技术领域

本发明涉及发动机技术领域， 特别涉及一种对发动机与涡轮增压器进行匹配 的方法及 装置。 背景技术 说 在汽车领域， 装载涡轮增压器的发动机得到广泛地应用， 其中， 在发动机上安装涡轮 增压器， 能够使发动机的性能得到大幅度地提升。 汽车厂商对于一款发动机， 会为该发动 机选配涡轮增压器， 然后再将选配的涡轮增压器安装在发动机上。

书

目前汽车厂商开发出匹配软件， 对于一款发动机和多个涡轮增加压器， 将发动机的相 关参数和每个涡轮增加器的相关参数输入到匹 配软件中， 通过该匹配软件进行匹配运算， 得到发动机与每个涡轮增压器的匹配结果， 再由技术人员根据匹配结果确定选用何种涡轮 增压器。

在实现本发明的过程中， 发明人发现现有技术至少存在以下问题：

汽车厂商需要花费大量的资金去开发匹配软件 ， 如此增加了匹配发动机与涡轮增压器 的成本。 发明内容

为了降低匹配发动机与涡轮增压器的成本， 本发明提供了一种对发动机与涡轮增压器 进行匹配的方法及装置。

所述技术方案如下：

一种对发动机和涡轮增压器进行匹配的方法， 所述方法包括：

从作用界面中获取发动机参数；

从 Excel 函数库中调用发动机与涡轮增压器的匹配函数 公式， 根据所述发动机参数， 通过所述匹配函数公式计算出压比、 空气流量、 涡轮流量参数和涡轮膨胀比；

从 Excel图库中调用增压器 MAP (点火控制曲线图） 图和涡轮 MAP图， 将所述压比和所 述空气流量所决定的点填充到所述增压器 MAP 图中， 将所述涡轮流量参数和所述涡轮膨胀 比所决定的点填充到所述涡轮 MAP图中。 所述从作用界面中获取发动机参数， 包括：

从 Excel函数库中调用输入输出函数；

利用所述输入输出函数， 从所述作用界面读取发动机参数。

所述从 Excel 函数库中调用发动机与涡轮增压器的匹配函数 公式， 根据所述发动机参 数， 通过所述匹配函数公式计算出压比、 空气流量、 涡轮流量参数和涡轮膨胀比， 包括： 从所述 Excel 函数库中调用发动机与增压器的匹配函数公式 ， 根据所述发动机参数， 通过所述发动机与增压器的匹配函数公式， 计算出所述压比和所述空气流量；

从所述 Excel 函数库中调用发动机与涡轮的匹配函数公式， 根据所述发动机参数， 通 过所述发动机与涡轮的匹配函数公式， 计算出所述涡轮流量参数和所述涡轮膨胀比。

所述从作用界面中获取发动机参数之前， 还包括：

从 Excel页面中选取 Excel表格， 将所述发动机参数的名称填充在所述选取的 Excel 表格中， 从 Excel页面中为每个发动机参数选择 Excel表格， 设置所述选择 Excel表格为 输入窗。

将所述压比和所述空气流量所决定的点画到所 述增压器 MAP图中之后， 还包括： 在所述增压器 MAP 图中， 从所述压比和所述空气流量所决定的点处读取 压气机绝热效 率和压气机转速。

一种对发动机和涡轮增压器进行匹配的装置， 所述装置包括：

获取模块， 用于从作用界面中获取发动机参数；

计算模块， 用于从 Excel 函数库中调用发动机与涡轮增压器的匹配函数 公式， 根据所 述发动机参数， 通过所述匹配函数公式计算出压比、 空气流量、 涡轮流量参数和涡轮膨胀 比；

填充模块， 用于从 Excel图库中调用增压器 MAP图和涡轮 MAP图， 将所述压比和所述 空气流量所决定的点填充到所述增压器 MAP 图中， 将所述涡轮流量参数和所述涡轮膨胀比 所决定的点填充到所述涡轮 MAP图中。

所述获取模块包括：

调用单元， 用于从 Excel函数库中调用输入输出函数；

读取单元， 用于利用所述输入输出函数， 从所述作用界面读取发动机参数。

所述计算模块包括：

第一计算单元， 用于从所述 Excel 函数库中调用发动机与增压器的匹配函数公式 ， 根 据所述发动机参数， 通过所述发动机与增压器的匹配函数公式， 计算出所述压比和所述空 气流量； 第二计算单元， 用于从所述 Excel 函数库中调用发动机与涡轮的匹配函数公式， 根据 所述发动机参数， 通过所述发动机与涡轮的匹配函数公式， 计算出所述涡轮流量参数和所 述涡轮膨胀比。

