基于AVL BOOST对柴油机进行仿真优化的设计

张欣然

(张家口职业技术学院 汽车工程系，河北 张家口 075051)

基于AVL BOOST对柴油机进行仿真优化的设计

张欣然

(张家口职业技术学院 汽车工程系，河北 张家口 075051)

近年来，汽车发动机性能的优化成为汽车研究领域的热点。利用AVL BOOST软件成本低、精确度高及可多次重复试验等优势，以基于AVL BOOST对SC25R型柴油机进行仿真优化的模拟过程为例，简述该软件的基本设计及优化过程，并得出相关结论。

仿真优化设计；AVL BOOST；柴油机

AVL BOOST是为建立发动机模型(包括各种附件，例如空气滤、EGR系统等)及模拟工作过程(包括实际循环模拟、换气过程模拟)，进而进行性能计算优化而开发的模拟程序。通过性能模拟计算和结果分析，可了解发动机的一些主要参数对其性能的影响，减少样机的试验工作量，从而对发动机的设计和实验起到积极的指导作用。

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。

表1.1SC25R型柴油机主要结构参数

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1.1所示。

图1.1SC25R型发动机模型

2 对照SC25R 型发动机基本参数设置模型参数

根据SC25R型柴油机的基本参数，设置模型中的各部件数据。在Simulation标签中选择Control选项，如图2.1所示。

如图2.2、图2.3所示，对整个模型的整体参数进行设置。如转速为3000r/min；燃料为柴油；4冲程；实验过程为15个循环；曲轴转角共10800°CA；计算步长为1°CA等。

图2.2基本参数设置界面(一)图2.3基本参数设置界面(二)

对整体参数设置好后，开始对具体部件设置，根据SC25R型柴油机的各参数，进气管1的管长设置为400mm，管径为85mm，压力为1bar，进气温度为24.85℃等，如图2.4和图2.5所示。

图2.4进气管1参数设置界面(一)图2.5进气管1参数设置界面(二)

同理，设置好涡轮增压器TC1、中冷器CO1和两个容腔PL1、PL2的各项参数，如温度、压力、容积等。并对其余各项元件按照参数进行设置。

3 对所建模型进行运行及优化设计

将所有元件按照SC25R型柴油机的各项参数设置好之后，对所建模型进行实验，在其运行后查看该模型的功率、扭矩等性能参数，与SC25R型柴油机的性能参数，是否具有较高一致性，即是否在5%的误差范围内。运行计算过程如图3.1所示。

在成功运行计算之后，就可以查看运行后的各项性能指标的数据了。可查看该模型的功率、比油耗、气缸压力和扭矩等，如图3.2、图3.3、图3.4所示。

图3.2性能参数

图3.3BSFC曲线图3.4气缸压力曲线

模型建立并正常运行之后，可通过更改相关系统参数，对发动机的各项性能进行优化实验，最终将实验数据列表绘图，找出最佳优化方案，如对发动机进排气系统的管长管径进行优化等。

4 结论

本文应用AVL BOOST软件，对SC25R型柴油机进行仿真模拟研究。得到以下结论：运用AVL BOOST软件对发动机进行建模，之后利用该模型对发动机的相关参数进行仿真模拟研究是可行的。该仿真计算可以大大缩短研究时间，减少研究耗费，精确度较高。

[1]李文,刘载文,付晓宁.基于BOOST的柴油机整机性能优化设计[J].农机化研究，2011(10): 191-194.

[2]Kunpeng Qi,Liyan Feng,Xianyin Leng.Simulation of quasi-dimensional combustion model for predicting diesel engine performance [J].Applied Mathematical Modelling, 2011(35): 930-940.

[3]冯敬奇.柴油机工作过程仿真与实验研究[D].天津:天津大学,2004.

[4]崔洪江.YC6T柴油机进排气系统性能仿真及优化研究[D].大连：大连海事大学,2011.

[5]AVL List．AVL BOOST Users Guides Version3[M]．Austria：AVL Company，2000.

TheSimulatedOptimizationDesignofDieselEnginewithAVLBOOST

ZHANG Xin-ran

(Automobile Engineering Department, Zhangjiakou Vocational and Technical College, Zhangjiakou, Hebei 075051)

In recent years, the study of the optimization of the performce of the automobile engine becomes the hot issue. Taking advantages of the low cost, high accuracy and possibility of repeated tests of AVL BOOST, based on the simulation optimization process of SC25 diesel engine with AVL BOOST, this paper briefly expounds on the foundamental design and optimization process, and draws its conclusion.

simulation optimization design; AVL BOOST; diesel engine

U464.172

A

1008-8156(2017)03-0064-03

2017-08-20

2017-09-11

张欣然(1989-)，女，河北涿鹿人，张家口职业技术学院汽车工程系助教,学士。研究方向：汽车工程。