CN102207996A - 一种发动机润滑系统仿真计算方法 - Google Patents
一种发动机润滑系统仿真计算方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN102207996A CN102207996A CN2011101463261A CN201110146326A CN102207996A CN 102207996 A CN102207996 A CN 102207996A CN 2011101463261 A CN2011101463261 A CN 2011101463261A CN 201110146326 A CN201110146326 A CN 201110146326A CN 102207996 A CN102207996 A CN 102207996A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- lubrication system
- engine lubrication
- design
- computation method
- emulated computation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000005461 lubrication Methods 0.000 title claims abstract description 38
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 238000013461 design Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000009826 distribution Methods 0.000 claims abstract description 12
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000004088 simulation Methods 0.000 claims abstract description 10
- 238000005457 optimization Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 3
- 239000003921 oil Substances 0.000 claims description 37
- 230000001050 lubricating effect Effects 0.000 claims description 29
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 8
- 239000010687 lubricating oil Substances 0.000 claims description 2
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 abstract description 7
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005206 flow analysis Methods 0.000 abstract 1
- 201000004569 Blindness Diseases 0.000 description 2
- 239000008280 blood Substances 0.000 description 2
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 2
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
本发明涉及一种发动机润滑系统仿真计算方法，可以更好地指导润滑系统的设计与开发，以提高开发效率，节省试验成本。该设计方法运用一维流体仿真技术对润滑系统进行流动分析，包括如下步骤：A：收集润滑系统各部件相关数据，并进行参数化处理；B：搭建一维模型；C：进行不同工况模拟计算；D：分析计算结果，在设计结果未达到预期时对润滑系统进行优化设计，并重新执行上述步骤，直至计算结果达到设计指标。计算模拟具有成本低、速度快、资料完备且可模拟各种不同的工况等独特的优点，本发明利用计算机的强大功能，应用商用流体软件对润滑系统进行一维模拟，可以在设计初期模拟润滑系统的压力分布、流量分配、温度分布等，而且通过参数优化，得到参数最优化匹配。从模拟中获取的信息比试验更全面，可以与试验互相验证、相互补充。提高了开发效率，节省了大量的试验成本。
Description
技术领域
本发明属于汽车发动机润滑系统技术领域，特别涉及到润滑系统的仿真计算方法。
背景技术
润滑系统相当于发动机的血液，润滑系统设计必须要保证发动机血液畅通，压力和流量都分配的恰到好处。而当前发动机润滑系统设计存在一定的盲目性，油道直径、轴承间隙、油泵尺寸等只能依据简单的经验公式或完全参照样机，往往使得设计初期无法对润滑系统性能进行有效的控制，从而带来后期的试验成本增加。浪费大量的人力物力。
当前发动机润滑系统设计还存在一定的盲目性，油道直径、轴承间隙、油泵尺寸等只能依据简单的经验公式或完全参照样机，往往使得设计初期无法对润滑系统性能进行有效的控制，从而带来后期的试验成本增加。
发明内容
本发明的目的在于提出一种简单、高效的发动机润滑系统仿真计算方法，从而更好地指导润滑系统的设计，以提高开发效率，节省试验成本。应用商用流体软件flowmaster对润滑系统进行一维模拟可以在设计初期模拟润滑系统的压力分布、流量分配、温度分布等，而且通过参数优化，得到参数最优化匹配。从模拟中获取的信息比试验更全面，可以与试验互相验证、相互补充。
