柴油高压喷嘴空穴流动的非稳态模拟 被引量：6

1

作者 张辉亚 张煜盛 +1 位作者 冯明志 王维东 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期66-71,共6页

以船用高压共轨燃油喷射系统及其匹配的电控燃油喷嘴为对象,建立了柴油高压喷嘴空穴流动的非稳态计算模型。采用高压共轨燃油系统平台试验结合AMESim模拟的方法,对柴油高压喷嘴的空穴流动进行研究。研究结果表明:该方法可以较准确地确... 以船用高压共轨燃油喷射系统及其匹配的电控燃油喷嘴为对象,建立了柴油高压喷嘴空穴流动的非稳态计算模型。采用高压共轨燃油系统平台试验结合AMESim模拟的方法,对柴油高压喷嘴的空穴流动进行研究。研究结果表明:该方法可以较准确地确定燃油喷射过程中喷嘴内部的压力波动;电磁阀脉宽、喷孔数、喷射压力和喷孔直径对燃油喷射过程的影响较显著,喷孔夹角和长径比的影响较小;为了满足匹配发动机的功率需求,当喷孔直径为0.36mm时,喷孔数应为9～10,当喷孔数为8时,喷孔直径应为0.38～0.40mm。 展开更多

关键词 内燃机 高压喷射 喷嘴 空穴流动 非稳态模拟

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O’Rourke模型的网格依赖性及其改进研究 被引量：5

2

作者 张辉亚 张煜盛 +1 位作者 莫春兰 徐波 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期127-133,共7页

O’Rourke模型是目前应用最广泛的液滴碰撞模型,然而该模型在喷雾计算过程中存在着较强的网格依赖性问题。为了降低其网格依赖性,提出了一种新的交错网格碰撞(CMC:Cross Mesh Collision)液滴模型。该模型是对O’Rourke模型的一种扩展,... O’Rourke模型是目前应用最广泛的液滴碰撞模型,然而该模型在喷雾计算过程中存在着较强的网格依赖性问题。为了降低其网格依赖性,提出了一种新的交错网格碰撞(CMC:Cross Mesh Collision)液滴模型。该模型是对O’Rourke模型的一种扩展,即考虑了相邻单元边缘处液滴之间的碰撞,对单元内距离最远的液滴发生碰撞的可能性最大的问题,采用碰撞限制角进行了改进研究。将CMC液滴模型与KIVA程序相耦合,采用单孔喷嘴和定容室,在不同网格坐标、不同网格密度以及不同粒子数条件下,分别从喷雾结构和液滴平均尺寸两个方面,比较了CMC液滴模型和O’Rourke模型的模拟计算结果:新的CMC液滴模型在各种条件下均表现出较小的网格依赖性和粒子数敏感性;从粗略网格到精细网格,CMC液滴模型预测的喷雾液滴平均尺寸的变化从O’Rourke模型的30μm减小到5μm。 展开更多

关键词 O’Rourke模型 液滴碰撞 CMC液滴模型 喷雾结构 液滴平均尺寸

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二甲醚燃烧研究的现状及其发展方向 被引量：6

3

作者 张辉亚 张煜盛 +1 位作者 莫春兰 徐波 《车用发动机》 北大核心 2005年第5期10-13,共4页

介绍了二甲醚(DME)的物理特性和发动机性能研究概况,指出DME是一种理想的柴油机代用燃料。总结了近年来DME在定容燃烧室和发动机缸内的滞燃期、自燃着火过程和燃烧过程的研究现状;叙述了燃烧过程的理论研究和化学反应动力学的研究状况,... 介绍了二甲醚(DME)的物理特性和发动机性能研究概况,指出DME是一种理想的柴油机代用燃料。总结了近年来DME在定容燃烧室和发动机缸内的滞燃期、自燃着火过程和燃烧过程的研究现状;叙述了燃烧过程的理论研究和化学反应动力学的研究状况,从理论上探讨了DME的燃烧过程及其实现超低排放的机理。指出了DME发动机燃烧研究的进一步发展方向。 展开更多

关键词 二甲醚 滞燃期 自燃着火过程 燃烧过程 柴油机

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燃油喷射系统参数对二甲醚闪急沸腾喷雾的影响 被引量：2

4

作者 张辉亚 张煜盛 +1 位作者 周光明 肖合林 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期1-5,共5页

在环境温度293 K、环境压力0.1 MPa条件下,采用数字粒子图像速度场仪(DPIV)研究了喷嘴开启压力、喷孔直径对二甲醚(DME)闪急沸腾喷雾和柴油喷雾的影响。研究结果表明:与柴油喷雾相比,DME闪急沸腾喷雾具有较大的喷雾锥角、喷雾面积和较... 在环境温度293 K、环境压力0.1 MPa条件下,采用数字粒子图像速度场仪(DPIV)研究了喷嘴开启压力、喷孔直径对二甲醚(DME)闪急沸腾喷雾和柴油喷雾的影响。研究结果表明:与柴油喷雾相比,DME闪急沸腾喷雾具有较大的喷雾锥角、喷雾面积和较小的喷雾贯穿距;这3个参数均随喷嘴开启压力的提高而增大;当喷孔直径增大时,喷雾锥角和喷雾面积随之增加,而喷雾贯穿距可能增大也可能减小。 展开更多

关键词 内燃机 二甲醚 闪急沸腾喷雾 粒子图像速度场仪 喷雾特性

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DME闪急沸腾喷雾结构及其发展过程 被引量：1

5

作者 张辉亚 张煜盛 +1 位作者 周光明 肖合林 《燃烧科学与技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期299-303,共5页

在环境温度为293 K、压力为0.1 MPa条件下,采用数字粒子图像速度场仪研究了单孔直喷式柴油喷嘴形成的二甲醚(DME)闪急沸腾喷雾的结构及发展过程.为得到喷雾图像,采用Nd:YAG激光光片将喷雾照亮.喷雾图像采用高分辨率的CCD照相机来记录,... 在环境温度为293 K、压力为0.1 MPa条件下,采用数字粒子图像速度场仪研究了单孔直喷式柴油喷嘴形成的二甲醚(DME)闪急沸腾喷雾的结构及发展过程.为得到喷雾图像,采用Nd:YAG激光光片将喷雾照亮.喷雾图像采用高分辨率的CCD照相机来记录,通过图像采集卡传输到计算机硬盘进行保存.结果表明,DME闪急沸腾喷雾由初始核区、闪急沸腾主体区和涡环形成区3部分组成;根据涡环结构的形成与发展变化,可将DME闪急沸腾喷雾扩展过程分为涡环结构形成、涡环结构发展与变形、涡环结构破碎和闪急沸腾喷雾充分发展4个阶段. 展开更多

关键词 二甲醚 闪急沸腾喷雾 数字粒子图像速度场仪 喷雾结构 喷雾发展过程

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柱塞偶件三维有限元分析 被引量：3

6

作者 张辉亚 张煜盛 +2 位作者 张培榕 欧阳光耀 刘镇 《柴油机设计与制造》 2002年第2期18-21,共4页

燃油喷射压力的升高导致的柱塞偶件配合面间隙值增大,是无法建立较高燃油喷射压力和高压燃油泄漏的直接原因。针对上述情况,采用三维有限元分析的方法,对柱塞偶件配合面在各种燃油压力下的间隙值进行了分析;并提出相应的改进方案,使配... 燃油喷射压力的升高导致的柱塞偶件配合面间隙值增大,是无法建立较高燃油喷射压力和高压燃油泄漏的直接原因。针对上述情况,采用三维有限元分析的方法,对柱塞偶件配合面在各种燃油压力下的间隙值进行了分析;并提出相应的改进方案,使配合面间隙值得到改善,以满足提高燃油喷射压力和减小燃油泄漏的要求。 展开更多

关键词 柱塞 三维有限元 柱塞套 燃油喷射

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燃油温度对喷雾特性的影响研究 被引量：9

7

作者 佘金平 张煜盛 +2 位作者 张辉亚 闫妍 徐波 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期37-43,共7页

以KIVA-3V为基础,研究了在定容室喷雾条件下,燃油温度对喷雾气液相贯穿距、气相总体积及气相混合气燃空当量比分布的影响。研究结果表明:随着燃油温度的升高,喷雾的液相及气相贯穿距缩短,蒸发喷雾在径向上的扩展明显增强,喷雾蒸发的气... 以KIVA-3V为基础,研究了在定容室喷雾条件下,燃油温度对喷雾气液相贯穿距、气相总体积及气相混合气燃空当量比分布的影响。研究结果表明:随着燃油温度的升高,喷雾的液相及气相贯穿距缩短,蒸发喷雾在径向上的扩展明显增强,喷雾蒸发的气相体积几乎呈线性增加;在燃油温度为293K时,喷雾中气相混合气燃空当量比小于1的油气质量占所蒸发总油气质量的90%以上,而燃空当量比大于2的油气质量近乎为零;但当燃油温度达530K时,喷雾中气相混合气燃空当量比大于2的油气质量约占所蒸发油气总质量的70%。 展开更多

关键词 内燃机 正庚烷 燃油温度 蒸发 贯穿距 索特平均直径

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液化石油气喷雾特性的试验与计算研究 被引量：4

8

作者 石宇 张煜盛 +1 位作者 肖合林 张辉亚 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期1-5,共5页

采用高速摄影技术对液化石油气(LPG)喷雾特性进行试验研究,并利用准维气相射流模型模拟计算LPG喷雾的发展过程,计算结果与试验结果吻合较好。研究结果表明:在喷孔直径、背压等参数相同的条件下,LPG喷雾锥角和喷雾轴心浓度的衰减率随启... 采用高速摄影技术对液化石油气(LPG)喷雾特性进行试验研究,并利用准维气相射流模型模拟计算LPG喷雾的发展过程,计算结果与试验结果吻合较好。研究结果表明:在喷孔直径、背压等参数相同的条件下,LPG喷雾锥角和喷雾轴心浓度的衰减率随启喷压力升高而增大,而启喷压力对喷雾轴心速度的衰减率和喷雾贯穿距离则影响较小;在喷孔直径、启喷压力等参数相同的条件下,喷雾锥角、喷雾轴心速度和浓度的衰减率均随背压的升高而增大,而喷雾贯穿距离则随背压的升高而减小;背压对贯穿距离、喷雾锥角、喷雾轴心速度和浓度衰减率的影响均大于启喷压力。 展开更多

关键词 内燃机 液化石油气 高速摄影 数学模型 气相射流

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DME闪急沸腾喷雾特性的试验与数值模拟研究 被引量：5

9

作者 余敬周 张煜盛 +1 位作者 Medhat Elkelawy 张辉亚 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期45-50,共6页

在压力定容室内,利用数字粒子图像速度场仪(DPIV)对二甲醚(DME)闪急沸腾喷雾特性,以及DME和柴油的常规喷雾特性开展了试验研究;建立了适用于DME闪急沸腾喷雾的宏观现象学模型,并将该模型与KIVA程序相耦合,藉此对DME闪急沸腾喷雾特性进... 在压力定容室内,利用数字粒子图像速度场仪(DPIV)对二甲醚(DME)闪急沸腾喷雾特性,以及DME和柴油的常规喷雾特性开展了试验研究;建立了适用于DME闪急沸腾喷雾的宏观现象学模型,并将该模型与KIVA程序相耦合,藉此对DME闪急沸腾喷雾特性进行了数值模拟。研究结果表明:与柴油常规喷雾相比,DME闪急沸腾喷雾贯穿距较短,但喷雾锥角较大;喷雾初始段的计算值与试验测量值吻合较好,但喷雾后期的吻合程度稍差。计算研究表明:DME闪急沸腾喷雾体前端两侧存在着明显的涡环结构,喷雾场中DME的气相浓度大幅度高于柴油喷雾的气相浓度,且其索特平均直径(SMD)比柴油小得多。 展开更多

关键词 内燃机 二甲醚 闪急沸腾喷雾 喷雾特性 数值模拟

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闪急沸腾喷雾研究的现状与展望 被引量：8

10

作者 余敬周 张煜盛 +1 位作者 M.Elkelawy 张辉亚 《车用发动机》 北大核心 2007年第4期1-7,共7页

阐述了闪急沸腾喷雾的基本原理,通过比较分析闪急沸腾喷雾与传统喷雾的差异,指出闪急沸腾喷雾是一种极具潜力的燃油喷射方式;论述了近年来国内外对过热燃油和溶气燃油闪急沸腾喷雾研究的进展与现状,介绍了过热液体闪急沸腾喷雾的数学模... 阐述了闪急沸腾喷雾的基本原理,通过比较分析闪急沸腾喷雾与传统喷雾的差异,指出闪急沸腾喷雾是一种极具潜力的燃油喷射方式;论述了近年来国内外对过热燃油和溶气燃油闪急沸腾喷雾研究的进展与现状,介绍了过热液体闪急沸腾喷雾的数学模型及其发展,并从理论上分析了影响闪急沸腾喷雾的因素;展望了闪急沸腾喷雾的应用前景以及进一步研究的发展方向。 展开更多

关键词 内燃机 闪急沸腾 喷雾特性 过热燃油 溶气燃油

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共轨燃油系统高压油泵泄漏与密封的研究 被引量：9

11

作者 徐建新 张煜盛 +1 位作者 徐波 张辉亚 《柴油机设计与制造》 2004年第4期5-8,共4页

对于共轨燃油喷射系统高压油泵而言,密封性能的好坏是影响其工作性能的关键。对高压油泵设计当中的泄漏问题进行计算分析,并对相关的密封性措施进行初步的探讨,以达到减小燃油泄漏量,大幅度提高燃油喷射压力的目的。为研制符合我国国情... 对于共轨燃油喷射系统高压油泵而言,密封性能的好坏是影响其工作性能的关键。对高压油泵设计当中的泄漏问题进行计算分析,并对相关的密封性措施进行初步的探讨,以达到减小燃油泄漏量,大幅度提高燃油喷射压力的目的。为研制符合我国国情,并享有自主知识产权的柴油机高压共轨燃油系统提供理论依据和相关的应用技术。 展开更多

关键词 高压油泵 高压共轨燃油系统 共轨燃油喷射系统 柴油机 燃油泄漏 密封性能 工作性能 计算分析 应用技术

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共轨燃油系统高压油泵设计研究 被引量：16

12

作者 张煜盛 徐建新 +1 位作者 徐波 张辉亚 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第1期1-5,共5页

本文针对共轨燃油系统高压油泵若干关键问题进行研究,采用高次方函数凸轮模型进行了三作用凸轮的型线设计,应用有限元分析方法和液-固耦合模型,就柱塞偶件不同结构设计方案对其径向间隙和燃油泄漏量的影响进行了对比分析。计算结果表明... 本文针对共轨燃油系统高压油泵若干关键问题进行研究,采用高次方函数凸轮模型进行了三作用凸轮的型线设计,应用有限元分析方法和液-固耦合模型,就柱塞偶件不同结构设计方案对其径向间隙和燃油泄漏量的影响进行了对比分析。计算结果表明,首次提出的柔性可变截面柱塞方案可有效减少柱塞偶件的径向间隙和燃油泄漏量,为实现共轨燃油系统高压油泵的性能优化提供了新的技术途径。 展开更多

关键词 内燃机 高压共轨燃油系统 高压燃油泵 燃油泄漏

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二甲醚发动机燃烧特性的试验与数值模拟研究 被引量：7

13

作者 张煜盛 莫春兰 +1 位作者 张辉亚 陆艺红 《内燃机学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期336-342,共7页

在一台直喷式压燃发动机上开展了二甲醚燃烧与排放特性的试验与数值模拟研究。测量了二甲醚在高压燃油泵内的泄漏量及其与发动机转速之间的定量关系,并就发动机分别燃用二甲醚和柴油的运转性能进行了对比试验研究,结果表明,发动机燃用... 在一台直喷式压燃发动机上开展了二甲醚燃烧与排放特性的试验与数值模拟研究。测量了二甲醚在高压燃油泵内的泄漏量及其与发动机转速之间的定量关系,并就发动机分别燃用二甲醚和柴油的运转性能进行了对比试验研究,结果表明,发动机燃用二甲醚要比燃用柴油具有更好的性能与排放水平;另从二甲醚低温着火的化学反应机理入手,开展了其自燃着火过程的数值模拟研究,进而建立了计及温度、压力和燃空当量比因素的DME滞燃期数据库;通过将该数据库与发动机循环模拟程序相耦合,对DME发动机的运转性能进行了变参数预测分析,预测结果与试验结果吻合较好。 展开更多

关键词 二甲醚 压燃发动机 燃油泵泄漏 数值模拟

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二甲醚喷雾瞬态速度场的DPIV研究 被引量：2

14

作者 周光明 张煜盛 张辉亚 《内燃机工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第3期1-5,共5页

采用数字粒子图像测速技术(DPIV)对二甲醚(DME)瞬态喷雾的速度场进行了测量,获得了DME瞬态喷雾的内部微细结构、速度矢与涡量分布等信息,并探讨了启喷压力、喷孔直径、环境压力等参数对喷雾速度场的影响规律。试验结果表明:任一喷雾断... 采用数字粒子图像测速技术(DPIV)对二甲醚(DME)瞬态喷雾的速度场进行了测量,获得了DME瞬态喷雾的内部微细结构、速度矢与涡量分布等信息,并探讨了启喷压力、喷孔直径、环境压力等参数对喷雾速度场的影响规律。试验结果表明:任一喷雾断面的轴向速度以轴心处为最大,向外沿径向逐渐减小,基本呈对称分布;喷雾轴心速度随喷雾贯穿距离的增大而不断减小,且喷孔直径越小、环境压力越大,其轴向速度衰减率越大,而启喷压力对轴向速度衰减率影响不大;启喷压力、喷孔直径、环境压力对喷雾发展的稳定性、液滴尺寸和速度矢的空间分布均匀性,以及喷雾发展的形态等均具较大影响。数据分析发现,DME喷雾断面的速度分布具有自模性,并据此提出了DME喷雾速度的无因次分布数学表达式。 展开更多

关键词 内燃机 二甲醚 数字粒子图像测速 喷雾速度场 无因次分布

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高压共轨燃油喷嘴空穴流动的非稳态模拟

15

作者 张辉亚 冯明志 +2 位作者 王锋 浦卫化 闫萍 《柴油机》 2011年第2期26-29,35,共5页

建立了船用柴油机高压共轨燃油喷嘴空穴流动的非稳态计算模型,采用AMESim模拟计算结合高压共轨燃油系统平台试验的方法对高压共轨燃油喷嘴空穴流动进行研究。研究结果表明:该方法可以较为准确地确定燃油喷射过程中喷嘴内部的压力波动;... 建立了船用柴油机高压共轨燃油喷嘴空穴流动的非稳态计算模型,采用AMESim模拟计算结合高压共轨燃油系统平台试验的方法对高压共轨燃油喷嘴空穴流动进行研究。研究结果表明:该方法可以较为准确地确定燃油喷射过程中喷嘴内部的压力波动;非稳态模拟可以较好地反映燃油喷射压力的波动对喷嘴内部压力分布和喷孔中燃油喷射速度的影响;在高压喷射条件下,喷孔中形成挑射液流的空穴流态,燃油喷射压力的波动对其影响较小。 展开更多

关键词 高压共轨 燃油喷嘴 空穴流动 非稳态模拟

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一种满足欧Ⅵ排放的EGR燃烧技术研究 被引量：1

16

作者 陈伟建 李冀 +2 位作者 涂志涛 张辉亚 向辉 《汽车科技》 2016年第4期7-13,共7页

为满足欧Ⅵ排放法规,本文首先分析了欧Ⅵ主流的技术路线的优缺点,并选择了一种比较稳妥的技术路线进行研究,同时确认了发动机本体排放开发目标。然后在一台重型共轨柴油机基础上采用了一种冷却EGR、高喷射压力(最高喷射压力2500bar)以... 为满足欧Ⅵ排放法规,本文首先分析了欧Ⅵ主流的技术路线的优缺点,并选择了一种比较稳妥的技术路线进行研究,同时确认了发动机本体排放开发目标。然后在一台重型共轨柴油机基础上采用了一种冷却EGR、高喷射压力(最高喷射压力2500bar)以及可变截面增压(VGT)的燃烧技术进行试验研究。结果表明,通过正交优化VGT和EGR阀位置开度可以有效实现最佳EGR率和空燃比控制,显著降低NOx排放;采用关键正交组合优化方法,确认了最佳油嘴和喷油器垫片的组合;高喷射压力技术可以有效改善NOx和PM的折衷关系,同时改善了燃油经济性。在燃烧系统优化的基础上,最终WHSC的测试结果满足了发动机本体排放开发目标,最低比油耗达到了188 g/kW.h。试验结果说明该路线具备满足欧Ⅵ排放的潜力同时又具有较好的燃油经济性。 展开更多

关键词 重型柴油机 欧Ⅵ EGR VGT 高压共轨燃油系统

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基于流固多相耦合的排气管垫片密封性能研究 被引量：1

17

作者 陈功军 张宏飞 +1 位作者 张辉亚 罗凡 《内燃机》 2017年第6期5-8,13,共5页

对一台发动机而言,其排气系统的密封性能对发动机可靠性以及对环境会产生较大影响。我们以一台六缸柴油机的进排气系统为原型,通过对发动机一维计算、发动机单缸燃烧计算以及排气系统流动计算获得排气壁面温度和换热系数,进而获得排气... 对一台发动机而言,其排气系统的密封性能对发动机可靠性以及对环境会产生较大影响。我们以一台六缸柴油机的进排气系统为原型,通过对发动机一维计算、发动机单缸燃烧计算以及排气系统流动计算获得排气壁面温度和换热系数,进而获得排气系统的温度场。随后结合螺栓预紧力、振动等机械负荷边界条件及排气系统温度场,进行热-机械耦合计算,并从垫片接触压强以及排气管法兰变形两方面入手分析该型机排气管垫片的密封状况。计算结果表明,该型机排气管垫片密封问题主要是由排气管法兰变形较严重导致的。 展开更多

关键词 柴油机 流同耦合 垫片密封性

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基于Simulink的整车动力模型构建及拓展

18

作者 李冀 张辉亚 +1 位作者 陈伟建 张鑫 《汽车科技》 2013年第4期20-24,共5页

采用Simulink软件建立了整车动力系统模型,通过计算可以获得给定道路环境和车速条件下的发动机动力性能需求,并与AMESim模型的计算结果进行了对比分析。结果表明:Simulink模型具有较高的仿真精度,比AMESim的建模方式更加自由,并便于细... 采用Simulink软件建立了整车动力系统模型,通过计算可以获得给定道路环境和车速条件下的发动机动力性能需求,并与AMESim模型的计算结果进行了对比分析。结果表明:Simulink模型具有较高的仿真精度,比AMESim的建模方式更加自由,并便于细化拓展,为发动机细化研究提供了一个很好的平台。 展开更多

关键词 SIMULINK AMESIM 发动机性能 整车动力模型

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