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, параметрированной 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
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 параметрируется 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 revolutionFuel consumption by speed and torqueBrake specific fuel consumption by speed and torqueBrake 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
0.10m.- Piston stroke
Расстояние между верхней мертвой точкой и нижними положениями поршня мертвой точки. Значением по умолчанию является
0.06m.- Piston rod length
Длина шатуна расположена между поршнем механизма и коленчатым валом. Значением по умолчанию является
0.10m.- 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 являетсяBy crank angle.- Crank angle vector
M- вектор элемента из 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 из механизма регулирует настройки, при которых можно задать цилиндрическое давление. Значение
0не соответствует никакому дросселю и значению1к полному газу. Этот параметр активен только, когда Pressure parameterization установлен вBy crank angle and throttleиBy crank angle, throttle, and crank velocity. Вектором по умолчанию является[0.0, 0.3, 0.8, 1.0].- Crank velocity vector
L- вектор элемента из 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 из 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
0.001N*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 0градус, соответствуя нулевому смещению.- Initial crank angle
Проверните угол в начальный момент времени относительно положения верхней мертвой точки. Значением по умолчанию является
90градус.
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 топлива | Постоянный на оборот | Расход топлива скоростью и крутящим моментом | Тормозите определенный расход топлива скоростью и крутящим моментом | Тормозите 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 | ||||
- 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 умолчаниюConstant per revolutionFuel consumption by speed and torqueBrake specific fuel consumption by speed and torqueBrake specific fuel consumption by speed and brake mean effective pressure
Выбирание любой опции кроме
No fuel consumptionосушает 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
25mg/rev.Выбор
Constant per revolutionдля Fuel consumption model параметр отсоединяет этот параметр.Для получения дополнительной информации см. таблицу Fuel Consumption Parameter Dependencies.
- Speed vector
Введите вектор из 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. ВыборFuel consumption by speed and torque,Brake specific fuel consumption by speed and torque, илиBrake specific fuel consumption by speed and brake mean effective pressureдля Fuel consumption model параметр отсоединяет этот параметр.Для получения дополнительной информации см. таблицу Fuel Consumption Parameter Dependencies.
- Torque vector
Введите вектор из 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. ВыборFuel consumption by speed and torqueилиBrake specific fuel consumption by speed and torqueдля 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 torqueдля Fuel consumption model параметр отсоединяет этот параметр.Для получения дополнительной информации см. таблицу Fuel Consumption Parameter Dependencies.
- Brake mean effective pressure vector
Введите вектор из значений среднего значения тормоза эффективного давления (BMEP). Значением по умолчанию является
[0, 250, 500, 625, 750, 1000, 1150, 1250]kPa. BMEP удовлетворяет выражению: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 pressureдля 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 torqueилиBrake specific fuel consumption by speed and brake mean effective pressureдля 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 torqueтопливная 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 pressureтопливная 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
LinearиSmooth. Вне области значений данных расход топлива считается постоянный в последнем значении, данном в интерполяционной таблице. ВыборFuel consumption by speed and torque,Brake specific fuel consumption by speed and torque, илиBrake specific fuel consumption by speed and brake mean effective pressureдля Fuel consumption model параметр отсоединяет этот параметр.Для получения дополнительной информации см. таблицу Fuel Consumption Parameter Dependencies.