设计部门首先提供给分析部门润滑系统总体布置形式、喷嘴、油道的长度、直径、轴承类型、轴承间隙、油泵特性曲线等参数。分析部门根据这些参数，根据分析目的搭建恰当的模型。根据需要分析不同工况下润滑系统的工作状态，最后根据分析结果对系统进行评价与改进。
具体技术方案如下：
一种发动机润滑系统仿真计算方法，采用CAE技术对润滑系统进行一维流动模拟，采用如下步骤：
(1)收集润滑系统部件相关数据，并进行参数化处理；
(2)搭建一维模型；
(3)进行不同工况模拟计算；
(4)分析计算结果。
进一步地，还包括步骤(5)：当步骤(4)的计算结果结果未达到预期时，对润滑系统进行常规优化设计，并重新执行上述步骤(1)-(4)，直至计算结果达到预设的设计指标。
进一步地，步骤(1)中所述润滑系统部件包括机油滤清器，机油泵，机油收集器，正时链条喷嘴，主轴承，主油道，排气侧凸轮轴承，进气侧凸轮轴承，液压张紧器。
进一步地，步骤(1)中所述相关数据包括油泵的特性曲线，管道的长度、直径，轴承的间隙，喷嘴的直径等。
进一步地，步骤(3)中所述工况包括润滑系统怠速工况、额定转速工况、全工况。
进一步地，步骤(1)中进一步包括从设计部门或供应商收集润滑系统部件的结构以及特性数据：油泵的特性曲线，管道的长度、直径，轴承的间隙，喷嘴的直径等。
进一步地，步骤(2)进一步为：在flowmaster一维流动软件平台上，将润滑系统模型搭建完整，并对各部件参数进行填充完善。
进一步地，步骤(3)进一步为：对润滑系统怠速工况、额定转速工况、全工况等进行稳态或者瞬态模拟计算。
进一步地，步骤(4)进一步为：对计算结果进行分析，查看发动机润滑系统的压力分布、流量分布、温度分布，评价主油道、缸盖油道处的压力是否满足设计指标。
进一步地，步骤(5)进一步为：如果发动机润滑系统压力或流量不符合要求，通过修改油道尺寸或者更换匹配部件对系统进行优化，并重新开始计算，如此反复直至系统满足设计要求。
与目前现有技术相比，本发明利用一维流体仿真技术对发动机润滑系统进行仿真分析，从而在发动机设计初期直至整个开发阶段均能判断润滑系统的压力、流量是否满足设计指标，预测潜在的风险，并根据分析结果对系统进行优化设计。
附图说明
图1是本发明发动机润滑系统仿真计算方法的流程图；
图2为某汽油机润滑系统模型图；
图3为该润滑系统仿真模型；
图4为计算结果的压力与流量分布曲线。
其中，图2与图3中的数字分别代表的位置为：①油底壳与油泵连接处；②主油道流向主轴承与连杆轴承的油道处；③正时链喷嘴处；④流向液压张紧器的油道处；⑤缸盖油道流向排气凸轮轴承的油道处；⑥缸盖油道流向进气凸轮轴承的油道处。
具体实施方式
下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
本实施例对某款汽油机润滑系统进行计算机数值模拟。通过本次分析，旨在根据详细的压力与流量分配结果，查出油压偏低原因；并对不同正时链喷嘴直径和缸盖节流孔直径的结果进行对比分析，进而对喷嘴和节流孔直径给出合理建议。
图1为发动机润滑系统仿真计算的流程图。首先根据图2中的润滑系统模型，收集相关数据，包括油泵特性曲线；油管长度、直径；主轴承、连杆轴承的间隙、尺寸等。然后搭建图3的润滑系统仿真模型。各参数填入相应部件的参数表中。最后根据图4中的压力与流量分配结果，可以看出，正时链喷嘴处的流量占总流量一半以上，从而导致了轴承流量偏小，主油道油压偏低。建议减小正时链喷嘴直径或者采用带阀门控制的喷嘴结构，从而限制正时链喷油量，提高油道压力。
CAE是英文Computer Aided Engineering(计算机辅助工程)的简称。它是伴随着计算机技术、数值计算技术的发展而发展的。简单地说，CAE相当于″虚拟″地在计算机做实验，在计算机这个虚拟平台上，模拟汽车发动机等某个系统或者部件的工作状态。其基本思想是：把原来在空间和时间坐标中连续的物理量的场，用一系列有限个离散点的值的集合来代替，通过一定的原则建立起这些离散点上变量值之间关系的代数方程，求解所建立起来的代数方程以获得所求解变量的近似解。润滑系统由于部件繁多，结构复杂，应用三维技术对系统进行建模的可能性较小。而一维计算，是将包括油泵、管道、润滑轴承等部件进行参数化设置，即能方便建模，又在一定程度上反应了部件的特性。
CAE仿真具有成本低、速度快、资料完备且可模拟各种不同的工况等独特的优点，本发明利用计算机的强大功能，通过仿真技术对润滑系统进行一维流动计算，可以在设计初期样件试制以前就模拟出整个润滑系统的压力、流量分配，在较广的范围内对进行尺寸优化，部件匹配。提高了开发效率，节省了大量的试验成本。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种发动机润滑系统仿真计算方法，采用CAE技术对润滑系统进行一维流动模拟，其特征在于，采用如下步骤：
(1)收集润滑系统部件相关数据，并进行参数化处理；
(2)搭建一维模型；
(3)进行不同工况模拟计算；
(4)分析计算结果。
2.如权利要求1所述的发动机润滑系统仿真计算方法，其特征在于，还包括步骤(5)：当步骤(4)的计算结果结果未达到预期时，对润滑系统进行常规优化设计，并重新执行上述步骤(1)-(4)，直至计算结果达到预设的设计指标。
3.如权利要求1或2所述的发动机润滑系统仿真计算方法，其特征在于，步骤(1)中所述润滑系统部件包括机油滤清器，机油泵，机油收集器，正时链条喷嘴，主轴承，主油道，排气侧凸轮轴承，进气侧凸轮轴承，液压张紧器。
4.如权利要求1-3中任一项所述的发动机润滑系统仿真计算方法，其特征在于，步骤(1)中所述相关数据包括油泵的特性曲线，管道的长度、直径，轴承的间隙，喷嘴的直径等。
5.如权利要求1-4中任一项所述的发动机润滑系统仿真计算方法，其特征在于，步骤(3)中所述工况包括润滑系统怠速工况、额定转速工况、全工况。
