[发明专利]一种车辆发动机进气道仿真计算的方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及车辆工程技术领域，特别涉及一种车辆发动机进气道仿真计算的方法及装置。

背景技术

现阶段，能源短缺与环境污染在全球范围内受到了广泛重视。在车辆行业，国家法规对车辆排放及油耗的要求也越来越严格，因此，车辆公司在发动机应用方面都采用了一系列新技术来满足这些要求，例如在汽油机上同时采用缸内直喷与增压技术，提升发动机动力的同时又能降低油耗及排放，然而这一技术的实现，又对发动机设计提出了更高的要求。

进气道的结构设计直接影响到发动机的进气量及缸内气流运动，合理的组织缸内气流运动对缸内直喷汽油机的燃油混合和燃烧过程具有重要影响，进而影响到发动机动力性、经济性及排放特性。因此在发动机设计中，对进气道性能做出评估的重要性也越来越突出。

进气道性能参数主要包括气道的流量系数及滚流/涡流强度两个数值。现有对发动机气道性能进行评估主要手段为气道试验方法，通过台架试验测试出每个气门升程对应的气道流量系数及滚流/涡流强度，但是试验周期较长，成本高，且对于设计出的多种气道方案，试验方法的可实施性差，不容易实现。因此，如何提高车辆发动机进气道性能测试效率，并降低测试成本，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种车辆发动机进气道仿真计算的方法及装置，计算操作简单，周期短，成本低，计算精度高，且计算模型搭建较为灵活，且可用于多个进气道方案之间的对比优化，根据结果选择进气道性能最佳的方案，还可以辅助发动机设计。

为解决上述技术问题，本发明提供一种车辆发动机进气道仿真计算的方法，包括：

确定车辆发动机的进气道的进气门升程测试点，并确定各所述进气门升程测试点对应的进气道仿真模型；

对各所述进气门升程测试点对应的进气道仿真模型进行网格化；

设置网格化后的各进气道仿真模型对应的计算域边界条件，并利用流体力学理论设置计算求解器；

根据所述计算域边界条件及网格化后的各进气道仿真模型，利用所述计算求解器进行计算得到各所述进气门升程测试点对应的仿真结果。

可选的，确定各所述进气门升程测试点对应的进气道仿真模型，包括：

建立所述车辆发动机的进气道仿真模型；

根据各所述进气门升程测试点设置所述进气道仿真模型中的进气门升程参数，确定各所述进气门升程测试点对应的进气道仿真模型。

可选的，确定各所述进气门升程测试点对应的进气道仿真模型之后，还包括：

对各所述进气门升程测试点对应的进气道仿真模型进行数模检测，并判断数模检测结果是否满足质量要求；

若不满足，则对不满足质量要求的进气道仿真模型进行修改直到对应的进气道仿真模型满足质量要求。

可选的，对各所述进气门升程测试点对应的进气道仿真模型进行网格化之后，还包括：

对网格化后的各进气道仿真模型的网格质量进行网格检测，并判断网格检测结果是否满足质量要求；

若不满足，则对不满足质量要求的进气道仿真模型的网格进行细化直到对应的进气道仿真模型的网格满足质量要求。

可选的，所述计算域边界条件中的入口与出口的压差范围为2500Pa～6500Pa。

可选的，利用所述计算求解器进行计算得到各所述进气门升程测试点对应的仿真结果，包括：

利用所述计算求解器进行计算，并判断计算是否收敛；

若收敛，则将计算结果作为对应进气门升程测试点对应的仿真结果；

若不收敛，则修改对应的进气门升程测试点的进气道仿真模型的网格和/或修改对应的进气门升程测试点的进气道仿真模型的计算域边界条件直到计算收敛。

可选的，所述仿真结果包括：

流量系数及涡流/滚流强度数值和/或气道及气缸内气体速度分布及流线。

可选的，对各所述进气门升程测试点对应的进气道仿真模型进行网格化之前，还包括：

将所述进气道仿真模型与试验模型进行校核，判断校核结果是否在预定误差内；

若不在，则对对应的进气道仿真模型进行修改直到对应的进气道仿真模型的校核结果在预定误差内。

本发明还提供一种车辆发动机进气道仿真计算的装置，包括：

模型建立模块，用于确定车辆发动机的进气道的进气门升程测试点，并确定各所述进气门升程测试点对应的进气道仿真模型；

网格化模块，用于对各所述进气门升程测试点对应的进气道仿真模型进行网格化；