发动机行业市场的cae技术在开发过程中的应用 3页

'发动机行业市场的cae技术在开发过程中的应用一.国内发动机市场的CAE技术应用现状廿前国内发动机企业犬多数均拥有相应的产品开发流程，基本上是根据国家及相关行业标准或企业口主开发的要求来制定，如APQP、PDM、GVDP、GPDP等，但流程的专业化程度及考虑因素完整性等方而均存在不同程度的缺陷。通过对企业相应流程进行分析，发现CAE技术在发动机产品开发应用过程中存在以下不足：(1)完整性。企业通常认为CAE市场分析就是指模拟计算,忽视了与模拟计算相关的试验、设计的重要性，同时还忽视了对相关实践经验(隐性知识、显性知识)的积累，造成了CAE技术应用效果不佳；(2)时效性。发动机产品开发的时效性不仅体现在技术人员的能力木身，也体现在相关部门协调性上。而企业往往存在出现问题和矛盾■吋才向上寻找问题的根源或相互推卸责任的现象，从而影响着产品的开发效率和质量；(3)有效性。发动机产品开发是一个严密性、系统性极强的过程，而国内发动机企业产品开发通常以??整机??零部件??的模式进行，这种模式不仅忽略了相关部件及子系统间的匹配与集成，同时还忽略了与整车的配套，造成了产品开发整体质量不能获得有效提升。二、CAE技术有效应用的方法CAE技术有效地应用到发动机产品开发屮，需从技术前提(开发模式)、技术内容及管理三方面考虑：2.1整车-整机-子系统-零部件-开发模式的提出传统的整机-子系统-开发模式是将零部件的开发目标直接定位在整机上，直接由零件集成，而不是通过了系统集成。因而，在发动机整机性能开发时，很难判零部件选择的冇效性与实用性，造成资源的浪费,也不能保证产品的高质量。以提升发动机动力性、经济性和排放性能的途径为例，其中涉及到配气机构、燃汕喷射系统、燃烧系统、气体交换过程等的匹配与集成。就燃烧过程开发而言，主要涉及到供油系统、供气系统和燃烧室的优化匹配,要想获得理想的示功图，从供油系统而言，就需要合适的喷油规律。要获得合适的喷油规律，又需要喷油泵、高压油管、喷油器的合理匹配。喷油泵、高压油管、喷油器本身的设计和优化都会对喷油规律产生影响。作为整机厂，不能像零部件企业那样对每个零部件都投入那么多的技术人员，也没有必要对零部件进行深入的研究和开发，只需要通过对燃烧过程的分析来评估喷油规律的适应性,而零部件企业可以集成为供油系统与发动机的开发进行对接,即集成化供货，这样一來，各企业分工明确，强强联手，即可以提高产品开发质量。 2.2CAE技术内容范畴的扩展传统的CAE市场分析技术通常被理解为模拟计算，然而，要使CAE技术能更好地应用到发动机产品开发过程中，势必要将和模拟计算相关的各项工作作为一个系统整体來考虑。因此，本文提出了新的CAE市场分析技术内容范畴:知识库（隐性知识、显性知识）、数据库、模拟计算、试验、设计等内容。2.2.1知识库知识库的建立可为CAE开发提供技术文献支撑，是CAE技术有效应用的保障。企业只有对相关产品的技术现状和发展趋势深入了解，才能正确对产品和市场进行定位。然而，许多企业都表示相关产品开发知识的不足，更没有很好地建立一个完整的知识库休系。本文按整车-整机-子系统-零部件-模式构建知识库，如图5所示，不仅实现了知识文献的有效分类，述为企业提供了有效知识的积累方式。如在发动机CAE技术开发过程中，开发人员通过各种渠道获得文献支撑，该文献可纳入知识库的范畴,保存后并可为后续开发提供支持。2.2.2数据库建立完整的发动机产品开发数据体系，可为发动机CAE开发活动提供数据支持,并可在开发过程中快速获取。许多企业都拥有设计数据库和产品相关信息数据库（即企业的PDM系统），但其内容的专业化程度不高。本文根据整车-整机-了系统-零部件的模式构建数据库,，其中不仅包含了设计数据，述将计算和试验数据库包含其屮并月.进行分类，从而拓宽了数据库的功能和应用范围。如计算数据库中罗列了所有产品和零部件开发应用到的软件的输入数据，其屮包含许多隐性知识，即相关经验，如软件调试敏感性参数、优化参数、优化结果等，需要不断总结和归纳。另外,根据本文提出的数据库模式还可直观、有序地对相关数据进行整理和更新。2.2.3产品和零部件开发准则和规范根据知识库的和关知识制定符合企业内部实际情况的开发准则和规范，便于采用合理有效的CAE技术，可以有效节约人力和物力，并为类似开发提供参考。而目前不少企业开发准则和规范中缺少对发动机CAE技术方面的总结和归纳，以致发动机CAE开发过程小缺少依据。因而，本文认为制定基于CAE技术的产品和零部件开发准则和规范（CAE技术的选取、应用方法等）是保证CAE有效应用的前提。2.3CAE技术工程管理CAE技术应用在企业产甜开发流程中，并对CAE应用过程中的方法及内容进行冇效管理，既可以降低成本和风险，又能高质量、高效地进行开发活动。 结合相关企业的科研项目,木文对基于CAE应用的柴油机EGR开发进行流程设计。建立CAE应用流程图。发动机采用EGR技术吋，在整车开发技术方面需耍考虑EGR系统在发动机上的布置及对整车热管理的影响。在与发动机本体匹配设计小,EGR技术对供油、燃烧、进排气、后处理等都有影响，而气体的流动过程及EGR率是EGR技术对降低排放效果的主要考虑因索。因而，根据本文提岀的整车、整机、了系统、零部件、开发模式以及CAE技术内容，建立CAE应用流程，并进行有效管理。实践表明此方法可有效提升EGR技术的应用效果。三、结论(1)冇效的产品开发方法和流程可以捉高产品开发的效率和质量，并能降低开发成本。CAE技术作为产品开发过程中的重要内容，如何有效地应用到产品开发流程屮，是提升企业产品开发能力的关键。(2)综合了当今先进的产品开发理论知识,结合发动机的产品开发特点，在实践和总结的基础上提岀了整车-整机-子系统-零部件的开发模式，并对发动机CAE技术内容范畴进行重新定义和管理。以EGR系统开发为例进行了流程设计，实践证明该方法确实可有效提高企业研发水平。來源元计算官方网站'