AVLAWSFIRE软件在发动机性能设计中的综合应用.pdfVIP

AVL AWS 、FIRE 软件在发动机性能设计中的综合应用 王新权 张文正 （七一一研究所，上海华宁路 3111 号， 201108 ） 摘 要：本文在发动机性能设计的不同阶段，综合采用了 AVL AWS 、FIRE 等软件，把 性能设计工作逐步细化， 有效地指导了设计过程， 并解决了软件计算时边界条件输入的 问题，提高了计算精度，取得了较为理想的结果。 关键词： 发动机；性能设计 主要软件： AVL BOOST ；HYDSIM ；FIRE 1. 前言 随着计算技术的进步， 计算分析在柴油机性能设计中具有愈来愈重要的地位。 柴油机性 能参数选取时，均需要采用计算分析软件进行优化，以前由于计算量大而难以实施的三维 CFD 计算也得到了普遍应用。 计算软件在柴油机设计中发挥作用的大小， 除了软件本身功能外， 也与软件的合理使用 密切相关。在条件允许的情况下，在柴油机性能设计中综合采用 Boost、Hydsim 、Fire 等软 件，可以更有效地指导设计过程。 在本文中首先对柴油机性能设计流程加以介绍， 然后结合 实例加以分析。 2. 柴油机性能设计流程及各阶段的仿真分析软件 柴油机性能计算一般流程如图 1 所示。在该流程中， 把柴油机的性能指标作为输入参数， 逐级细化分解， 转化对柴油机的各性能设计参数， 较好地指导了柴油机的性能设计过程。 在 新机型设计及性能重大改进工作中，一般应按该流程进行计算分析研究。 图 1 柴油机性能计算一般流程 2008 AVL 先进模拟技术中国用户大会论文 1 第 1 页，共 6 页 文档来源于互联网 |若有侵权联系必删 3. 某高指标柴油机性能设计 3.1 项目简介 按照前面所述的计算分析流程，采用了 Boost、Hydsim 、Fire 等计算分析软件进行了全 面的计算分析研究。该项目已经全部完成，计算分析的结果经过了单缸机试验验证。 3.2 计算分析研究 3.2.1 工作过程计算 根据内燃机热工循环理论， 定压过程具有高的热效率。 因而把定压过程作为该项目中的 工作过程组织方式。 采用 Boost 中的定压模型进行定压过程放热率的分析， 得到的缸内压力 及放热率曲线如图 2 所示。 图 2 理想定压过程的缸内压力及放热率曲线 从上图中可以看出， 定压过程的燃烧放热率先缓后急， 呈近似直角三角形， 燃烧持续期 仅有 31 °CA 。这是因为在燃烧的初期， 活塞处于上死点位置， 运动速度慢， 相应燃烧放热率 也要求较慢，随后活塞运动速率提高，要求燃烧速率提高以保持缸内压力不变。 3.2 燃油系统的计算 为了实现定压过程先缓后急的放热率， 应按先缓后急的要求进行喷油规律的设计。 燃油 凸轮型线对喷油规律具有决定性影响， 实现预期的喷油规律首先要设计合理的凸轮型线。 喷 孔规格、 出口阀回流孔径等参数对喷油规律也有一定影响， 喷油规律的最终确定需要同时考