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GT-SUITE—车辆综合仿真平台

 美国Gamma Technologies公司成立于1994年,公司员工大部份是相关软件设计和应用的顶级专家,公司总裁Thomas Morel更是在1983年就开发出了发动机的专业仿真软件。从1999年,GT-SUITE已经占据发动机/车辆仿真领域的最高市场地位,用户遍布全球多个国家和地区。

GT-SUITE是由美国GAMMA公司开发的高度集成的发动机+动力系统+车辆仿真平台,其所有模块共享相同的前后处理界面。其操作简单,界面友好易用,多层级模型管理,实机装配式建模理念。其自带的模板库十分丰富,涵盖:流体、机械、电、磁、热和控制等各类部件。针对同一个物理现象,GT-SUITE通常提供了不同层次的物理模型,用户可以根据需要构建不同复杂程度的模型。同时,GT-SUITE能与STAR-CDSTAR-CCM+SimulinkmodeFRONTIER等第三方软件进行耦合计算。

Ø GT-POWER—发动机性能、噪声仿真计算、尾气后处理分析,完整的发动机电子控制功能设计;

Ø GT-SUITEmp—发动机/整车多物理现象模拟,具体功能包括以下几个主要方面:

u  车辆动力系统仿真计算,循环工况分析和驱动系统部件动态分析,整车参数和控制策略设计;

u  发动机/整车热管理,冷却系统、润滑系统和空调系统参数设计和响应分析;机舱热管理的准三维分析;

u  发动机燃油供给系统压力和流动的动力学计算,通用液压系统分析;

u  刚性和柔性曲柄连杆机构动力学分析,发动机动平衡,机体振动,轴承油膜分析,悬置布置;

u  配气机构运动学、动力学和摩擦学仿真计算,凸轮轴振动分析,凸轮型线设计;

u  通用多体动力学分析功能,包括了丰富的一维、二维和三维机械运动学、动力学模板;

u  通用的电、磁、控制回路设计与分析;

Ø GT-SUITE—包含了所有GT-POWERGT-SUITEmp功能;

Ø GT-SUITE-RT—能轻易实现与多种控制硬件供应商产品实现发动机的硬件在环(HiL)仿真。

 

 

 

GT-SUITE各个模块的功能及应用

 

l  GT-POWER产品功能

Ø 性能曲线和燃油经济计算及性能优化;

Ø 燃烧和排放分析,包含HCCI等多种燃烧模型;

Ø 进、排气系统和气门升程曲线和正时的优化设计;

Ø EGR的分析;

Ø 燃烧室部件热分析;

Ø 排气后处理系统的响应特性分析;

Ø 噪声分析和消声元件的设计;

Ø 多种增压装置的匹配计算及动态响应特性分析;

Ø 发动机实时系统控制仿真;

Ø 1D/3D耦合分析;

Ø TPA燃烧分析功能,实现模拟计算与测试工程师之间的紧密结合。

 

l  GT-SUITEmp在整车匹配上的功能

Ø 发动机+变速箱+车辆驱动系统选型和匹配;

Ø 车辆性能预测,包括静力学计算、运动学计算、动力学计算等;

Ø 循环驾驶工况仿真计算,包括燃油经济性和排放;

Ø 驱动系统部件模拟;

Ø 发动机和动力总成控制系统仿真;

Ø 驱动系统的扭振、驾驶性能、制动性能、牵引能力等的模拟;

Ø HEVEV控制策略和性能仿真;

Ø 多种动力传动系统类型的模拟;

Ø 能进行电、磁回路的控制与仿真;

Ø 能结合三种不同层次的发动机模型计算。

 

 

 

l  GT-SUITEmp在曲柄连杆机构上的应用功能

Ø 刚性、弹性曲轴动力学计算;

Ø 发动机不平衡力和不平衡力矩;

Ø 发动机机体、变速箱振动的动力学分析,发动机悬置安装系统设计分析;

Ø 曲轴扭转动力学计算(时域+频域),包括集中质量模型、轴刚度计算、参数化B.I.C.E.R.A法、估算扭转刚度、输入有限元法求解的刚度值阻尼、减振;

Ø 连杆和主轴承油膜流体动力学分析,轴承油膜厚度和轨迹计算;

Ø 曲轴应力恢复和疲劳分析。

 

l  GT-SUITEmp在热管理发动机/整车热管理上的应用功能

Ø 含有建立完整的热管理系统所需的所有零部件模型,能模拟空气侧、冷却水侧、机油和变速箱油冷却器等热交换系统;

Ø 发动机润滑系统模拟;对各类轴承进行分析;

Ø 辅助建模工具COOL3D,可以实现发动机机舱的准三维建模,并分析各个散热部件的相互影响;分析乘员舱热舒适性;

Ø 完整准确的发动机/整车冷却系统模型;

Ø 可以直接与GT-POWER+GT-DRIVE耦合计算,求瞬态温度场;

Ø 可以进行尾气能量回收再利用分析模拟;

Ø 根据三段式Nuselt数关联式处理热交换器实验数据。

 

l  GT-SUITEmp在液压系统上的应用功能

Ø 通用液压系统的模拟;如各种液压式的相位控制器分析;

Ø 包括共轨、泵--嘴供油在内的各种燃油供给系统模拟;

Ø 供油系统机械部件多体动力学分析;

Ø 系统共振和模式形状识别;

Ø 喷油器、输送阀等部件的动态特性分析;

Ø 多缸喷油均匀性分析。

 

l  GT-SUITEmp在配气机构上的应用功能

Ø 配气机构的运动学、准动力学和动力学计算;

Ø 凸轮型线设计,以及阀与凸轮升程的相互推导;

Ø 输入凸轮型线的光顺;

Ø 接触力和冲击力,气门落座速度和反弹;

Ø 凸轮随动件的摩擦、赫兹应力、变形、油膜厚度;

Ø 凸轮轴扭转、弯曲动态特性;

Ø 凸轮轴轴承轨迹、摩擦扭矩;

Ø 齿轮、齿带、链传动动力学分析。

 

l  GT-SUITE-RT产品功能

Ø 能使模型的准确与快速达到完美的结合;

Ø 能方便实现把GT模型转化为满足实时与控制系统功能的模型;

Ø 有效满足设计工程师与控制工程师之间的有效连接;

Ø 有广泛的硬件支持功能,能支持的硬件厂商有:ETASAandD CybermetricsdSpaceReal Time Technologies

 

 

 

 

成功案例与用户

几乎所有的车辆和发动机设计/生产公司、研究机构都在使用GT-SUITE产品,并已经发表了大量的文章对所做工作进行介绍。比如:

l  一汽使用GT-Power进行可变增压、两级增压匹配计算,发动机选择性的安装增压器提供了依据

l  长安汽车应用GT-Power优化发动机进气系统噪声,最大降低达10dB

l  天津大学国家重点实验室,使用GT-PowerSimulink耦合,对汽油HCCI 发动机全可变气门机构控制

  策略研究,模型仿真与台架试验相验证

l  长城汽车使用GT进行车辆运动,动力学分析,为汽车设计提供参考依据

 

 

 

 

 

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