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整车热管理系统整车热管理系统液压系统及燃油喷射系统液压系统及燃油喷射系统通通用用机机械动械动力力模模拟拟（配气（配气机机构构、、曲曲柄柄连连杆杆机机构构））OPTIMIZEOPTIMIZE/DOE/DOEGTGT--SUITESUITE--mpmpLINKWITHSIMULINKLINKWITHSIMULINK整车匹配整车匹配整车热管理系统模拟整车热管理系统模拟z部件级别•泵的匹配•换热器的设计•冷却系附件（诸如：冷凝器、风扇、油冷、空调等）的优化z冷却回路级别•流动和温度分布、能量平衡•故障测试―水泵的泄漏―节温器的失效分析―可以放置传感器检测故障位置•执行器的控制策略：电控泵、节温器、风扇等•缩短热车时间以及冷起动过程的控制策略•新型冷却回路的评估和研究：splitcooling…•节温器开启和关闭过程中的瞬态模型z车辆及动力总成级别•特定循环冷却系统的能量消耗•燃油经济性预测及能量分配•取暖器的热力学分析•标准测试循环的冷却系统部件瞬态仿真发动机冷却系统发动机冷却系统润滑油系统润滑油系统空调系统模拟空调系统模拟CondenserEvaporatorLowPressureSuctionLineHighPressureLiquidLineCompressorAccumulatorOrificeTubeBlowerFanCondenserFan机舱热管理机舱热管理整车热回收整车热回收EGRCoolerExpanderRecuperatorCondenser(EngineCoolant)PumpReceiver液压及燃油喷射系统模拟液压及燃油喷射系统模拟z液压装置的配气机构(可以选择与详细的发动机模型进行耦合)z喷射系统z行走液压系统z转向系统z制动系统z其它的液压系统液压及燃油喷射系统模拟液压及燃油喷射系统模拟z现在先进的流体的求解方法;N-S方程z瞬态或稳态计算z良好的鲁棒性,对于“standingwater”介质没有任何困难z导入三维CAD数;能半自动化的产生一维的流体网络z耦合1-D流体和3D的多体动力学z具备有电磁模板用于阀门控制系统的详细控制(电磁线圈/压电)z灵活和高效的流体动力学模板z功能强大的前/后处理z自带的优化/DOE功能，用于参数研究•除了标准的多物理模板外，GT-SUITE还有专业的模板用于液压系统的模拟:–均一平衡的气穴模型–系统中气体的影响(或任意的流体混合)–瞬态的气态输运模型(自由和溶解气体)–每一组份的输运和跟踪(自由气体,溶解气体,液体以及它的气态)–基于瞬态的磨擦频率响应–孔、口处的流体有气穴限制–管壁的柔性变化,准稳态的thick-shell模型–离心泄漏采用一阶膜厚方程–GTI开发在高压状态下都有很高准确性的状态方程–详尽的模板包括了各种专业化的模板专业化的流体模板专业化的流体模板先进的流体求解方法先进的流体求解方法z求解Navier-Stokes方程¾可压缩,非稳态,1-D流动¾流体力学的控制方程;与3-DCFD软件相似,但是是简化成了1-Dz有限体积法的守恒方程¾质量守恒(连续性方程),动量,和能量方程¾严格的质量、组份和能量守恒¾在求解过程中每一个时间步长和每一个容积都满足以上守恒z由有限差分格式引申出来(交错网格)管管&&线的模拟线的模拟z仅仅用一个通用的管路模型¾基于基础的物理模型:Navier-Stokes方程¾管路可以离散成多个子容积¾不需要“反复试验”在多个管路模型中进行“挑选”¾可以避免由于复杂的选择而产生的误差¾最快速的求解(在GT-SUITE应用已经超过了15年)GT-SUITE-Justone!原始原始CADCAD模型的导入模型的导入热态模拟热态模拟zGT-SUITE总是进行能量方程的求解¾完全的热求解,从不进行“等温”求解¾求解快速,没有理由进行等温求解¾当发现热的求解很重要时，不用进行模型的重新建立¾不用付额外的费用(客户将在最基本的价格的条件下获得最先进的模型)液压及燃油系统热态模拟计算算例液压及燃油系统热态模拟计算算例z实质上是能量求解在喷射击过程中的算例:有(red)和没有(green)能量求解ÆΔT~25°C@1000barÆΔ喷射差异~5-10%)PressureTemperatureΔT~25°CInjectionrate液压及燃油系统回路的热管理液压及燃油系统回路的热管理热计算时要解决的问题:¾减少泄漏和新的高压共轨系统会导致燃油温度上升分析目标:¾部件测试¾设计时考虑系统热交换或者回油箱的管线热交换¾新的技术和概念¾系统效率¾驱动循环功能计算结果有效性的验证通用机械动力学模拟通用机械动力学模拟z在GT-SUITE中的通用的机械动力学模拟包括以下几个方面：¾各种多体动力学模拟z整车/发动机方面的模拟：¾整车模拟¾配气机构模拟¾曲柄连杆机构模拟通用机械动力学模拟简介通用机械动力学模拟简介II•通用的多体动力学模板:从v7.0开始，GT-SUITE将含有完整和功能强大的通用的多体动力学模板1-D(平移/旋转),2-D(平面)和3-D多本动力学•通用的平面动力学模板:GT-SUITE包含了一系列独特的平面运动学的工具库•应用模板:GT-SUITE也提供了基于同一搭建方式的高层次的应用模板:-配气机构-凸轮/曲轴系统t-整车-正时装置(齿轮,链条,皮带)-发动机-液压机械压装置-机电装置目的是为了使用更友好，并把相关,并把相关“专家”级的原理及自动处理加入到相关的部件中去，并提供专门的输出结果z基本的MBD原件:1DL/1DR/2D/3D/FlexBz应用模型库(基于MBD建立)z标准化的分类和模板机械动力学模板模型库MBD通用的通用的MBDMBD模型库模型库z1D/1DR/2D/3Dmulti-bodydynamics(MBD)z弹性部件(2D/3DRod,Beam,Superelementetc.)z刚度/阻尼，接触+磨擦,和铰接单元z2D/3D接触中的运动和磨擦分析Inertia2DRod2DBeam2DCable2DSolid2DInertia3DSuperelementRod3DBeam3DCable3DSolid3D2-D3-D通用平面运动学模板库通用平面运动学模板库•平移和旋转的自由度分析•所有部件按平面的运动学动作•可以进行凸输接触(或接触表面)求解,包括摆轮的模拟•可以用来模拟任意的平面机械动作•在所有的运动学分析中允许间隙的存在•详尽的输出结果和动画整车模拟整车模拟应用模型：车辆z三个不同水平的发动机模型¾详细模型--平均值模型--基于MAP模型z传动系统部件模型¾离合器--分动器--半轴¾液力变矩器--传动轴--滑移/刚性轮胎¾变速箱--差速器--整车(车身)¾刹车系统--CVTz驾驶员模型z道路条件和外界环境(坡度、空气阻力、滚动阻力、转向和风阻)zEV和HEV部件z控制部件：实现基于车辆控制的模拟z与热管理/冷却和电、磁系统的耦合模拟整车传动系统匹配常用单元整车传动系统匹配常用单元Object-orientedgeneralarchitecturemodelsanydrivelineconfigurationENGINE/POWERTRAINCONTROLSDRIVELINECOMPONENTSVEHICLEBODYDRIVERMAPBASEDOR“MEAN-VALUE”ENGINEMODELROADENVIRONMENT整车匹配模拟应用整车匹配模拟应用z动力学性能(如：加速性能等)z驱动循环模拟-燃油经济性和排放z部件匹配(优化)z传动方式选择(2WD,4WD)z发动机/动力总成的控制系统zHEV的传动系统和控制策略模拟z传动系统的扭振、驱动特性、驱动力和制动性能的模拟z与发动机性能、热、能量管理以及电磁系统耦合模拟例例:2:2--WDWD整车模型整车模型运动学分析的功能运动学分析的功能各种形式的各种形式的HEVHEV模型模型配气机构模拟配气机构模拟配气机构模型库：•在模拟各种配气机构中有高度的灵活性(用通用的2D/3DMBD库).，此处，为了模拟最常用的配气系统型式，可以通过:利用可视化的工具(VTdesign)进行运动学和准静力学分析高复杂、带有专业系统级的配气机构模型专用库•柔性部件:采用可以直接输入法可以简化刚度矩阵(e.g.rocker,finger)•采用通用的2D接触进行Hertz/EHD分析•完整的多缸配气机构、凸轮轴扭振/弯曲动力学分析•液压气门隙调节器,凸轮相位,液压或电力式VVAs系统•通用平面运动学分析，机械式VVAs(如：摆动凸轮机构系统)CamDesignCamDesign工具工具,,配气系统运动学配气系统运动学//准动力学分析工具准动力学分析工具InteractiveCamDesignInteractiveKinematicandQuasi-DynamicAnalysisQuasi-Dynamic(Mechanism)AnalysisPredictionsw/SpeedSweepKinematicAnalysisPredictionsToMulti-BodyDynamicAnalysis单阀单阀系多体动力学分析系多体动力学分析(MBD)(MBD)FromKinematicAnalysisSingle-valvetrainMBDModelTomulti-cylindervalvetraindynamicanalysis完整配气机构模拟和凸轮轴扭振分析完整配气机构模拟和凸轮轴扭振分析FromSingleValvetrainMBDAnalysisMulti-valvetrainModelw/camshaftandbearingscoupledtocrankkinematicallyorthroughdynamicmodelofbelt,chaindriveorgeartrainBearingOrbits,MinFilmThicknessesMaxBearingLoads,BearingFrictionTorsionalModeShapes&FrequenciesTorsionalVibrationResponseHarmonicsBendingDeflectionsatCamsCamshaftGeometryVisualization常见的配气机构型式常见的配气机构型式•Anyandallcontactsandjoints•Unconventionalelements(additional,rods,slidingparts•‘Embedded’helicalsprings,HLAs•Tiltingpods,“elephant-foot”•Double-cams,desmodromic•Double-rockers•Freevalvebridges•Out-of-plane(3-D)pushrods•Modelingin3-D常见的常见的22--D(D(平面平面))接触接触•HertzcontactandEHDanalysisandoutputsinALLcontacts(v62:cam-followeronly)•Option:contactasatangencyconstraint(noseparation;usefulinsomeanalyses)CIRCLECIRCLECIRCLELINELINELINECAMCAMCIRCLEARCCURVECURVECIRCLEARCS机械式机械式VVAVVA系统系统如如::摆式凸轮机构摆式凸轮机构算例算例::摆动凸轮式的摆动凸轮式的VVAVVA装置装置在在MBDMBD库中通过简化和超级单元来利用库中通过简化和超级单元来利用3D3D固体固体FEAFEA模型模型Example:ValvetrainfingerFEmodel3-DSolidModelinANSYS(60,000+nodes)M,K,Cmatricesreduced(inANSYS)to8masternodesSelected8boundarynodesforproperc