所述装置还包括：

创建模块， 用于从 Excel页面中选取 Excel表格， 将所述发动机参数的名称填充在所 述选取的 Excel表格中， 从 Excel页面中为每个发动机参数选择 Excel表格， 设置所述选 择 Excel表格为输入窗。

所述装置还包括：

读取模块， 用于在所述增压器 MAP 图中， 从所述压比和所述空气流量所决定的点处读 取压气机绝热效率和压气机转速。

通过从作用界面中获取发动机参数， 从 Excel 函数库中调用发动机与涡轮增压器的匹 配函数公式， 通过匹配函数公式对发动机参数进行计算得到 压比、 空气流量、 涡轮流量参 数和涡轮膨胀比， 从 Excel图库中调用增压器 MAP图和涡轮 MAP图， 将压比和空气流量所 决定的点画到增压器 MAP图中， 涡轮流量参数和涡轮膨胀比所决定的点画到涡 轮 MAP图中。 如此在 Excel 平台上匹配发动机与涡轮增压器， 减少了大量的开发工作， 从而节省匹配发 动机与涡轮增压器的成本。 附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案 ， 下面将对实施例描述中所需要使用的 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例 ， 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。

图 1是本发明实施例 1提供的一种对发动机和涡轮增压器进行匹配� �方法流程图； 图 2是本发明实施例 2提供的一种对发动机和涡轮增压器进行匹配� �方法流程图； 图 3是本发明实施例 2提供的一种作用界面示意图；

图 4是本发明实施例 3提供的一种对发动机和涡轮增压器进行匹配� �装置示意图。 具体实施方式

实施例 1

如图 1所示， 本发明实施例提供了一种对发动机与涡轮增压 器进行匹配的方法， 包括: 步骤 101 : 从作用界面中获取发动机参数， 其中， 作用界面由 Excel表格组成； 步骤 102: 从 Excel函数库中调用发动机与涡轮增压器的匹配� ��数公式， 根据获取的发 动机参数， 通过匹配函数公式计算出压比、 空气流量、 涡轮流量参数和涡轮膨胀比；

步骤 103: 从 Excel图库中调用增压器 MAP图和涡轮 MAP图， 将压比和空气流量所决定 的点填充到增压器 MAP图中， 将涡轮流量参数和涡轮膨胀比所决定的点填充 到涡轮 MAP图 中。

在本发明实施例中， 从作用界面中获取发动机参数， 从 Excel 函数库中调用发动机与 涡轮增压器的匹配函数公式， 根据发动机参数并通过匹配函数公式， 计算出压比、 空气流 量、 涡轮流量参数和涡轮膨胀比， 从 Excel函数库中调用增压器 MAP图和压气机 MAP图， 将压比和空气流量所述决的点输入到增压器 MAP 图中， 将涡轮流量参数和涡轮膨胀比所决 定的点输入到涡轮 MAP图中。 其中， 本实施例提供的方法基于 Excel平台， 减少了大量的 开发工作， 从而节省匹配发动机与涡轮增压器的成本。

实施例 2

如图 2所示， 本发明实施例提供了一种对发动机与涡轮增压 器进行匹配的方法， 包括: 步骤 201 : 在 Excel页面中绘制并显示作用界面， 其中， 作用界面由 Excel表格组成； 其中， 在本实施例中， 用户可以在作用界面中输入发动机参数， 发动机参数至少包括 燃油消耗率、 空滤压降、 排气背压、 中冷器压降、 压气机入口温度和进气歧管温度。 另外， 发动机参数还可以包括转速、 扭矩、 排量、 空燃比、 容积效率和涡前温度。

具体地， 在 Excel页面中选取 Excel表格， 在选取的 Excel表格中， 填充发动机参数 的名称， 在 Excel页面中为每个发动机参数选取阈值个 Excel表格， 将选择的 Excel表格 设置成输入窗。

其中，如图 3所示的作用界面，在 Excel页面选取一行 Excel表格，在该行的每个 Excel 表格中填写发动机参数的名称， 且在与每个发动机参数的名称一列的 Excel 表格中设置九 个 Excel表格作为该发动机参数的输入窗。

其中， 当将如图 3所示的作用界面显示给用户， 用户可以在该作用界面上输入窗中， 填入每个发动机参数值。

其中， 在本实施例中， 直接在 Excel页面， 将 Excel表格组成作用界面， 从而减少了 开发作用界面的大量工作， 减少了开发成本。 另外， 由于作用界面是由 Excel 表格组成， 使得该作用界面比较简便。

