[发明专利]一种集成排气歧管GT-Suite建模仿真方法

说明书

本发明提供一种集成排气歧管GT‑Suite建模仿真方法，通过在GT‑Suite中模拟带集成排气歧管技术情况下真实的排气门流量系数测试方法，通过仿真，计算出排气门流量系数，然后代入GT‑Suite排气门模块中，进行集成排气歧管建模，得到可用的集成排气歧管仿真模型，实现带有集成排气歧管技术的发动机仿真。

技术领域

本发明涉及排气歧管仿真技术，属于动力部件建模的技术领域。

背景技术

GT Suite是由美国Gamma Technologies公司开发的汽车仿真分析软件，主要应用于车辆设计参数的分析、各种运行情况下的耗油量和噪音噪声的计算，同时还可以用于发动机性能评估、冷却系统性能的评估等。在汽车行业中，使用GT-SUITE系列软件可以明显地缩短设计开发的周期，降低生产成本。

目前在GT-Suite中建立排气歧管模型的主要过程一般为：

1.通过HyperMesh软件对排气歧管物理模型进行提取内表面，网格划分等处理，并转换成stl格式。

2.利用GEM3D工具将stl格式文件转换成1D模型，导入GT-Suite。

3.在GT-Suite中，按照推荐的排气道建模方法，对排气歧管进行建模。

GT提供的文件系统提供了传统(排气道与排气歧管分离)排气道的建模方法，由于传统气道相对平直且长度较短，其因形状、表面粗超度带来的流动损失可以同气门节流作用一并考虑，即通常将气门、气道的总的流动损失特性统一到气道流量系数特性上来，在GT模型中以气门模型的流量系数曲线加以描述，而排气道以忽略摩擦的直管加以模拟，排气道出口处的排气歧管部分按照其具体几何结构进行建模。具体的方法为：(1)将试验实测所得的排气流量系数，直接输入GT-suit排气门模块中。(2)在GT-suit对上述步骤中1D模型进行内表面摩擦处理，摩擦系数设置为0。完成以上两步，即得到可用的排气歧管仿真模型，可进一步用于发动机仿真分析。

集成排气歧管(排气道和排气歧管做成一体)是最近几年才成熟起来的新技术，在GT-Suite中并无相应的建模方法。对于采用了集成排气歧管技术的发动机而言，排气道和排气歧管做成了一体，排气气路结构复杂、尺寸也明显长于传统排气道，气路结构、摩擦带来的节流损失不适合继续在气门模型处统一考虑，否则排气过程(特别是负荷较大时)的仿真计算将产生明显的偏差，导致发动机缸内压力、换气过程的计算产生较大误差。即若将试验实测的排气流量系数，直接输入GT-Suite排气门模块中，会引模型失真，无法使用。

发明内容

本发明针对现有技术存在的不足，提供一种集成排气歧管GT-Suite建模仿真方法，目的在于在GT-Suite中建立一种集成排气歧管建模的方法，其中关键是对集成排气歧管模型中排气门流量系数的处理，得到可用的集成排气歧管仿真模型。

本发明的技术方案如下：

一种集成排气歧管GT-Suite建模仿真方法，所述方法包括如下步骤：

S1.采用有限元软件对集成排气歧管物理模型进行处理，得到格式文件；

S2.利用GEM3D工具将格式文件转换成1D模型，导入GT-SUITEE；

S3.对1D模型增加边界模块、气门结构模块，形成排气门流量系数优化模型；

S4.按照缸盖气道流量试验测试设置的边界，对边界模块中的压力温度进行设置。

所述的缸盖气道流量试验测试，常见的方法有：FEV方法，Ricardo方法,AVL方法。如FEV方法是通过调节气门升程，从1mm至最大气门升程后整数毫米，并以5kpa的压差，测试不同气门升程下的流量。

S5.对气门结构进行建模，并设置缸径、气门升程/缸径、以及流量系数三个参数。