基于Fluent与GT-SUITE联合仿真的FSC赛车进气系统设计与优化

针对2023年中国大学生方程式汽车大赛赛规中加装限流阀以限制发动机功率的要求,通过Fluent与GT-SUITE的联合仿真,对进气系统进行设计与优化,从而减小进气系统的阻力损失,提升发动机的动力性。利用Fluent对限流阀进行计算流体力学(CFD)仿真分析,得到限流阀最优结构参数为过渡圆角r=40 mm、渐缩角α=14°、渐扩角β=6°。采用GT-SUITE建立发动机数值仿真模型,分析进气系统其他结构参数对发动机充量系数和扭矩的影响,进行合理的结构优化,得到进气管长度l=145 mm、稳压腔容积V=3.5 L。仿真结果表明:限流阀的阻力损失减小了2.48%,在低、中转速区间,发动机的充量系数和转矩得到了提升,其中在5000 r/min时充量系数增大了2.61%。

基于GT-Suite的重型载货车冷却系统仿真及匹配设计

基于GT-Suite软件建立了某重型载货车发动机冷却系统的一维-准三维混合仿真模型,通过对发动机极限工况下出水温度、出水流量等计算结果与试验值对比分析,验证了仿真模型的准确性。最后在此模型基础上对发动机冷却系统进行风扇选型匹配,实现了满足整车冷却性能要求的前提下,减小了其消耗功率,从而提高了整车经济性。

基于GT-SUITE的机电复合驱动车辆建模与仿真

考虑到机电复合驱动车辆的机械桥和电驱桥可独立驱动或协同驱动车辆,能有效解决车辆动力性、燃油经济性提升以及行驶可靠性提高等难题,作者基于GT-SUITE软件建立了机电复合驱动相关部件模型和双轴车辆仿真模型,对比了动力单元与两档电驱桥动态换挡的台架试验和仿真结果,并对整车最高车速和加速性能进行仿真分析,验证了模型的正确性.

基于GT-SUITE整车暖机阶段油耗仿真分析

汽车动力性和燃油经济性是其重要的使用性能,文章介绍了使用GT-SUITE软件预测NEDC循环工况下暖机阶段的油耗,重点分析了集成冷却系统后对燃油消耗的修正。以某整车为例,通过CAE计算得到了冷启动油耗分析结果,并结合排气余热回收装置,分析了该装置对NEDC循环工况下暖机阶段油耗的影响。

基于GT-SUITE的乘用车驾驶性仿真与应用

为了在整车性能开发早期对驾驶性进行评价,本文中使用GT-SUITE软件,考虑发动机瞬态响应和转矩控制策略,建立乘用车驾驶性仿真模型。利用仿真模型对部分典型的驾驶性工况进行仿真计算,并通过试验数据校正模型,确保仿真误差在10%以内。以某6速自动挡汽油车为例,针对3种驾驶模式的不同需求,分别对油门特性和换挡规律进行虚拟标定。最后对虚拟标定结果进行试验验证,仿真与试验误差在8%以内,充分验证了驾驶性虚拟标定的有效性和实用性。

基于GT-SUITE与Simulink的车辆驱动冷却系统联合仿真分析

为降低纯电动汽车的能耗、提高电池的续航里程,联合GT-SUITE与Simulink搭建整车驱动冷却系统和动力系统模型,对某纯电动汽车的热平衡性能进行分析。在所考察工况及电子水泵最大转速条件下,冷却回路最高水温远低于系统设计的温度限值,存在优化空间。通过过程优化,寻找合适的电子水泵转速,在满足系统设计要求的同时,最大限度地减少能耗,为热管理系统控制策略的制定提供参考。

基于GT-suite的0483天然气发动机凸轮型线设计及配气性能模拟开发

基于高次方多项式凸轮型线设计原理及方法,采用VT-design模块对0483天然气发动机凸轮型线进行全新设计。在此凸轮型线的基础上,对整个配气机构运动学、动力学进行模拟;采用GT-power模块对整机性能进行一维模拟,得出缸压及充气效率等参数。试验验证表明:模拟结果和试验结果偏差较小;模拟的可靠度较高,且具有成本低、开发周期短、效果好等特点。

