Piston

Поршневой механизм перемещающегося двигателя внутреннего сгорания

Библиотека

Simscape / Автомобильная трансмиссия / Механизмы

Описание

Блок Piston представляет поршневой механизм перемещающегося двигателя внутреннего сгорания. Поршневая модель составляет мгновенный крутящий момент, переданный к коленчатому валу механизма. Мгновенный крутящий момент позволяет колебаниям модели в ходовой части из-за поршневого оборота. Чтобы смоделировать мультипоршневой механизм, используйте блок Piston Engine.

Порт B представляет поршень перевода и порт F вращающийся коленчатый вал. Поршневая сила следует из цилиндрического давления и площади поперечного сечения. Блок получает давление сгорания интерполяционной таблицы, параметризованной в терминах угла заводной рукоятки и, опционально, скорость вращения заводной рукоятки и уровень дросселя механизма.

Крутящий момент заводной рукоятки следует из поршневой силы и угла заводной рукоятки, а также длин шатуна и заводной рукоятки. В терминах этих входных параметров отношение поршневой силы и крутящего момента заводной рукоятки

TFFB=−c(sin(θ)+sin(2θ)2(дистанционное управление)2−sin2(θ)),

где:

  • FB является мгновенной поршневой силой, сопоставленной с основным портом.

  • TF является мгновенным крутящим моментом заводной рукоятки, сопоставленным с портом последователя.

  • c является длиной заводной рукоятки.

  • θ является мгновенным углом заводной рукоятки.

  • r является длиной шатуна.

Поршневые размерности

Порт T физического сигнала позволяет вам задать уровень дросселя механизма как часть между 0 и 1. Эта часть соответствует проценту сгенерированной полной мощности. Блок использует вход физического сигнала каждый раз, когда интерполяционная таблица давления в диалоговом окне блока параметризована только в терминах угла заводной рукоятки.

Порты

B

Сохранение вращательного порта, представляющего блок двигателя.

F

Сохранение вращательного порта, представляющего коленчатый вал механизма.

T

Входной порт физического сигнала для определения установки дросселя механизма.

FC

Входной порт физического сигнала для определения уровня расхода топлива. Этот порт скрыт по умолчанию. Выбор одной из этих опций для параметра Fuel consumption model в настройках Fuel Consumption осушает этот порт:

  • Constant per revolution

  • Fuel consumption by speed and torque

  • Brake specific fuel consumption by speed and torque

  • Brake specific fuel consumption by speed and brake mean effective pressure

Параметры

Cylinder bore

Внутренний диаметр цилиндра механизма, в котором перемещается поршень. Значением по умолчанию является 0.10 m.

Piston stroke

Расстояние между верхней мертвой точкой и нижними положениями поршня мертвой точки. Значением по умолчанию является 0.06 m.

Piston rod length

Длина шатуна расположена между поршнем механизма и коленчатым валом. Значением по умолчанию является 0.10 m.

Number of strokes per cycle

Количество диапазонов, требуемых завершать один цикл механизма. Один диапазон соответствует полному расширению или сокращению поршня механизма. Типичный автомобильный механизм основан на четырехтактном цикле с индукцией, сжатием, степенью и выхлопными этапами. Значением по умолчанию является 4

Pressure parameterization

Переменные Engine, от которых зависит цилиндрическое давление. Опции включают By crank angle, By crank angle and throttle, By crank angle, throttle, and crank velocity. Настройкой по умолчанию является By crank angle.

Crank angle vector

M- вектор элемента углов заводной рукоятки, под которыми можно задать цилиндрическое давление. Нулевой угол соответствует поршню в верхней мертвой точке. Вектор должен лежать в диапазоне от-S*180 до +S*180 степеней, где S является количеством диапазонов на цикл. Вектор по умолчанию является вектором с восемью элементами, располагающимся в значении от-360 до +360 градусов, соответствуя четырехтактному циклу.

Throttle vector

N- вектор элемента механизма регулирует настройки, при которых можно задать цилиндрическое давление. Значение 0 не соответствует никакому дросселю и значению 1 к полному газу. Этот параметр активен только, когда Pressure parameterization установлен в By crank angle and throttle и By crank angle, throttle, and crank velocity. Вектором по умолчанию является [0.0, 0.3, 0.8, 1.0].

Crank velocity vector

L- вектор элемента скоростей вращения коленчатого вала, при которых можно задать цилиндрическое давление. Этот параметр активен только, когда Pressure parameterization установлен в By crank angle, throttle, and crank velocity. Вектором по умолчанию является [0.0, 1000.0, 6000.0] об/мин.

