[发明专利]单缸机模拟整机的试验方法及装置

说明书

本发明公开了一种单缸机模拟整机的试验方法及装置，包括有：S1、建立仿真模型；S2、运行整机仿真模型得出整机高压指示压力和边界参数；S3、运行单缸机仿真模型，调整单缸机仿真模型的高压指示压力、边界参数至与整机相等；S4、运行待测的实体单缸机，调整高压指示压力与整机相等，调整进气压力调节阀、进气温度加热器、排气背压阀，与S3中记录相等；S5、将实体单缸机的燃烧放热率曲线代入整机仿真模型；S6、判断偏差是否大于设定比例；S7、对实体单缸机的参数进行处理。通过建立整机仿真模型、单缸机仿真模型，在实体单缸机上反复调试进气压力、进气温度和排气背压，得出待模拟整机的合理参数，提升了柴油机等单缸机模拟整机的精度。

技术领域

本发明涉及一种单缸机模拟整机的试验方法及装置。

背景技术

目前，采用单缸机试验预测柴油机整机性能指标可以大幅度减少整机试验工作量，对于降低柴油机开发成本，缩短柴油机开发周期具有重要意义。大型柴油机产量小，生产周期长，柴油机制造成本高，试验费用高，常作为主要试验样机。

单缸机试验准确模拟整机性能指标关键是缸内燃烧阶段作功和燃烧阶段的进排气边界和整机一致。缸内燃烧阶段作功是指缸内气体在压缩和膨胀行程的作功。该阶段作功和燃烧过程和整机功率指标直接相关，相对于整个循环的缸内做功，以缸内燃烧阶段作功为模拟目标可以排除单缸机和整机泵气损失差异对模拟精度的影响。单缸机由于只有一个气缸，不能直接采用整机增压系统结构，也无法考虑整机各缸之间压力波传递影响，需要针对整机气缸的进排气边界参数进行模拟。柴油机燃烧过程进排气边界参数包括过量空气系数、扫气系数、残余废气系数、进气温度、进气涡流等，对于单缸机模拟整机，最主要的为过量空气系数、扫气系数、进气温度。过量空气系数为进气阶段结束后留在缸内的气量和燃烧完全燃烧所消耗的气量之比，扫气系数为进气阶段通过进气阀吸入的总气量和留在缸内气量之比。

现有的单缸机模拟整机方法并未严格以进气量作为单缸机模拟整机边界的标准，依据单缸机和整机进气量一致来确定单缸机进气压力、温度、排气背压等参数，而把整机的进气压力和排气背压直接作为单缸机试验的边界，该方法为充分考虑单缸机和整机进排气流动的差异，往往会使得单缸机和整机性能参数有明显差异。

发明内容

本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术成本单缸机模拟整机时误差较大的缺陷，提供一种误差更小、精度更高的单缸机模拟整机的试验方法及装置。

本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：

一种单缸机模拟整机的试验方法，其特点在于，其包括有以下步骤：

S1、建立一整机仿真模型和一单缸机仿真模型；

S2、运行所述整机仿真模型得出整机高压指示压力和边界参数，其中，所述整机高压指示压力为所述整机仿真模型在压缩和膨胀节点的缸内气体平均指示压力，所述边界参数包括有单缸进气结束缸内进气量、进气结束进气温度和总进气量；

也就是说，先通过整机仿真模型模拟计算出边界参数等参数。

S3、运行所述单缸机仿真模型，调整所述单缸机仿真模型的高压指示压力直至与所述整机高压指示压力相等，调整所述单缸机仿真模型的进气压力、进气温度、排气背压直至所述单缸机仿真模型的边界参数与所述整机仿真模型的边界参数一致后，记录下此时的所述单缸机仿真模型的进气压力、进气温度、排气背压；

也就是说，将单缸机仿真模型中的边界参数与整机仿真的边界参数调整到一致，这时可以得出唯一的进气压力、进气温度和排气背压的数值；

S4、运行待测的实体单缸机，调整所述实体单缸机的扭矩使得所述实体单缸机的高压指示压力与所述整机高压指示压力相等，调整所述实体单缸机的进气压力调节阀、进气温度加热器、排气背压阀，使得所述实体单缸机的进气压力、进气温度、排气背压与S3中记录的所述单缸机仿真模型的进气压力、进气温度、排气背压相等；