步骤 202: 调用 Excel函数库中的输入输出函数， 通过调用的输入输出函数读取作用界 面上的每个发动机参数值；

其中， Excel 自带有输入输出函数， 在本实施例中直接调用 Excel的输入输出函数， 通 过调用的输入输出函数读取作用界面的输入窗 中的每个发动机参数。

步骤 203: 调用 Excel函数库中的发动机与增压器的匹配函数公� ��， 根据发动机参数， 通过发动机和增压器的匹配公式计算出压比和 折合流量；

其中， 开发人员事先将发动机与增压器的匹配函数公 式存储在 Excel 函数库中， 并将 发动机与增压器的匹配函数公式隐藏在 Excel表格内。

具体地， 从 Excel 函数库中调用发动机与增压器的匹配函数公式 ， 对照发动机与压气 机的匹配原理， 根据发动机参数， 通过发动机与压气机的匹配函数公式， 计算出发动机的 压比和折合流量。

其中， 发动机与增压器的匹配， 分为如下 （1) - (5) 的步骤， 包括：

(1)： 根据发动机功率和发动机的燃油消耗率， 按如下的公式 （1) 计算出发动机所需 要的空气流量 m— air;

m air= ^P ^ ^g ^ τ…… （1)

- 3600 xlO ³ 其中， 和 都为发动机参数， 为发动机功率， 为发动机的燃油消耗率； α、 η 和 L都为常量， a为过量空气系数， η _ν 为扫气系数， 不同类型的发动机所对应的 L值的大 小不同， 对于汽油机， L值为 14.6。

(2)： 根据发动机的充气效率、有效燃油消耗率和进 气歧管的温度， 按如下的公式（2) 计算出压气机进气歧管内的压力 P _k;

p aP _me gT _k …… （ ₂₎ 其中， ^为常量， ^为发动机的空气的平均有效压力， 和 T _k 都为发动机参数， Λ为 发动机的充气效率或容积效率， T _k 为发动机的进气歧管温度。

(3) :根据压气机进气歧管内的压力 P _k 和空气流过中冷器压降 ΔΡ，并按如下的公式（3) 计算出压气机出口压力 P _2;

P ₂ =P _k +ΔΡ…… （3)

其中， 中冷器压降 ΔΡ为用户输入的发动机参数。

(4)： 按如下的公式 （4) 计算压气机进口气体压力 P _1;

Ρ^ο-ΔΡ— intake ······ (4)

其中， ΔΡ intake为空气通过空滤压力降损失， 此为常量； P。大气压力， 也为一个常 ( 5)： 根据增压器出口气体压力 P2和进口压力 Pl， 计算

步骤 204: 从 Excel图库中调用增压器 MAP图， 将计算出的压比和空气流量所决定的点 输入到增压器 MAP图中， 并在增压器 MAP图中， 读取该点处的压气机绝热效力和压气机转 速；

其中， 厂家在设计增压器时， 为设计的增压器开发一个增压器 MAP 图， 开发人员事先 在 Excel图库中存储多幅增压器 MAP图， 并将增压器 MAP图隐藏在 Excel表中格内。 分别 从 Excel图库中调用每幅增压器 MAP图，将压比和空气流量所决定的点画到每幅 增压器 MAP 图中。

步骤 205: 从 Excel的函数库中调用发动机与涡轮机的匹配函� ��公式， 根据所述发动机 参数，通过发动机与涡轮机的匹配函数公式计 算出涡轮流量参数 m— egS/T /P ₃ 和涡轮膨胀 比；

其中， 开发人员事先将发动机与涡轮机的匹配函数公 式存储在 Excel 的函数库中， 并 将发动机与涡轮的匹配函数公式隐藏在 Excel表格内。

具体地， 按如下的步骤（a)和 （b)两步计算出涡轮流量参数 m— 6§*7?1^ ₃ 和涡轮膨 胀比， 包括：

(a): 按如下的公式（5)计算出流进涡轮的废气流量 m-eg， 并进一步计算出涡轮

Am为通 过废气旁通阀的

其中， Δηι的值通常按经验进行预算获取的， 一般来说， 柴油机扭矩点要求放气百分 之二十左右， 而额定点不放气； 对于汽油机乘用车来说， 扭矩点要求放气百分之十八左右 额定点放气百分之 45左右。

