基于GT-Power的汽油机三级可变进气系统研究.pdf

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1、2011年第6期(总第126期)内燃机与动力装置I．C．E&Powerplant2011年12月【试验研究】基于GT—Power的汽油机三级可变进气系统研究石维佳，樊迎娟，姚亚敏，宋会平(河北工业大学机械工程学院，天津300130)摘要：利用GT—Power软件进行某四缸汽油发动机工作过程仿真分析，分析计算进气系统管道长度变化对汽油机动力性能的影响及其规律，并得到了试验验证。总结出一套确定汽油机进气歧管长度三级可变的控制策略，并建立了改进后的与控制策略对应的可变进气歧管汽油机模型。关键词：汽油机；可变进气歧管；

2、GT—Power；优化设计中图分类号：TK413。4文献标志码：A文章编号：1673—6397(2011)06—0037—04ResearchonThreeGrade—VariableIntakeSystemofGasolineBasedonGT—．PowerSHIWei-jia，FANYin—juan，YAOYa—rain，SONGHui—ping(SchoolofMechanicalEnginefing，HebeiUniversityofTechnology，Tianjin300130，China)Abst

3、ract：Thepapercarriesoutsimulationanalysistoworkingprocessofafourcylindergaso—lineenginebyusingtheGT—Powersoftware，analyzestheinfluenceofthevariouslengthofintakepipesontheenginedynamicperformanceaswellasitinfluencinglaw，whichisverifiedbytests．Acontrolstrategy

4、isconcludedtodeterminethevariablelengthoftheintakemanifoldforthegasolineengineandamodelofintakemanifoldisestablishedrelativetothecontrolstrategy．KeyWords：GasolineEngine，VariableIntakeManifold；GT—Power；OptimizationDesign管的长度设计正确，压缩波将在适当的时间到达进引言气门，则油气可藉由本身的波动进

5、入气缸，提高发动设计良好的进气系统能够提高汽油机的充气效机的容积效率。率，从而提高汽油机的性能。汽油机的进气过程是这一现象可用于提高汽车的加速性，其前提是一个复杂的脉动和谐振过程，此过程与进气系统的进气管长度须大致满足下列条件：结构形式，进气系统的管道长度、直径等有着直接的2L=aT(1)关系。可变结构参数进气系统能够有效地利用气体式中(m)为进气歧管长度，a(m／s)为当地声波动增压效应，使汽油机在较宽的转速范围内均具速，(s)为进气门相继两次开启所经历的时间。在有良好的动力性能，改善固定参数进气系统存在的四

6、冲程汽油机中，当汽油机转速n(r／min)为时有：高低速的矛盾。T=120／n(2)式(2)代入(1)式，则有1可变进气系统的基本原理——波动效应L=60a／n(3)进气门前的压力在进气期间会不断的产生波由此可见，为了获得最佳的充气效率，应使进气动，这是由于进气门的时开时关使得进气歧管内产歧管长度与汽油机转速相匹配。为了提高低速扭生一股压缩波以音速的大小前后波动。如果进气歧矩，应增大进气歧管长度；反之，为了提高高速扭矩，作者简介：石维佳(1957一)，男，河北遵化，博士，教授。研究方向：摩擦学、车辆故障诊断与汽

7、车电子控制技术。内燃机与动力装置应缩短进气歧管长度。若要二者兼得，必须使进气对于进气歧管长度的选取，选定充气效率作为管长度随转速而调整。主要的评价指标对汽油机性能进行预测。图2模拟了在不同转速下汽油机充气效率随进气歧管长度的2可变进气歧管系统的优化变化曲线，利用MATLAB软件对所得出的数据进行2．1汽油机参数编程得出其对应的等高线图(图中的数值代表汽油汽油机的基本参数见下表1。机充气效率)如图3所示，从图中可以看出，当进气表1汽油机的基本参数歧管长度在20～120ram时，汽油机在各转速下的充发动机型式直列四

8、缸、四冲程、水冷气效率并无太大变化，而当进气歧管长度在120～缸径／ram93820mm时，相应的充气效率变化比较复杂，波动性冲程／mill81较大。由于受汽油机总体尺寸和布置空间的限制，压缩比8．9初步确定合适的进气歧管长度约为120～720mm。连杆长度／mml57最大扭矩／[N·m／(4000r／rain)]l88额定功率／[kw／(5500r／min)]90点火顺序1—3—4—