进排气系统对SC25R性能影响的模拟研究

张欣然，李秀玲

（张家口职业技术学院，河北 张家口 075000）

进排气系统对SC25R性能影响的模拟研究

张欣然，李秀玲

（张家口职业技术学院，河北 张家口 075000）

近年来，随着汽车发动机技术的不断发展，汽车发动机的性能日益优化，节能减排是国内汽车研发的热点。文章以内燃机热力过程模拟理论为基础，利用AVL BOOST软件详细讨论了不同工况下（转速为1000r/min和转速为3000r/min）进排气管长度和管径对SC25R型柴油机性能（有效功率、有效扭矩和比油耗）的影响。

柴油机；进排气系统；性能模拟计算；AVL BOOST

1 基于AVL BOOST对SC25R型柴油机建立仿真模型

通过查阅SC25R型柴油机说明书及实际测量获取SC25R型柴油机的主要结构参数。AVL BOOST软件为发动机进排气系统和气缸有效参数的设定提供了一种优化模拟计算方法。SC25R型柴油机由4个气缸、进气管、排气管及空气滤清器等构件构成。在AVL BOOST软件中建立柴油机的计算模型，如图1所示。

图1 SC25R型发动机模型

将所有元件按照各项参数设置好，在其运行后查看该模型各项性能指标如：功率、扭矩等性能参数与SC25R型柴油机的性能参数是否在5%的误差范围内。

2 SC25R型柴油机进排气系统仿真研究

具体研究过程以3000r/min工况下排气系统排气管管长为例。研究排气管管长对SC25R型柴油机性能的影响时，按柴油机标定运转工况（3000r/min） 设定运转参数，在1000mm～3000mm的范围内由小到大改变排气管管长，保持柴油机的其余结构参数不变，得到排气管管长对柴油机动力性、经济性的影响。

以500mm为间隔更改管长后运行系统，之后记录不同管长的情况下该仿真模型计算得出的性能参数：功率、扭矩及比油耗。最后将所有数据绘制成表格，如表1所示。研究可得随着排气管管长度的增加，功率、扭矩及比油耗的变化规律。

表1 不同排气管管长情况下发动机性能参数

故可见：当排气管管长为1500mm时，发生谐振，故功率、比油耗和扭矩发生了突变，设计时应避开。综合考虑排气管的布置及成本问题的合理性，得出结论：该模型的排气管管长设置为 1000mm时较优。同理可得工况为 3000r/min和1000r/min时进气管管长管径的较优值。

3 结论

（1）运用AVL BOOST软件对进排气管的管长和管径进行仿真模拟研究是可行的。

（2）在3000r/min工况下，进气管较优管长为50mm，管径为75mm；排气管较优管长为1000mm，管径为80mm。

（3）在1000r/min工况下，较优管长为50mm，较优管径为110mm；排气管较优管长为2000mm，较优管径为100mm。

（4）采用可变进排气系统可大大提高发动机的经济性和动力性。

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Simulation Study on the Effect of Inlet and Exhaust System on SC25R Performance

ZHANG Xin-ran，LI Xiu-ling
（Zhangjiakou Vocational and Technical College，Zhangjiakou，Hebei 075000，China）

In recent years,with the continuous development of automobile engine technology，the performance of automobile engine has been optimized day by day.Energy saving and emission reduction is the hot issue of domestic automobile research and development.Based on the theory of internal combustion engine thermal process simulation，the AVL BOOST software is used to discuss the effect on performance（effective power，effective torque and fuel consumption）of the SC25R diesel engine with different operating conditions（speed of 1000r/min and speed of 3000r/min）

diesel engine；intake and exhaust system；performance simulation；AVL BOOST

U664.131

A

2095-980X（2017）06-0101-01

2016-05-16

张欣然（1989-），女，河北张家口人，大学本科，助教。