Pressure vector

M- вектор элемента цилиндрических давлений, соответствующих углам заводной рукоятки, задан в параметре Crank angle vector. Этот параметр активен только, когда Pressure parameterization установлен в By crank angle.

Pressure matrix (gauge)

M-by-N матрица цилиндрических давлений, соответствующих углам заводной рукоятки и настройкам дросселя, заданным в Crank angle vector и параметрах Throttle vector. Этот параметр активен только, когда Pressure parameterization установлен в By crank angle and throttle. Матрица по умолчанию 8 4 матрица, располагающаяся в значении от 0 до 50 панелей.

Pressure matrix 3D (gauge)

M-by-N-by-L матрица цилиндрических давлений, соответствующих углам заводной рукоятки, отрегулируйте настройки и значения скорости вращения заводной рукоятки, заданные в Crank angle vector, Throttle vector и параметрах Crank velocity vector. Этот параметр активен только, когда Pressure parameterization установлен в By crank angle, throttle, and crank velocity. Матрица по умолчанию является 8 4 3 матрицами, располагающимися в значении от 0 до 50 панелей.

Основной

Bearing viscous friction coefficient

Совокупный коэффициент вязкого трения основных подшипников и подшипников стержня. Блок использует этот параметр, чтобы вычислить вязкие потери мощности между валами последователя и основой. Значением по умолчанию является 0.001 N*m / (rad/s).

Offset angle

Укажите в цикле механизма, когда поршень достигнет верхней мертвой точки. Цикл механизма охватывает в углу от-S*180 до +S*180 степеней, где S является количеством диапазонов на цикл. Значение по умолчанию 0 градус, соответствуя нулевому смещению.

Initial crank angle

Проверните угол в начальный момент времени относительно положения верхней мертвой точки. Значением по умолчанию является 90 градус.

Расход топлива

Таблица показывает, как видимость некоторых параметров зависит от опции, которую вы выбираете для других параметров. Чтобы изучить, как считать таблицу, смотрите Зависимости от Параметра.

Зависимости от параметра расхода топлива

Fuel Consumption
Модель расхода топлива — Выбирает No fuel consumption, Constant per revolution, Fuel consumption by speed and torque, Brake specific fuel consumption by speed and torque, или Brake specific fuel consumption by speed and brake mean effective pressure
Никакой расход топливаПостоянный на оборотРасход топлива скоростью и крутящим моментомТормозите определенный расход топлива скоростью и крутящим моментомТормозите определенный расход топлива скоростью, и тормоз означают эффективное давление

Расход топлива на оборот

Вектор скорости

Вектор крутящего момента

Тормозите средний эффективный вектор давления

Таблица расхода топлива

Тормозите определенную таблицу расхода топлива

Метод интерполяции — Выбирает Linear или Smooth

Fuel consumption model

Выберите модель для вычисления расхода топлива механизма. Model parameterization совместимы со стандартными промышленными данными. Выберите между этими опциями:

  • No fuel consumption — Опция по умолчанию

  • Constant per revolution

  • Fuel consumption by speed and torque

  • Brake specific fuel consumption by speed and torque

  • Brake specific fuel consumption by speed and brake mean effective pressure

Выбирание любой опции кроме No fuel consumption осушает порт FC и связанные параметры. Для получения дополнительной информации см. таблицу Fuel Consumption Parameter Dependencies.

No fuel consumption

Блок не вычисляет расход топлива. Порт FC, который сообщает об уровне расхода топлива, не осушен. Выбор этой опции увеличивает скорость симуляции.

Fuel consumption per revolution

Введите объем топлива, использованного в одном обороте коленчатого вала. Значением по умолчанию является 25 mg/rev.

Выбор Constant per revolution для Fuel consumption model параметр отсоединяет этот параметр.

Для получения дополнительной информации см. таблицу Fuel Consumption Parameter Dependencies.

Speed vector

Введите вектор скоростей вращения двигателя, используемых в параметризации интерполяционной таблицы. Размер вектора должен совпадать с Torque vector size. Значением по умолчанию является [1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000] rpm. Выбор Fuel consumption by speed and torque, Brake specific fuel consumption by speed and torque, или Brake specific fuel consumption by speed and brake mean effective pressure для Fuel consumption model параметр отсоединяет этот параметр.

Для получения дополнительной информации см. таблицу Fuel Consumption Parameter Dependencies.

Torque vector

Введите вектор крутящих моментов механизма, используемых в параметризации интерполяционной таблицы. Размер вектора должен совпадать с размером Speed vector. Значением по умолчанию является [0, 80, 160, 200, 240, 320, 360, 400] N*m. Выбор Fuel consumption by speed and torque или Brake specific fuel consumption by speed and torque для Fuel consumption model параметр отсоединяет этот параметр.

Для получения дополнительной информации см. таблицу Fuel Consumption Parameter Dependencies.

Fuel consumption table

Введите матрицу с уровнями расхода топлива, соответствующими скорости вращения двигателя, и закрутите векторы. Количество строк должно равняться числу элементов в Speed vector. Количество столбцов должно равняться числу элементов в Torque vector. Значением по умолчанию является [.5, .9, 1.4, 1.6, 1.9, 2.7, 3.4, 4.4; 1, 1.7, 2.7, 3.1, 3.6, 5, 6, 7.4; 1.4, 2.7, 4, 4.8, 5.6, 7.5, 8.5, 10.5; 2, 3.6, 5.8, 6.7, 8, 10.4, 11.7, 13.3; 2.5, 4.8, 7.9, 9.4, 10.8, 14, 16.2, 18.6; 3.1, 6, 10.3, 11.9, 13.8, 18.4, 22, 26.5] g/s.

Выбор Fuel consumption by speed and torque для Fuel consumption model параметр отсоединяет этот параметр.

Для получения дополнительной информации см. таблицу Fuel Consumption Parameter Dependencies.

Brake mean effective pressure vector

Введите вектор значений среднего значения тормоза эффективного давления (BMEP). Значением по умолчанию является [0, 250, 500, 625, 750, 1000, 1150, 1250] kPa. BMEP удовлетворяет выражению:

BMEP=T⋅(2π⋅ncVd)

где:

  • T Выведите крутящий момент

  • nc — Количество циклов на оборот

  • Vd — Цилиндр переместил объем

Выбор Brake specific fuel consumption by speed and brake mean effective pressure для Fuel consumption model параметр отсоединяет этот параметр.

Для получения дополнительной информации см. таблицу Fuel Consumption Parameter Dependencies.

Brake specific fuel consumption table

Выбор Brake specific fuel consumption by speed and torque или Brake specific fuel consumption by speed and brake mean effective pressure для Fuel consumption model параметр отсоединяет этот параметр.

Для получения дополнительной информации см. таблицу Fuel Consumption Parameter Dependencies.

Для Brake specific fuel consumption by speed and torque топливная модель, введите матрицу с уровнями тормоза определенного расхода топлива (BSFC), соответствующими скорости вращения двигателя, и закрутите векторы. BSFC является отношением уровня расхода топлива к выходной мощности. Количество строк должно равняться числу элементов в Speed vector. Количество столбцов должно равняться числу элементов в Torque vector.

Для Brake specific fuel consumption by speed and brake mean effective pressure топливная модель, введите матрицу с уровнями тормоза определенного расхода топлива (BSFC), соответствующими векторы среднего значения тормоза эффективного давления (BMEP) и скорость вращения двигателя. BSFC является отношением уровня расхода топлива к выходной мощности. Количество строк должно равняться числу элементов в Speed vector. Количество столбцов должно равняться числу элементов в Brake mean effective pressure vector.

Для обеих моделей расхода топлива значением по умолчанию является [410, 380, 300, 280, 270, 290, 320, 380; 410, 370, 290, 270, 260, 270, 285, 320; 415, 380, 290, 275, 265, 270, 270, 300; 420, 390, 310, 290, 285, 280, 280, 285; 430, 410, 340, 320, 310, 300, 310, 320; 450, 430, 370, 340, 330, 330, 350, 380] g/hr/kW.

Interpolation method

Выберите метод интерполяции, используемый, чтобы вычислить расход топлива в промежуточных значениях крутящего момента скорости. Методами является Linear и Smooth. Вне области значений данных расход топлива считается постоянный в последнем значении, данном в интерполяционной таблице. Выбор Fuel consumption by speed and torque, Brake specific fuel consumption by speed and torque, или Brake specific fuel consumption by speed and brake mean effective pressure для Fuel consumption model параметр отсоединяет этот параметр.

Для получения дополнительной информации см. таблицу Fuel Consumption Parameter Dependencies.

Расширенные возможности

Генерация кода C/C++
Генерация кода C и C++ с помощью MATLAB® Coder™.

Смотрите также

|

Темы

Введенный в R2016a

Документация Simscape Driveline
Поддержка
Для просмотра документации необходимо авторизоваться на сайте