基于GT-Suite的高压共轨燃油系统建模与分析

文中采用GT-Suite软件中的GT-Fuel模块建立柴油机高压共轨喷油系统的仿真模型。分析柴油机轨压对高压共轨系统动态压力特性与喷油规律的影响,以及液力缓冲器对共轨中压力波动的影响,从而改善柴油机性能,为高功率密度柴油机的匹配提供了依据。

可变喷嘴增压器喷嘴环叶片位置对柴油机外特性稳态性能的影响

应用GT-SUITE发动机热力学仿真软件对4100柴油机外特性稳态性能进行仿真,研究了喷嘴环叶片位置对废气涡轮增压器和发动机联合运行线、增压器的热力参数、换气过程评价参数和柴油机性能的影响。仿真结果表明:随着喷嘴环开度的增加,发动机运行线下移,喘振裕度增大;压后压力、涡轮前压力随着喷嘴环开度的增加都降低,涡轮前压力降低的幅度要远大于增压后压力降低的幅度,100%开度时压后压力与涡轮前压力相差不大;残余废气系数降低,充气效率增加;功率和有效扭矩增加,燃油消耗率降低。

基于时域传递路径分析与GT-SUIT仿真对进气系统的优化

进气系统作为动力总成的关键系统,进气噪声对车内的声品质有着重要的影响。对某国产车车内噪声进行研究,通过时域传递路径分析(Transfer Path Analysis,TPA)的方法,对试验车进行研究,发现该试验车进气噪声对车内噪声贡献量较大。以GT-SUIT软件进行进气系统传递损失分析并进行消声器建模与仿真,实现宽频消声器的设计。通过实车验证,证明了耦合消声器设计的有效性,使车内的噪声降低,达到改善车内听觉舒适性的效果,为NVH工程问题的解决提供了经验积累。

并联式混合动力发动机神经网络法转矩预测与闭环控制

利用实际发动机的标定数据搭建了GT-Suite及Matlab/Simulink联合仿真模型,建立了基于进气和发动机状态参数的预测转矩反馈协同控制模块。对比了ANN法和现有发动机的标定脉谱插值预测(MAP)法2种方法下发动机稳态及瞬态转矩变化、升降挡等工况预测的结果误差,结果表明:稳态工况下MAP法较为可靠,低、中、高3种发动机转速下转矩预测波动小,误差比ANN法低1.31%、1.09%和1.52%;实际瞬态转矩跃变及阶跃工况下,ANN法较MAP法误差低5.62%和1.32%,升降挡工况下低1.93%和0.84%。

可变路径的阻抗复合式排气系统的设计

该文针对KTM duke 690单缸摩托车发动机进行了设计。利用仿真软件GT-suite,根据测量数据搭建完整的发动机体系,在GEM3D模块中建模,离散插入发动机一维热力学模型中,根据真实情况设置运行环境。在声学方面,在map图中加入microphone元件,生成排气噪声频谱。在动力方面,在GT-post模块中调出发动机外特性图,对照扭矩曲线的反馈调整排气系统结构,尽可能提升扭矩输出,同时确定阀门介入点。仿真显示,与原厂状态相比,该文设计的发动机最大消声量达15dB,符合噪声设计要求;扭矩提升达16N·m@3500r/min,可消除扭矩损失最大达11N·m@7500r/min。

基于神经网络的汽车行驶工况识别方法研究

混动车辆能量管理实现自适应控制策略的前提是对汽车行驶工况的正确识别。针对此问题提出了一种基于神经网络的车辆行驶工况识别方法。首先通过采集车辆实际行驶路谱,整理出3种典型工况。在此基础上,运用方差分析工具,筛选提取10项特征,用于路谱的辨别,并且整理成用于训练的数据。采用Matlab建立目标神经网络,经过训练和测试,模型识别率达到98.5%。经过综合工况的验证,模型识别率良好,达到预期效果。