6.如权利要求1-5中任一项所述的发动机润滑系统仿真计算方法，其特征在于，步骤(1)中进一步包括从设计部门或供应商收集润滑系统部件的结构以及特性数据：油泵的特性曲线，管道的长度、直径，轴承的间隙，喷嘴的直径等。
7.如权利要求1-6中任一项所述的发动机润滑系统仿真计算方法，其特征在于，步骤(2)进一步为：在flowmaster一维流动软件平台上，将润滑系统模型搭建完整，并对各部件参数进行填充完善。
8.如权利要求1-7中任一项所述的发动机润滑系统仿真计算方法，其特征在于，步骤(3)进一步为：对润滑系统怠速工况、额定转速工况、全工况等进行稳态或者瞬态模拟计算。
9.如权利要求1-8中任一项所述的发动机润滑系统仿真计算方法，其特征在于，步骤(4)进一步为：对计算结果进行分析，查看发动机润滑系统的压力分布、流量分布、温度分布，评价主油道、缸盖油道处的压力是否满足设计指标。
10.如权利要求1-9中任一项所述的发动机润滑系统仿真计算方法，其特征在于，步骤(5)进一步为：如果发动机润滑系统压力或流量不符合要求，通过修改油道尺寸或者更换匹配部件对系统进行优化，并重新开始计算，如此反复直至系统满足设计要求。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201110146326 CN102207996B (zh) | 2011-06-02 | 2011-06-02 | 一种发动机润滑系统仿真计算方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN 201110146326 CN102207996B (zh) | 2011-06-02 | 2011-06-02 | 一种发动机润滑系统仿真计算方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN102207996A true CN102207996A (zh) | 2011-10-05 |
| CN102207996B CN102207996B (zh) | 2013-10-16 |
Family
ID=44696824
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN 201110146326 Active CN102207996B (zh) | 2011-06-02 | 2011-06-02 | 一种发动机润滑系统仿真计算方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN102207996B (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103136423A (zh) * | 2013-02-21 | 2013-06-05 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种发动机冷却系统优化设计方法 |
| CN105844045A (zh) * | 2016-04-08 | 2016-08-10 | 上海幸福摩托车有限公司 | 一种模拟齿轮式机油泵流体特性的建模方法 |
| CN107178401A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-09-19 | 江西五十铃发动机有限公司 | 一种基于cae技术的柴油机油底壳优化方法 |
| CN112082762A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-15 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 发动机正时系统的匹配测试方法、装置及存储介质 |
| CN112665859A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-16 | 杭州电子科技大学 | 基于硬件在环的车用发动机与润滑油泵动态匹配试验装置及方法 |
| CN113553788A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-26 | 中国航发贵阳发动机设计研究所 | 一种航空发动机润滑系统通风能力仿真计算方法 |
| CN113849933A (zh) * | 2021-09-27 | 2021-12-28 | 陕西柴油机重工有限公司 | 一种大功率船用柴油机润滑系统一维仿真方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101158989A (zh) * | 2007-11-02 | 2008-04-09 | 奇瑞汽车有限公司 | 发动机曲轴动力学分析方法 |
-
2011
- 2011-06-02 CN CN 201110146326 patent/CN102207996B/zh active Active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101158989A (zh) * | 2007-11-02 | 2008-04-09 | 奇瑞汽车有限公司 | 发动机曲轴动力学分析方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 林灵等: "VVA发动机润滑系统CAE优化", 《重庆理工大学学报（自然科学版）》 * |
| 陈光辉: "发动机润滑系统仿真软件开发", 《小型内燃机与摩托车》 * |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103136423A (zh) * | 2013-02-21 | 2013-06-05 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种发动机冷却系统优化设计方法 |
