基于热传导过程的涡轮增压发动机仿真精度提高



基于热传导过程的涡轮增压发动机仿真精度提高

基于一维气体动力学的发动机仿真能很好地解决整合发动机和传动系统发展过程中产生的各种技术问题。常规的涡轮增压发动机性能仿真只适用于非脉动热流的工况，并未考虑热传导过程对仿真精度的影响。由于发动机的涡轮增压器直接暴露于脉动热流和热交换过程，因此必须对GT-POWER涡轮增压器仿真过程的效率系数进行调整。该效率系数会改变涡轮增压装器的热力仿真曲线，且在不同负荷时呈不同形状。研究目的是对涡轮增压器进行仿真时将热传导过程考虑在内，从而有效调整涡轮机和增压器的效率系数。设计了一组试验，安装在一个具有可变气门正时的2L GDI发动机涡轮增压器采用油水混合制冷方式，分别对不同负荷和工况下的涡轮增压器进行试验。

本次试验在涡轮增压器传热的基础上，在涡轮机前面添加1个散热器，在压缩机后面添加1个热源。涡轮增压器涡轮的效率系数并不能够涵盖所有涡轮增压器的传热情况，除了使用热系数进行仿真，还需将热量从增压器中释放。本研究结果表明，在涡轮增压器发动机仿真过程中考虑热传导可以减少涡轮效率系数的使用，在使用增压涡轮和压缩机的情况下能正确计算出被测气体温度，因而考虑热传导过程会大大提高涡轮增压发动机的仿真精度。

Habib Aghaali et al. SAE 2012-01-0703.

编译：张玉伦