基于iSIGHT的Atkinson循环汽油机配气正时优化.pdf

《基于iSIGHT的Atkinson循环汽油机配气正时优化.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第42卷第1期2013年2月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDMOTORCYCLEV01．42No．1Feb．2013·设计·计算·基于iSIGHT的Atkinson循环汽油机配气正时优化杜爱民周晨夏万玉李国强(同济大学汽车学院上海201800)摘要：以4G18发动机为研究对象，通过对配气机构和压缩比的改进，使其满足Atkinson循环要求。运用iSIGHT集成BOOST联合仿真，对进排气正时进行优化，使得整机经济性能得到显著提高，最低油耗仅为227．0g·(kW·h

2、)～，大大低于原机。关键词：Atkinson循环汽油机iSIGHT配气正时优化设计中图分类号：TK413．4文献标识码：A文章编号：1671—0630(2013)01—0032—06AtkinsonCycleGasolineEngineValveTimingOptimizationbasedoniSIGHTDuAimin，ZhouChenxia，WanYu，LiGuoqiangSchoolofAutomotiveStudies，Ton西iUniversity(Shanghai，201800，China)Abstra

3、ct：Thevalvemechanismandcompressionratioof4G18gasolineenginehavebeenchangedtomeettherequirementsofAtkinsoncycle．WiththeuseofiSIGHTintegratedBOOSTsimulationtooptimizetheintakeandexhausttiming，theeconomicperformanceimprovedsignificantlycomparedwiththeoriginalengi

4、ne，theminimumfuelconsumptionisonly227．0g／(kW·h一)．Keywords：Atkinsoncycle，Gasolineen舀ne，iSIGHT，Valvetiming，Optimizationdesign引言配气机构作为发动机的重要组成部分，对发动机性能起着重要的影响。发动机的动力性、经济性是否优越，工作是否可靠，噪声与振动能否控制在较低的限度，常常与配气机构设计是否合理有着密切关系¨’21。而这些性能指标很大程度上取决于配气凸轮的结构，准确地说是凸轮型线的设计，配气相位的

5、选定等旧1，因此设计合理的配气正时对发动机综合性能的提高有着重要的作用H]。应用iSIGHT优化软件集成BOOST建立优化仿真模型，对Atkinson循环汽油机的进排气定时进行优化，验证了通过Atkinson循环来提高发动机整机经济性的可行性。1一维BOOST验证根据发动机原机的实际机构和相关零部件配置，基于AVLBOOST软件建立发动机工作过程一维仿真模型。依据试验数据和工作过程模拟原理以及经验进行相关参数的设置和修正。本文所研究的发动机为进气道喷射(具体参数见表1)，因此燃烧模型选择Vibe模型；传热模型选择W

6、oschnil978模型，图1即为所建仿真模型。表1发动机规格发动机类型水冷，MPI排量／L1．8缸径×行程／(Inn×mill)79×91．4压缩比10：1点火顺序1—3—4—2每缸气门数2个进气门，2个排气门本文通过对比原机的外特性试验数据与模型仿真作者简介：杜爱民(1971一)，男，博士，副教授，主要研究方向为混合动力及CAE技术。第1期仕爱民等：基于iSIGHT的Atkinson循环汽油机配气正时优化33图1BOOST模拟仿真模型的对应数据，来验证BOOST仿真的可靠性。图2～图4分别为发动机原机试验数据与

7、模型仿真结果对于功率、转矩和油耗的曲线对比情况。1良芒瓣舂g●邑墩簿f2●每邑●3耀罴图2功率试验值与仿真值的对比曲线图3转矩试验值与仿真值的对比曲线转速／(r·min’1)图4比油耗试验值与仿真值对比曲线由图中功率、转矩和燃油消耗率的曲线对比可看出，模拟仿真值和原机试验值很接近，最大误差均在5％的工程误差允许值以内。造成误差的原因可能是由于：试验测量误差，过多的经验数据以及仿真本身的推测性等造成的，工程中可以接受。因此，初步确定可以认为用此仿真模型模拟原机具有一定的可靠性。2Atkinson循环改进2．1Atki

8、nson循环介绍Atkinson循环发动机区别于传统发动机的地方在于：它通过推迟进气门关闭来决定压缩行程开始的时间，从而辅助控制发动机负荷；这也就使节气门的作用在Atkinson循环发动机中弱化了，因此可以减小泵气损失，使更多的压缩功用于做有用功一1；同时，压缩行程开始的推迟，也就为几何压缩比的提高提供了条件。提高几何压缩比可以通过减小燃烧室容积来实现，这样