基于GT-Power的四冲程柴油机喷油策略优化研究

文章采用台架试验与仿真计算相结合的方法开展研究,利用内燃机一维仿真计算软件GT-Power建立4135型船舶柴油机仿真模型,在完成四冲程柴油机仿真模型验证基础上,研究了喷油定时和喷油持续时间对燃烧及整机性能的影响。结果表明,全负荷工况下,选择-15°CA喷油提前角及30°CA的喷油持续时间可实现更高的功率输出和更佳的燃油消耗率。

基于GT-power的DPF捕集效率影响因素研究

DPF是目前人们公认最有效的柴油机后处理装置,同时是柴油机满足国VI以上排放法规的必备装置。在实现其经济性和安全性的同时,提高DPF的捕集效率一直是研究的关键。文章利用GT-power软件搭建DPF仿真模型,研究不同载体直径、通道长度、载体壁厚、壁面渗透率和孔隙率对DPF捕集效率的影响。其研究结论表明DPF的捕集效率随着通道长度、孔隙率、载体壁厚的增加而增大,随着壁面渗透率的增大而下降。

基于GT-Power的乘用车消声器设计

运用GT-Power软件对乘用车的消声器进行设计开发.通过对发动机工作过程与消声器的耦合,根据消声器相关理论并利用GT-Power软件建立分析消声器插入损失与压力损失的模型.在保证压力损失不大于22 kPa的设计要求下,所设计的乘用车消声器插入损失达到31.5 dB(A),较好地满足了消声器的消声性能指标,并且模型的仿真结果与试验结果吻合良好.

基于GT-power的消声器优化设计

为了寻求一种更简单有效的消声器设计方法,以某一型号发动机为例,将传统的消声器设计理论与GT-power仿真软件相结合,构建了基于GT-power的消声器优化设计流程.利用GT-power软件的声学和流体仿真功能对各消声器结构方案进行仿真分析,通过比较消声器的插入损失和压力损失,得出较优方案,然后再对特定方案进行正交试验以获取最优参数组合,并以试验进行验证.结果表明,优化后的消声器的消声量增加了约12dB.

基于GT-power与Simulink的发动机及其控制系统仿真

为了减少发动机控制系统的开发时间和费用,建立了基于GT-power与MATLAB/Simulink的联合仿真环境,并在此之上建立了相继增压柴油机的模型。仿真结果与试验数据进行了对比,证明该仿真模型适用于相继增压控制系统开发。在此基础之上,进行了相继增压切换仿真,分析了该仿真平台对于发动机控制系统设计的意义。

基于GT-Power对HCNG发动机的数值模拟

为了对HCNG发动机进行更系统理论的研究,运用模拟软件GT-Power建立YC6J天然气掺氢发动机的仿真模型.仿真数据与原机外特性试验结果对比的误差在5%以内,证明该模型具有较高的准确性.然后通过该仿真模型,进行过量空气系数和点火提前角与燃用不同掺氢比例的HCNG关系的模拟研究.研究结果表明,HCNG掺氢比越大,所对应的最佳点火提前角越小,同时着火极限越宽;在较小的点火提前角或者较大的过量空气系数时,掺氢HCNG能有效地提高热效率,降低燃料消耗;HCNG发动机的NOx排放相比CNG虽有所增加,但可通过减少点火提前角或增大过量空气系数降低NOx排放.同时针对模拟工况,确定最佳的点火提前角和过量空气系数,为HCNG发动机的开发标定,起到理论指导作用.

基于GT-Power的并联内插管双室扩张式消声器插入损失研究

利用软件GT-Power仿真并联内插管双室扩张式消声器,得到其插入损失变化情况。通过仿真结果跟实验数据的比较表明,GT-Power仿真结果在较宽频带范围内具有良好的拟合度,符合实际的。GT-Power仿真消声器的插入损失是准确而有效的。

基于GT-Power的BN6V87QE汽油机性能优化仿真

应用GT-Power软件建立了BN6v87QE汽油机整机结构和燃烧仿真计算模型,利用该模型对发动机的原进气歧管部分结构参数、配气相位、空燃比和点火提前角电控参数进行了匹配计算．实验验证了该仿真计算模型的计算结果与原机有很好的一致性,在此基础上,对BN6V87QE汽油机配气相位、空燃比和点火提前角电控参数进行了优化计算,试验证明发动机的性能得到了改进．

基于GT-power和Simulink的相继增压切出过程仿真研究

相继增压的动态切换特性对发动机性能有着重要的影响。为了研究相继增压系统空气阀相对燃气阀延迟关闭时间对切出过程柴油机性能的影响,建立了基于GT-power和MATLAB/Simulink的联合仿真平台。采用GT-power软件建立了TBD234V12柴油机仿真模型,MATLAB/Simulink软件建立了调速器、相继增压控制器和增压器喘振指数监测器仿真模型。对不同的阀门响应时间和空气阀延迟时间进行了相继增压柴油机切出过程瞬态仿真计算,结果表明切出过程中适当的空气阀延迟时间可以明显改善切出过程柴油机稳定性和排放,阀门响应时间增加会使柴油机性能和排放恶化。通过仿真计算确定了最佳的阀门控制策略。

基于GT-Power软件的内燃机消声器设计与分析方法

介绍了一种新的发动机性能仿真软件GT-Power,它是以一维的CFD计算为基础,采用有限容积法对热流体进行模拟计算的软件。应用该软件对发动机及消声器进行模拟和仿真,不仅能预测消声器的特性,而且还能对消声器和发动机进行有效地匹配。通过实例模型的模拟结果对比,可见该软件具有良好的预测性能。

