该平台主要是对发动机动力性能和排放性能进行预测分析,包括发动机各种布置方案的对比,发动机性能提高,发动机内部的流动分析,发动机燃烧分析,喷油系统分析等。
该平台包括BOOST,FIRE和HYDSIM三个软件。BOOST和HYDSIM是一维的,FIRE是三维的,BOOST和HYDSIM可以为FIRE的计算提供边界条件。
BOOST—一维发动机工作过程循环模拟计算软件
运用AVLBOOST软件可以对整台发动机进行建模,模型包括气缸、进排气管路和涡轮增压器及发动机所有相关附件。在BOOST软件中将对发动机的热力循环过程进行整体模拟,包括气体流动、充量交换、涡轮增压器特性的匹配,缸内燃烧放热过程等等。通过模拟计算来直观的反映压缩比、燃烧放热规律、配气相位、进排气系统中的流动特性、中间冷却特性、涡轮增压器特性等对柴油机性能的影响程度。从而对现有的发动机性能进行评价,分析现有发动机存在的问题和不足,为发动机的改进设计提供依据,并进行发动机改进方案的比较预测。然后针对发动机输出功率,扭矩和燃油消耗等要求进行发动机部件的设计优化,例如进排气系统,气门尺寸气门正时等,从而提供符合改进设计要求的最优发动机设计方案。
FIRE—三维CFD流体力学模拟计算软件
BOOST作为一维的热力循环模拟分析软件可以非常有效的对发动机整体性能进行模拟计算,但是因为发动机的局部区域有着非常复杂的流动特性(例如气道内的流动现象,喷雾的发展,燃烧的进行及其与缸内流动过程的相互作用),这些现象只能通过三维流动分析才能获得精确的预测,AVLFIRE软件作为当今最为先进的发动机CFD软件可以很好地完成最复杂的进气道流动、缸内流动和详细的喷雾燃烧等现象的模拟计算,包括针对不同油泵产生的喷油规律对燃烧产生的影响进行详细的分析,从而指导设计合理的进气道形状、燃烧室结构、喷射参数等的优化达到最优的发动机性能输出和降低排放物的生成。而且,FIRE软件与BOOST软件在AVL软件平台上有着直接的接口,可以实现耦合计算,从而更有效和更精确地模拟发动机热力性能。
AVL在应用FIRE软件针对汽油和柴油发动机缸内喷雾燃烧有着非常丰富的应用经验和技术know-how,可以提供非常专业的软件应用支持。近两年来新增的ESE-Diesel-参数化的燃烧室分析优化工具是一个具有独立界面的集成的自动化分析模块,带有多个参数化的燃烧室结构供用户选择,可自动进行移动网格的生成、缸内瞬态流动喷雾燃烧的计算并自动生成对结果的分析报告,极大地方便了客户进行直喷式柴油发动机的建模和计算。
HYDSIM—喷油系统模拟分析软件
HYDSIM软件可以对高压燃油喷射系统进行模拟,结果包括喷油压力,喷油规律,喷油量及运动件的动力学状况。同时HYDSIM也为后续利用FIRE进行缸内的油气混合过程、燃烧过程和排放物的产生过程进行三维模拟计算提供精确的喷嘴压力、喷油量及喷雾锥角等边界条件。