(b) _: 按如下的公式 （6) 计算出涡轮的膨胀比， 其中， C _P B C _P3 分别为空气和废气的比热值， C _P1 =1, C _P3 =L 24， Κ _τ =1. 3, K=L 4， Ρ ₄ 为排气 背压， 其值与整车排气系统相关， 汽油机一般要求额定点？ ₄ =55 ± 51^& _; 1^为涡轮的绝热效 率与增压器的机械效率的乘积。

步骤 206: 从 Excel图库中调用涡轮 MAP图， 将计算出的涡轮 数和涡轮膨胀比所 决定的点输入到 MAP图中；

其中， 厂家在设计涡轮时， 为设计的涡轮开发一个涡轮 MAP图， 开发人员事先在 Excel 图库中存储多幅涡轮 MAP图， 将涡轮 MAP图隐藏在 Excel表格中。

步骤 207: 显示增压器 MAP图和涡轮 MAP图。

其中， 技术人员可以根据增压器 MAP图， 为发动选择一款增压器， 根据涡轮 MAP图， 为发动机选择一款涡轮， 如此为该发动机匹配出涡轮增压器。

在本发明实施例中， 从作用界面中获取发动机参数， 从 Excel 函数库中调用发动机与 涡轮增压器的匹配函数公式， 根据发动机参数并通过匹配函数公式， 计算出压比、 空气流 量、 涡轮流量参数和涡轮膨胀比， 从 Excel函数库中调用增压器 MAP图和压气机 MAP图， 将压比和空气流量所述决的点输入到增压器 MAP 图中， 将涡轮 数和涡轮膨胀比所决 定的点输入到涡轮 MAP图中。 其中， 本实施例提供的方法基于 Excel平台， 减少了大量的 开发工作， 从而节省匹配发动机与涡轮增压器的成本。

实施例 3

如图 4所示， 本发明实施例提供一种对发动机和涡轮增压器 进行匹配的装置， 包括： 获取模块 301， 用于从作用界面中获取发动机参数；

计算模块 302， 用于从 Excel函数库中调用发动机与涡轮增压器的匹配� ��数公式， 根据 获取的发动机参数， 通过调用的匹配函数公式计算出压比、 空气流量、 涡轮 ^; 数和涡 轮膨胀比；

填充模块 303， 用于从 Excel图库中调用增压器 MAP图和涡轮 MAP图， 将压比和空气流 t所决定的点填充到调用的增压器 MAP 图中， 将涡轮 数和涡轮膨胀比所决定的点填 充到调用的涡轮 MAP图中。

其中， 获取模块 301包括：

调用单元， 用于从 Excel函数库中调用输入输出函数；

读取单元， 用于通过调用的输入输出函数， 从作用界面的输入窗中读取发动机参数； 其中， 计算模块 302包括- 第一计算单元， 用于从 Excel 函数库中调用发动机与增压器的匹配函数公式 ， 根据获 取的发动机参数， 通过调用的发动机与增压器的匹配函数公式， 计算出压比和空气流量； 第二计算单元， 用于从 Excel 函数库中调用发动机与涡轮的匹配函数公式， 根据获取 的发动机参数， 通过调用的发动机与涡轮的匹配函数公式， 计算出涡轮流量参数和涡轮膨 胀比；

进一步地， 该装置还包括：

创建模块， 用于从 Excel页面中选取 Excel表格， 将所述发动机参数的名称填充在所 述选取的 Excel表格中， 从 Excel页面中为每个发动机参数选择 Excel表格， 设置所述择 的 Excel表格为输入窗。

进一步地， 该装置还包括：

读取模块， 用于在所述增压器 MAP 图中， 从压比和空气流量所决定的点处读取压气机 绝热效率和压气机转速。

在本发明实施例中， 从作用界面中获取发动机参数， 从 Excel 函数库中调用发动机与 涡轮增压器的匹配函数公式， 根据发动机参数并通过匹配函数公式， 计算出压比、 空气流 量、 涡轮流量参数和涡轮膨胀比， 从 Excel函数库中调用增压器 MAP图和压气机 MAP图， 将压比和空气流量所决定的点输入到增压器 MAP 图中， 将涡轮流量参数和涡轮膨胀比所决 定的点输入到涡轮 MAP图中。 其中， 本实施例提供的方法基于 Excel平台， 减少了大量的 开发工作， 从而节省匹配发动机与涡轮增压器的成本。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例 的全部或部分步骤可以通过硬件来完 成， 也可以通过程序来指令相关的硬件完成， 所述的程序可以存储于一种计算机可读存储 介质中， 上述提到的存储介质可以是只读存储器， 磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例， 并不用以限制本发明， 凡在本发明的精神和原则 之内， 所作的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的保护范围之内。