進排氣系統對SC25R性能影響的模擬研究

張欣然，李秀玲

（張家口職業技術學院，河北 張家口 075000）

進排氣系統對SC25R性能影響的模擬研究

張欣然，李秀玲

（張家口職業技術學院，河北 張家口 075000）

近年來，隨著汽車發動機技術的不斷發展，汽車發動機的性能日益優化，節能減排是國內汽車研發的熱點。文章以內燃機熱力過程模擬理論為基礎，利用AVL BOOST軟件詳細討論了不同工況下（轉速為1000r/min和轉速為3000r/min）進排氣管長度和管徑對SC25R型柴油機性能（有效功率、有效扭矩和比油耗）的影響。

柴油機；進排氣系統；性能模擬計算；AVL BOOST

1 基于AVL BOOST對SC25R型柴油機建立仿真模型

通過查閱SC25R型柴油機說明書及實際測量獲取SC25R型柴油機的主要結構參數。AVL BOOST軟件為發動機進排氣系統和氣缸有效參數的設定提供了一種優化模擬計算方法。SC25R型柴油機由4個氣缸、進氣管、排氣管及空氣濾清器等構件構成。在AVL BOOST軟件中建立柴油機的計算模型，如圖1所示。

圖1 SC25R型發動機模型

將所有元件按照各項參數設置好，在其運行后查看該模型各項性能指標如：功率、扭矩等性能參數與SC25R型柴油機的性能參數是否在5%的誤差范圍內。

2 SC25R型柴油機進排氣系統仿真研究

具體研究過程以3000r/min工況下排氣系統排氣管管長為例。研究排氣管管長對SC25R型柴油機性能的影響時，按柴油機標定運轉工況（3000r/min） 設定運轉參數，在1000mm～3000mm的范圍內由小到大改變排氣管管長，保持柴油機的其余結構參數不變，得到排氣管管長對柴油機動力性、經濟性的影響。

以500mm為間隔更改管長后運行系統，之后記錄不同管長的情況下該仿真模型計算得出的性能參數：功率、扭矩及比油耗。最后將所有數據繪制成表格，如表1所示。研究可得隨著排氣管管長度的增加，功率、扭矩及比油耗的變化規律。

表1 不同排氣管管長情況下發動機性能參數

故可見：當排氣管管長為1500mm時，發生諧振，故功率、比油耗和扭矩發生了突變，設計時應避開。綜合考慮排氣管的布置及成本問題的合理性，得出結論：該模型的排氣管管長設置為 1000mm時較優。同理可得工況為 3000r/min和1000r/min時進氣管管長管徑的較優值。

3 結論

（1）運用AVL BOOST軟件對進排氣管的管長和管徑進行仿真模擬研究是可行的。

（2）在3000r/min工況下，進氣管較優管長為50mm，管徑為75mm；排氣管較優管長為1000mm，管徑為80mm。

（3）在1000r/min工況下，較優管長為50mm，較優管徑為110mm；排氣管較優管長為2000mm，較優管徑為100mm。

（4）采用可變進排氣系統可大大提高發動機的經濟性和動力性。

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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

張欣然（1989-），女，河北張家口人，大學本科，助教。