基于GT-Power的柴油机进排气系统多目标优化

针对所研究的全柴490柴油机,建立进排气系统的三维模型并进行离散化,确定所需优化的结构参数,包括进气总管长度、谐振腔容积、进气歧管长度和直径以及排气歧管长度和直径。在GT-Power中建立柴油机的数值仿真模型,并通过台架试验把各个稳态工况下的仿真数据与试验数据作对比,验证模型的有效性。以进排气系统的各个结构参数为试验因子,采用试验设计(DOE)方法,得出一系列性能参数作为试验响应,拟合2阶模型响应面,并以扭矩最大、油耗率最少为优化目标,利用遗传算法进行多目标优化。通过把原始参数与取整后的优化参数作对比,发现扭矩最大提升达2.238%,同时油耗有所降低,最多下降2.189%。

基于GT-Power软件的抗性消声器性能分析

应用GT-Power软件及其Muffler模块建立了简单扩张式抗性消声器模型,在模型的基础上对抗性消声器的结构和消声性能进行了模拟仿真分析,明确了消声器的扩张比、偏置、插入管、穿孔管、穿孔板等结构因素对抗性消声器消声性能的影响关系,有利于消声器的优化设计,便于消声器性能的进一步分析。

基于GT-Power DoE的柴油机进气系统多目标多参数优化

为进一步提升某船用柴油机的动力性、经济性和运行的可靠性,对柴油机的进气系统开展了多目标多参数的优化设计。基于柴油机工作过程及冷却系统耦合仿真模型,采用DoE中D-optimal抽样方法,以普通最小二乘法建立起多个变量因子的响应面模型,并采用多目标优化方法进行非归一化求解,得到额定工况下进气系统结构参数及运行参数的优化解集和最优解。仿真结果表明:优化后整机的输出功率及扭矩分别提升了3.8 kW和14.3 N·m;涡前排温、峰值缸压以及燃油消耗率分别降低了40℃,2.5 bar和2.1 g/(kW·h)。

基于GT-POWER的NO_x吸附还原催化器建模研究

本文中使用GT-POWER模拟工具,结合试验数据建立了NOx吸附还原催化器模型,并通过试验结果与模型模拟结果对比分析,验证了该催化器模型正确。这种通过GT-POWER模拟工具与试验数据相结合建立模型的方法,同样适用于其他类型的催化器,是一种有效的催化器建模方法。

基于GT-Power软件的排气消声器优化设计

应用GT-Power软件中的Muffler模块建立某型柴油机排气消声器的模型,并进一步得到网管化模型,同时进行传递损失的计算。通过对其结构及消声性能的分析,论证了消声器结构及消声性能改进的必要性,并分别采取了两种方案对消声器结构加以改进,软件仿真结果表明,经方案一改进设计后的消声器结构简单,消声性能有较大提高,而方案二在一定程度上也有所改进,但效果不如方案一明显。

GT-POWER在内燃机排气消声器设计中的应用

介绍一种新的模拟软件,可对两者进行综合预测,该软件基于一维流体动力学的假设。为了便于用户设计复杂的消声器,该软件提供了绘图的处理程序。通过绘图程序中提供的消声器基本元件库,用户可以轻松地创建复杂消声器模型。将简单模型的模拟结果与试验结果相比较,可见模拟软件具有良好的预测性能。由此可得出结论,应用计算机对发动机及消声器进行模拟,不仅能预测消声器特性,还能反应出不同结构消声器对发动机性能的影响。

GT-Power在机车柴油机上的仿真应用

利用GT-Power搭建了直喷式四冲程增压柴油机的仿真平台,其中包括16缸模型、进排气管路模型、涡轮增压器模型和中冷器模型.并在机车用大功率重载增压柴油机16V240ZJ型发动机上进行了工作过程模拟计算验证,计算结果与实验结果吻合良好,误差较小.可见,利用GT-Power软件建立仿真计算模型这种方法,为机车柴油机的性能研究提供便利.

基于GT-POWER的二甲醚柴油机性能研究

利用VB编程算出了二甲醚的物性参数,利用MATLAB算出了GT-POWER中各方程的待定系数,利用GT-POWER建立了柴油机燃用二甲醚的仿真模型。在原机标定转速下,进行了变压缩比、供油提前角对二甲醚发动机性能影响的研究,将仿真数据和实验数据进行了对比。结果表明:二甲醚的物性参数及方程中的待定系数计算正确,ZS1100柴油机燃用二甲醚的最佳压缩比为20,供油提前角对二甲醚发动机性能的影响与柴油相似。

基于GT-Power软件的排气系统噪声分析与改进

为了降低某款轿车排气噪声,采取增加玻璃棉、调整消声器内部管路和隔板的穿孔率与穿孔位置等措施,提升消声器的降噪性能,并利用GT-Power软件分析其传递损失。经试验验证,改进消声器后,车内噪声最大降低4 d B(A),尾管噪声实现全转速段降低。

基于GT-Power的汽车排气系统噪声优化

对某车型的排气尾管噪声进行声学性能开发,在前期通过GT-Power软件对整车模型进行仿真计算,得到该模型计算效率较低。通过质量流量声学模型对整车模型进行等效,计算效率大幅度提高,并根据此模型进行消声器内部结构优化,最后通过声学测试来验证。结果表明:在低转速区,仿真和测试结果比较接近;在高转速区,仿真和实验趋势相近。提供了一种在GT-Power软件中提高排气系统声学前期开发效率的方法。