一种发动机设计方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及发动机领域，尤其涉及一种发动机设计方法。
【背景技术】
[0002] 现有的发动机开发设计中，通常是在制定整机的性能参数之后即开始对整机进行 设计，之后再依次进行发动机试制、实验及针对工程样机中的出现的问题进行修正优化。
[0003] 然而由于缺少针对燃烧系统参数的目标制定，导致对发动机性能影响很大的燃烧 系统的开发无法直接地与性能参数的制定关联起来，即无法针对性地在热力学开发阶段与 发动机验证开发阶段对整机的性能参数进行有效的反馈，造成整机设计与工程样机模拟仿 真之间重复低效的流程往复，严重浪费时间和经费资源。
【发明内容】
[0004] 针对上述问题，本发明的目的在于提供一种发动机设计方法，可有效节省发动机 的设计时间和经费资源。
[0005] 本发明提供一种发动机设计方法，包括如下步骤：
[0006] 制定发动机的目标性能参数；
[0007] 将所述发动机的目标性能参数划分为所述发动机在多个工况下的目标燃烧参 数；
[0008] 针对每个工况对燃烧模型机制定对应的设计方案，以采集每个工况在对应的设计 方案下的实际燃烧参数；及
[0009] 在所述实际燃烧参数符合预设的评价标准时，采用与所述实际燃烧参数对应的设 计方案设计所述发动机。
[0010] 作为上述方案的改进，所述发动机的目标性能参数包括最大功率、最大扭矩、特征 工况点油耗、起燃工况排放量及起燃工况热通量。
[0011] 作为上述方案的改进，所述多个工况包括全负荷工况、部分负荷工况及催化器起 燃工况。
[0012] 作为上述方案的改进，所述将所述发动机的目标性能参数划分为所述发动机在不 同工况下的目标燃烧参数，具体为：
[0013] 将所述目标性能参数中的所述最大功率及所述最大扭矩划分为所述全负荷工况 下的目标燃烧参数；
[0014] 将所述目标性能参数中的所述特征工况点油耗划分为所述部分负荷工况下的目 标燃烧参数；
[0015] 将所述目标性能参数中的所述起燃工况排放量及起燃工况热通量划分为所述催 化器起燃工况下的目标燃烧参数。
[0016] 作为上述方案的改进，所述燃烧模型机包括：进气系统、排气系统、供油系统、点火 系统、冷却系统、润滑系统、配气机构、曲柄连杆机构及气道与燃烧室。
[0017] 作为上述方案的改进，所述针对每个工况对燃烧模型机制定对应的设计方案，以 采集每个工况在对应的所述设计方案下的实际燃烧参数，具体为：
[0018] 针对每个工况制定燃烧模型机的气门正时控制方案、喷油控制方案和点火控制方 案；及
[0019] 控制所述燃烧模型机按照所制定的气门正时控制方案、喷油控制方案和点火控制 方案运行，以采集每个工况下的实际燃烧参数。
[0020] 作为上述方案的改进，所述在所述实际燃烧参数符合预设的评价标准时，采用与 所述实际燃烧参数对应的设计方案设计所述发动机，具体为：
[0021] 判断所述实际燃烧参数是否满足所述目标燃烧参数的要求；
[0022] 若是，则确认所述实际燃烧参数符合预设的评价标准，并采用与所述实际燃烧参 数对应的设计方案设计所述发动机；
[0023] 若否，则针对每个工况重新调整所述燃烧模型机的设计方案。
[0024] 作为上述方案的改进，所述在所述实际燃烧参数符合预设的评价标准时，采用与 所述实际燃烧参数对应的设计方案设计所述发动机，具体为：
[0025] 根据所述发动机的实际燃烧参数标定所述发动机的实际性能参数；
[0026] 判断所述发动机的实际性能参数是否满足所述目标性能参数的要求；
[0027] 若是，则确认所述实际燃烧参数符合预设的评价标准，并采用与所述实际燃烧参 数对应的设计方案设计所述发动机；
[0028] 若否，则针对每个工况重新调整所述燃烧模型机的设计方案。
[0029] 作为上述方案的改进，所述在所述实际燃烧参数符合预设的评价标准时，采用与 所述实际燃烧参数对应的设计方案设计所述发动机，具体为：
[0030] 根据所述发动机的实际燃烧参数标定所述发动机的实际性能参数；
[0031] 判断所述发动机的实际性能参数是否满足所述目标性能参数的要求；
[0032] 若是，则确认所述实际燃烧参数符合预设的评价标准，并采用与所述实际燃烧参 数对应的设计方案设计所述发动机；
[0033] 若否，则重新调整所述发动机的目标性能参数。
[0034] 本发明实施例提供的发动机设计方法，通过将所述目标性能参数划分为多个工况 下的目标燃烧参数，并通过对燃烧模型机采用多种设计方案进行热力学开发和验证，使得 对发动机性能影响最为关键的燃烧系统开发直接地与发动机的目标性能参数关联起来，实 现了二者之间的有效反馈，提高了发动机的设计开发效率，避免了低效的流程往复，并可节 省大量时间和开发经费。
【附图说明】
[0035] 为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作 简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施方式，对于本领域普 通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036] 图1是本发明实施例提供的发动机设计方法的流程示意图。
[0037] 图2是图1所示的发动机设计方法的一种具体流程示意图。
[0038] 图3是图1所示的发动机设计方法的另一种具体流程示意图。
[0039] 图4是图1所示的发动机设计方法的另一种具体流程示意图。
【具体实施方式】
[0040] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完 整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于 本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他 实施例，都属于本发明保护的范围。
[0041] 请参阅图1，本发明实施例提供一种发动机设计方法，所述发动机设计方法至少包 括如下步骤：
[0042] S101，制定发动机的目标性能参数。
[0043] 在本发明实施例中，在设计一个发动机或一种型号的发动机前，需先根据发动机 的具体使用场合或适配的汽车车型等一系列因素预先制定该发动机的目标性能参数，其 中，所述目标性能参数包括但不限于最大功率、最大扭矩、特征工况点油耗、起燃工况排放 量及起燃工况热通量。
[0044] S102,将所述发动机的目标性能参数划分为所述发动机在多个工况下的目标燃烧 参数。
[0045] 在本发明实施例中，所述发动机的目标性能参数可与所述发动机的目标燃烧参数 联系起来，从而建立起所述发动机的目标性能参数与目标燃烧系统参数之间的对应关系。 其中，所述目标燃烧参数为所述发动机的燃烧机在燃烧过程中需要达到的预期的燃烧参 数，而所述燃烧参数为所述燃烧机在燃烧过程中产生的各项参数或指标。
[0046] 在本发明实施例中，所述发动机的多个工况包括全负荷工况、部分负荷工况及催 化器起燃工况，其中，不同的工况对应不同的目标性能参数，而所述目标性能参数也可用相 应的目标燃烧参数来表示。
[0047] 具体地，当在所述全负荷工况下，需要考虑的是动力性指标，而与所述发动机的 动力性指标相关的目标性能参数为所述最大功率及所述最大扭矩，其中，所述最大功率及 所述最大扭矩可由目标燃烧参数中的制动平均有效压力（BMEP)来计算得出，具体地，所述 BMEP可以同排量结合计算出扭矩，且通过与发动机的转速结合起来可计算出功率。如此，当 所述最大功率及最大扭矩确定下来后，所述BMEP的值也是确定的。
[0048] 在本发明实施例中，BMEP = MEP-FMEP = IPMP-EMEP-OMEP-FMEP，因此，为了获 得预期的BMEP，可通过调节IPMP (理论功率等效压力）、EMEP (排气损失平均有效压力