| CN103136423B (zh) * | 2013-02-21 | 2016-03-16 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 一种发动机冷却系统优化设计方法 |
| CN105844045A (zh) * | 2016-04-08 | 2016-08-10 | 上海幸福摩托车有限公司 | 一种模拟齿轮式机油泵流体特性的建模方法 |
| CN105844045B (zh) * | 2016-04-08 | 2019-02-26 | 上海幸福摩托车有限公司 | 一种模拟齿轮式机油泵流体特性的建模方法 |
| CN107178401A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-09-19 | 江西五十铃发动机有限公司 | 一种基于cae技术的柴油机油底壳优化方法 |
| CN112082762A (zh) * | 2020-09-18 | 2020-12-15 | 奇瑞汽车股份有限公司 | 发动机正时系统的匹配测试方法、装置及存储介质 |
| CN112665859A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-04-16 | 杭州电子科技大学 | 基于硬件在环的车用发动机与润滑油泵动态匹配试验装置及方法 |
| CN112665859B (zh) * | 2020-12-31 | 2022-08-19 | 杭州电子科技大学 | 基于硬件在环的车用发动机与润滑油泵动态匹配试验方法 |
| CN113553788A (zh) * | 2021-07-23 | 2021-10-26 | 中国航发贵阳发动机设计研究所 | 一种航空发动机润滑系统通风能力仿真计算方法 |
| CN113849933A (zh) * | 2021-09-27 | 2021-12-28 | 陕西柴油机重工有限公司 | 一种大功率船用柴油机润滑系统一维仿真方法 |
| CN113849933B (zh) * | 2021-09-27 | 2024-04-05 | 陕西柴油机重工有限公司 | 一种大功率船用柴油机润滑系统一维仿真方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN102207996B (zh) | 2013-10-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102207996B (zh) | 一种发动机润滑系统仿真计算方法 | |
| CN103136423B (zh) | 一种发动机冷却系统优化设计方法 | |
| CN104123414A (zh) | 一种气动发动机进排气通道流场和热传递优化的参数化方法 | |
| CN102622490A (zh) | 一种发动机进气egr均匀性分析方法 | |
| CN108762110A (zh) | 一种满足国ⅳ标准的电控摩托车发动机匹配标定方法 | |
| CN109088776B (zh) | 一种基于超级计算机的并行cfd计算与通信重叠优化方法 | |
| CN104615835B (zh) | 一种发动机中冷器分析方法 | |
| CN109783882B (zh) | 一种联合matlab与flowmaster的燃气轮机燃油系统建模仿真方法 | |
| CN107491574A (zh) | 一种车辆发动机进气道仿真计算的方法及装置 | |
| CN109684723A (zh) | 一种二维结构内部声学性能分析方法 | |
| CN106709079B (zh) | 润滑系统仿真方法及装置 | |
| CN102831230B (zh) | 一种混合动力总成的部件选型方法及系统 | |
| CN104034530A (zh) | 一种柴油机后处理测试平台 | |
| CN101561833A (zh) | 专用指令集处理器的设计方法 | |
| CN113379103B (zh) | 基于降阶模型的泵类设备内部流场的预测方法 | |
| Frosina et al. | A critical analysis on the lubrication circuit of a non-road diesel engine by adopting a 3D and 1D approaches | |
| CN103207083B (zh) | 一种分析涡轮效率的方法及装置 | |
| CN106250602A (zh) | 一种发动机油底壳nvh的结构优化方法 | |
| Lattmann et al. | Towards an analysis-driven rapid design process for cyber-physical systems | |
| CN105930552A (zh) | 基于数字模拟技术的公差确定方法 | |
| CN105160131A (zh) | 发动机外部egr均匀性耦合计算方法 | |
| CN102890642B (zh) | 基于匹配矩阵的异构重构计算的性能分析方法 | |
| JP2005249418A (ja) | エンジン性能の予測解析方法、予測解析システム及びその制御プログラム | |
| CN108875235B (zh) | 汽车发动机的水套的三维稳态传热性能分析方法及装置 | |
| Polastri | Lumped Parameter Modelling of Hydraulic Systems: Advanced Techniques for Design and Analysis |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant |