Ford 302 -moottorin simulointi

Abstract

Tässä opinnäytetyössä perehdyttiin simulointiohjelmistoon ja simuloitiin sen avulla Ford Racingin 302 -moottori. Simulointiohjelmistona käytettiin moottoreiden ja ajoneuvojen simuloimiseen tarkoitettua Gamma Technologiesin GT-Suitea. Ohjelmisto koostuu eri moduuleista, joista moottorin suorituskyvyn simuloimiseen käytetään GT-Poweria. Työn tavoitteena oli rakentaa toimiva simulointimalli Ford 302 -moottorista ja verrata siitä saatuja simulointituloksia moottoridynamometristä saatuihin suorituskykyarvoihin. Tavoitteena oli myös simuloinnin avulla parantaa moottorin suorituskykyä optimoimalla siihen uusi nokka-akseli moottorin huipputehon kasvattamiseksi. Koska käytetty simulointiohjelmisto on hyvin monimutkainen ja laaja, työn alussa selvitetään ohjelmiston perusrakennetta ja toimintaa. Seuraavaksi käsitellään simulointimallin rakentamisessa huomioitavia yleisiä ohjeita ja suosituksia. Lisäksi työssä ohjeistetaan simulointimallin korreloimista todellisen moottoriin kanssa sekä tarkastellaan kalibrointimenetelmiä. Lopuksi käydään läpi Ford 302 -moottorin simulointi-mallin rakenne ja kuvataan optimointityökalun käyttämistä nokka-akselin optimoinnissa sekä analysoidaan simuloinnin tuloksia. Opinnäytetyö antaa perustiedot ohjelman perusrakenteesta, laskentakokonaisuudesta ja yleisistä ohjeista. Työn kirjallisen tuotoksen tarkoituksena on myös toimia Metropolia Ammattikorkeakoulun oppaana tulevissa simulointisovelluksissa.

This bachelor’s thesis introduces simulation software to simulate Ford Racing 302 engine. The software in use is Gamma Technology’s GT-Suite which is utilized for various engine and vehicle simulation applications. The software consists of several modules used to model and simulate different systems. The thesis uses GT-Power for engine performance simulations. The goal was to build a working simulation model of the Ford 302 engine and compare the performance results from the simulation with values obtained from engine dynamometer. The aim was also to improve the engine’s performance by optimizing a new camshaft to increase maximum power. The beginning of the study goes through the software structure and function due to the complexity and extensiveness of the simulation software in use. Following is an explanation of common simulation model constructions and general recommendations. In addition the study illustrates ways to correlate and calibrate a simulation model with the actual engine. The end of the thesis focuses on the build of the simulated Ford 302 engine and also the optimization tool is described. An optimizer was used to optimize the engine’s camshaft and all simulated results are analyzed. The thesis provides basic knowledge about the program’s structure, simulation solver and the general instructions. This thesis is also intended to act as a guideline for future simula-tion applications at the Metropolia University of applied sciences.