汽油车变海拔动力恢复的增压系统匹配研究

运用仿真方法研究汽油发动机汽车(简称汽油车)受海拔的影响,并选配增压系统对其实现动力恢复,可为乘用车的高原适用性提供依据。基于GT-Suite仿真平台建立汽油车动力性评价模型,在变海拔工况下分析其动力性的变化规律。针对不同海拔下动力损失特征,对所选配的增压系统采用不同控制策略实现恢复作用。结果表明:海拔条件对汽油车加速性能影响最为显著,3 000 m以上地区的原地起步百公里加速时间增加49. 6%以上;选配增压系统后,通过对废气旁通阀开度的标定,实现变海拔条件下进气控制策略,满足了海拔4 000 m内汽油车动力基本不变的目标,为汽油车高原动力恢复提供参考。

某柴油机挺柱断裂分析

为了研究某柴油机挺柱出现断裂现象的原因,使用GT-SUITE软件得到挺柱的受力情况,然后使用有限元软件进行计算,对危险区域提出改进方案并重新计算,得到比较合适的设计方案。

增程式混合动力商用车系统匹配及仿真研究

以某增程式混合动力商用车为例,对主要部件进行了计算选型。在此基础上采用GT-SUITE软件搭建了整车模型,最终进行整车匹配仿真计算。仿真研究表明,增程式混合动力汽车在合理设计下可以满足整车的动力性要求,同时相比传统燃油车,增程式混合动力汽车可大幅度降低整车油耗,其中中国货车行驶工况(CHTC-HT)节油率可达26.09%。

集成仿真在发动机冷却系统设计中的应用

基于仿真软件的现代汽车设计过程是一个多阶段的研发过程.为了改善因不同设计阶段仿真工具的差异所引起的数据传递困难、仿真精度不够、工作效率低等问题,采用集成仿真工具实现了同一仿真平台下的直接耦合仿真.集成仿真工具可以建立详尽程度和求解时间规模不同的仿真模型,适应不同设计阶段的需求;而且,在同一仿真平台下,采用不同仿真工具建立各子系统的仿真模型,实现直接耦合仿真,可交互参数不受限制,能够充分考虑瞬态工况下各子系统之间的相互影响,进而提高整个系统模型的计算精度.最后用集成仿真工具GT-Suite软件建立了发动机和冷却系统直接耦合模型,仿真模型详尽,仿真结果丰富,仿真精度较高,使集成仿真的优势得以充分体现.

16V240ZJB型柴油机双弹簧喷油器的设计与仿真分析

为了降低柴油机的排放与噪声,以满足日益严格的排放法规,针对大连机车厂开发的16V240ZJB型柴油机,在原单弹簧喷油器的基础上,设计出一款适用的双弹簧喷油器,并运用发动机专业分析软件GT-SUITE建立燃油喷射系统和气缸燃烧模型,对16V240ZJB型柴油机单双弹簧喷油器进行仿真计算,对比分析单双弹簧喷油器的特性曲线。

48 V轻度混合动力商用车经济性仿真计算研究

基于某传统商用车,进行模拟搭载启动和发电一体(BSG)电机、48 V电池、高低压直流电源转换设备(DC/DC)等部件构建48 V轻度混合动力系统。利用GT-SUITE软件对48 V轻度混合动力商用车进行中国重型商用车检测(CHTC-HT)工况的经济性仿真计算研究。计算研究表明,与传统车相比48 V轻度混合动力商用车综合百公里油耗下降10.11%,其中启停模式节油6.81%,助力模式节油3.30%。通过能量对比分析,在CHTC-HT循环工况中48 V轻度混合动力商用车综合油耗下降的主要原因是,在整车减速制动时,部分制动能量通过BSG电机回收,回收比例达到55.2%。

单缸发动机排气系统膨胀腔结构优化研究

以一款排量为690 mL的单缸发动机为研究对象,对消声器膨胀腔的结构进行了优化设计,并利用GT-suite软件完成了仿真计算及性能预测。为满足不同法规以及部分汽车运动项目的要求,在研究过程中,除考虑常用的A计权声级外,还考虑了消声器在C计权声级下的性能表现。研究结果表明:膨胀腔布置于靠近排气门处较为有利;膨胀腔容积与消声效果呈现正相关;膨胀腔出入口同侧布置且无进出口插入管时,综合性能较好;此外,减小出口直径可进一步减小噪声水平。