统等。

有些组件不需要很准确的数据，如空滤，影响的是进气压降，模型中不考虑此类构成也不会影响计算结果。

增压系统、燃油喷射系统、后处理系统的结构和性能数据需尽量提供。

如增压系统决定发动机的气；燃油喷射系统决定发动机的油；后处理系统决定发动机排放。

但数据的提供也与初始计划采用的计算模型有关，如燃油喷射系统，如采用VIBE燃烧模型，则仅需提供燃
油消耗量；如采用A VL MCC模型，则需提供燃油喷射系统的具体结构及性能数据：喷油器喷油规律、油头结构参数、轨压等。

有了以上几方面数据的支持，则可以很好的完成基于BOOST台架试验状态的发动机计算模型的标定。

图4为某机型的标定点工况标定与试验对比。

图4 某机型标定点工况标定数据
11. 结束语
准确的计算输入才能保证计算输出的准确，准确的计算输入有赖于设计、试验、外协等多环节、多部门的协助。

借助于强大的试验能力，对于成熟发动机的计算模型标定是不难的，在此基础上的性能提升、优化预测，准确性都是有保证的；但对新型发动机性能的准确预测，则需要强大的数据库支持。

数据的积累和数据库的建立并完善是必须的一项工作。

参考文献
[1] A VL BOOST用户培训手册
[2] 周龙保. 内燃机学[M].北京：机械工业出版社.。