某汽油机增压器性能匹配分析与验证

程剑峰 张盼 房凯 黄伟

摘 要：基于AVL-BOOST仿真软件，搭建某汽油机增压器仿真计算模型，文章介绍了一种汽油发动机增压器性能匹配分析的过程，最后试验结果表明，仿真计算数据与试验结果吻合良好，确定增压器性能满足设计需求。

关键词：汽油机;增压器;仿真计算

中图分类号：U464.135  文献标识码：A  文章编号：1671-7988（2020）17-105-02

The performance matching analysis and verification for Turbocharger

of a Gasoline engine

Cheng Jianfeng， Zhang Pan， Fang Kai， Huang Wei

（ Technical Center， Anhui Jianghuai Automobile Group Co.， Ltd， Anhui Hefei 230601 ）

Abstract： Based on the AVL-BOOST simulation software， a gasoline engine turbocharger simulation calculation model is built， and a process of matching analysis of the engine turbocharger performance is introduced. The final test results show that the simulation calculation data is in good agreement with the test results， and the turbocharger performance meet the design needs.

Keywords： Gasoline engine; Turbocharger; Simulation calculation

CLC NO.： U464.135  Document Code： A  Article ID： 1671-7988（2020）17-105-02

引言

随着社会生产力和科技的不断进步，节能低耗、动力强劲的发动机进入研究范围，而增压技术是其中重要的一项课题。使用涡轮增压器的汽车其功率可比原机提高40%-60%，发动机的燃油经济性和排放性能也有所改善。

同时由于越来越严格的排放与节能法规的出台，涡轮增压技术也在不断发展，各种新产品也不断涌现，这使得涡轮增压器的匹配在发动机性能开发过程中占据了重要的地位。使用AVL-BOOST软件可以高效快捷的进行涡轮增压器和发动机的匹配计算，利于增压器的选型[1]。

1 软件介绍

AVL-BOOST热力循环分析软件是一个针对发动机整机性能进行模拟分析的软件，具有非常简便实用的前后处理器，以及快速稳定的求解器[2][3]。它不仅可以在设计阶段预测发动机的稳态性能，而且还可以分析成型发动机的热力学过程。

2 模型计算

2.1 模型搭建

根据发动机各零部件实际尺寸和性能特性搭建BOOST分析模型，如图1所示。根据目标性能，分析两款增压器的匹配状态，以便进行最终的选型[4]。

2.2 模型计算

模型分别采用增压器TC1、增压器TC2单独计算，在模型中输入边界参数并设置当前发动机的系统参数，见表1，计算出当前增压器的功率、扭矩、比油耗、排气温度、增压压力等仿真数据。为便于比较，将TC1、TC2的输出结果整理后如图2所示。

从上述计算结果可以看出，TC1、TC2增压器性能曲线重合度较高，二者一致性较好，且根据功率、扭矩、比油耗、排气温度等仿真结果可以看出，两增压器性能满足发动机设计需求。

3 试验验证

3.1 试验边界

某发动机增压器台架试验的边界条件如表2所示。

3.2 性能试验结果分析

进行增压器台架性能匹配分析时，保证额定转速的进气损失、背压、排温一致，同时为了对比两款增压器下发动机性能的区别，过量空气系数与目标性能对应的过量空气系数相同。两款增压器下发动机扭矩、功率、比油耗和增压器增压压力等试验结果如下图3所示。

从台架数据分析结果可以看出：

两台增压器性能指标均符合设计要求，且各项指标均满足一致性要求，性能一致性较好。

4 总结

（1）基于AVL-BOOST软件，搭建了分析模型，并对模型进行驗证，证明了模型的准确性。

（2）对比了两个增压器的性能曲线，证明不论是仿真分析的结果还是台架试验的结果，增压器的一致性均较好。

（3）两款增压器性能均满足设计要求，可作为该机型选用。

参考文献

[1] 颜平涛，王超，杨陈，等.基于AVL-BOOST软件汽油机增压器匹配研究[J].小型内燃机与摩托车，2013，42（3）：10-15.

[2] 钱多德，李腾，等.基于ABAQUS的连杆有限元分析[J].内燃机， 2014，3：18-21.

[3] 高冬冬，王军.某柴油机增压器匹配计算[J].汽车零部件，2015（12）： 41-45.

[4] 罗威，陈世江，等.一种船用柴油发动机增压器支架的设计[J].内燃机，2015，2 （1）：3-5.