小排量赛车发动机涡轮增压匹配计算及性能预测

遵照大学生方程式汽车大赛的有关规则,以某款0.6L汽油发动机为原型,经理论计算对涡轮增压器进行了选型.并应用GT-Power软件建立了发动机一维仿真模型,增加了进气限制器、涡轮增压器、中冷器和排气泄压阀等部分,进行了发动机和涡轮增压器的匹配计算与性能预测,结果表明二者匹配良好、达到了性能目标.此外,还针对规则要求加装了进气限制器,分析了该进气限制器对涡轮增压发动机的影响.最后,通过发动机台架试验获得发动机外特性曲线,验证了增压器与发动机匹配良好,仿真结果与台架试验结果基本相符.     

某型柴油机与VGT增压器的匹配计算研究

发动机与涡轮增压器的匹配是增压技术的重要研究内容.普通涡轮增压器与发动机匹配时普遍存在着低速时转矩不足、经济性差等问题.可变几何涡轮增压器(VGT)是解决增压柴油机低工况和瞬态响应慢的重要技术措施.为了分析VGT对某型柴油机性能的影响,基于GT-POWER仿真平台对其进行了建模和仿真研究.结果表明:通过调整VGT涡轮喷嘴角度可以优化柴油机与VGT的匹配.低工况下,可以有效提高扭矩、增压压力和涡前排气温度,降低燃油消耗率.     

两级涡流增压器的匹配仿真

利用GT-power软件对两级涡轮增压器的匹配及其特性进行了研究。在现有的压气机MAP的基础上为发动机配上压气机,而涡轮是采用DOE对入口直径和效率进行优化来达到压气机和发动机的匹配。结果表明,两级涡轮增压器在燃油消耗率和转矩方面相对于单级的增压器都有明显的优势,且标定转速下,功率可从155 kW提高到192 kW。     

涡轮增压柴油机仿真模型修正方法及试验比较研究

基于AVL BOOST仿真软件,针对一台4缸涡轮增压柴油机进行建模,在原仿真模型的基础上着重考虑了涡轮增压器传热效应的影响。计算结果与发动机试验数据的比较分析表明:经过修正的发动机仿真模型在保证发动机扭矩、功率等主要性能参数不变的基础上,计算得到的涡轮及压气机进出口温差与原模型相比误差大幅度减小;同时修正后的仿真模型与原模型相比,新鲜空气的质量流量、涡轮膨胀比、压气机压比均无明显变化,表明修正后的模型并无改变涡轮增压器的工作点位置,仅修正了由于传热所导致的压气机出口和涡轮进口的温度变化,以及涡轮增压器的效率变化。     

优化增压器以改善发动机低速响应性的措施

发动机的低速响应性直接影响到驾驶者对驾驶乐趣的感受。但是增压发动机升功率升扭矩的不断提高,又对低速响应性提出了严苛的挑战。我们针对一款1.0 L增压直喷汽油发动机,通过优化增压器的匹配方案和选择高压比的增压器压气机,实现了对发动机低速扭矩响应性的显著改善。     

基于GT-Power的车用柴油机增压器匹配模拟分析

本文对一种现有六缸柴油机进行废气涡轮增压器优化匹配的模拟分析.首先在GT-Power软件中基于基础机发动机模型,建立了增压器模型,并通过仿真结果与试验数据的对比,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.     

可变喷嘴涡轮增压器与柴油机匹配的数值模拟

利用GT-Power一维仿真软件,建立了J90S固定截面涡轮增压柴油机WD615.50的仿真计算模型,并与试验数据进行对比,验证模型的准确性。在此基础上,将原机的J90S固定截面涡轮增压器改为JK90S可变喷嘴涡轮增压器,建立可变喷嘴涡轮增压柴油机的仿真计算模型,对JK90S与WD615.50柴油机的匹配规律进行数值模拟。数值模拟结果表明:与固定截面涡轮增压器相比,在柴油机低速工况下,通过关小可变喷嘴涡轮增压器喷嘴环叶片的开度,柴油机进气更加充足,功率及转矩稍有增加,经济性有所改善。根据数值模拟结果,确定了最佳喷嘴环叶片开度随柴油机转速及负荷的变化规律。     

电动增压器不同布置方式对涡轮增压器的影响

通过仿真软件对某型废气涡轮增压柴油机进行建模,在原机模型基础上分别在涡轮压气机前端和后端加装电动增压器,分析增压柴油机满负荷和25%负荷工况下,电动增压器前置和后置对于涡轮增压器稳态性能的影响以及增压柴油机1800 r/min时,通过时间3 s,使柴油机负荷从25%提升至满负荷的瞬态工况下,电动增压器对涡轮增压器瞬态响应的影响。通过研究表明:稳态时,涡轮增压器压比和效率随柴油机负荷降低而下降,加装电动增压器能够提升进气流量和涡轮增压器压比以及涡轮增压器效率;瞬态时,设定工况下,电动增压器有助于改善增压柴油机涡轮增压器瞬态进气流量、压比、效率以及涡轮压气机转速响应差的问题。     

VNT可变涡轮增压器与柴油机的匹配研究

根据一款WG增压柴油机原机的基本结构参数和试验数据,匹配一款VNT废气涡轮增压器,建立VNT增压柴油机的GT-Power一维计算模型,并对柴油机外特性工况和ESC工况进行仿真计算研究。分别以动力性和经济性参数为分析指标,对外特性工况和ESC工况的VNT开度进行优化选择。研究表明,开度优化选择后的VNT柴油机与柴油机原机相比,外特性转矩均有较大幅度提高,最大转矩工况的运行范围拓宽,且VNT增压器的转速在整个转速范围内提高,联合运行曲线的高效率范围扩展;ESC工况加权比油耗值下降幅度约为3.8%,且空燃比增大,VNT柴油机经济性获得提升。可以得出结论,VNT可变涡轮增压器与柴油机匹配良好。     

高强化两级涡轮增压柴油机匹配性能仿真研究

本文建立了某高性能单级涡轮增压柴油机GT-Power性能仿真模型,结合试验数据对模型进行了校核和验证.根据对原型机仿真模拟计算结果的分析,选取Garrett公司T系列涡轮增压器,为其匹配了两级可控涡轮增压系统,并建立相应的整机性能仿真模型,在此基础上研究分析了废气旁通阀开度变化以及高低压级增压器分别采用可变几何涡轮对整机匹配特性的影响等.计算结果表明：采用两级可控涡轮增压系统后,在兼顾原机高工况性能的同时,能有效改善其低工况的性能,在全工况范围内能实现与柴油机的良好匹配.