车用发动机停缸的转矩仿真.pdf

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1、第40卷第2期2011年4月小型内燃机与摩托车SMALLINTERNALCOMBUSTIONENGINEANDMOTORCYCLEV01．40No．2Apr．20ll车用发动机停缸的转矩仿真+张登攀1袁银南2崔永1(1一江苏大学汽车与交通工程学院江苏镇江2120132一南通大学)摘要：为研究停缸对车用发动机转矩的影响，建立了一台直列六缸发动机曲柄连杆机构的多体模型。分析了模型的边界条件，以发动机的实测转矩对动力模型进行了验证。根据给出的三种停缸气缸组合，分别仿真停缸工作模式的发动机转矩特性，并与全缸工作模式的转矩特性进行了对比。结果表明，在停缸模式，转矩波动明显增大，与发动

2、机的转速和负荷有关。关键词：车用发动机停缸动态仿真中图分类号：u464．12+2文献标识码：A文章编号：167l一0630(2011)02—0043—04SimulationofAutomotiVeEngineTorqueOperatingwithCylinderDeactiVationZhangDengpanl，YuanYinnan2，ClliYon911一Sch001ofAutomobileandrIhmcEngineering，JiangsuUniversity(Zhenjiang，Jiangsu，2l20l3，China)2一NantongUniVersityAbs

3、tract：Inordertostudytheimpactofcylinderdeactivationonautomotiveenginetorque，amulti．bodymod—elofcmk—rodmechanismforanin—linesix—cylinderen舀newascreated．Theboundaryconditionsofthemod-elwereinVestigated．ThesimulationmodelwasVerifiedwiththeen西netorquetested．Accordingtothreetypesofdeactivatedcy

4、lindersequence，thesimulationunderthewholecylinderoperationmodeandthecylinderde-activationmodesatdifkrentloadconditionswereanalyzed．Theresultsshowth砒theenginetorqueunderthedeactivationmodediffersf而mthatunderthewholecylinderoperationmode，relatingtoen西nespeedandload．Keywords：Automotiveengine，

5、Cylinderdeactivation，Dynamiccharacteristicsimulation引言多缸点燃式内燃机部分停缸可显著改善中低负荷的燃油经济性，但采用机械的控制方式实施停缸，难度大，控制机构复杂，很难推广，随着汽车电子控制技术的快速发展，停缸技术又受到了人们的高度关注u'2J。停缸技术的应用，改变了作功缸的发火次序和间隔角，使其转速波动加剧一J，对此有必要研究停缸过程对发动机输出转矩的影响，为控制转速波动提供技术数据。采用试验的方法研究发动机停缸的转矩变化，费用高、周期长，而应用数值模拟的方法，可大大降低试验费用、省时省力。本文以一台缸径为105mm，冲

6、程125mm的直列六缸柴油机为研究对象，建立发动机的曲柄连杆机构多体动力学模型，对多种停缸方案分别仿真了发动机不同工况点的转矩输出变化。l发动机的动力学模型1．1曲柄连杆机构多体模型的建立将有限元方法(FEM)和多体系统仿真分析(MsS)结合在一起，是研究发动机曲轴系统动力学问·基金项目：江苏省高校自然科学重大基础研究项目(项目编号：08l(JA47001)。作者简介：张登攀(1976一)，男，博士生，主要从事发动机节能与代用燃料的研究。小型内燃机与摩托车第40卷题的一个有效手段。根据发动机的结构参数，用Pm／E软件建立曲柄连杆的实体造型，用AN“s软件对曲轴进行了柔性化处

7、理，在ADAMs环境下建立曲柄连杆结构的多体模型，如图1所示。砧[。．瓣图I曲柄连杆的多体模型l2模型边界条件的分析在仿真过程中，需要活塞上的气体压力、摩擦力数据，连杆、曲轴轴承的摩擦力和其它机械损失数据。对于活塞上的气体压力，以发动机最大扭矩转速和标定转速的实测示功图为活塞顶的载荷，而机械损失的分解和计算见文献[3]。图2为发动机转速在1750r／min时缸内压力和活粪逝》嗣=吲K

8、{》曲轴转角，℃A图2活塞组的摩擦力曲线塞组摩擦力的计算结果，这与活塞组摩擦力的变化趋势相符。缸内气体压力与括塞组摩擦力施加在活塞顶