Оплата двигателя внутреннего сгорания с переменным количеством поршней
Simscape / Автомобильная трансмиссия / Механизмы
Блок Piston Engine представляет перемещающийся двигатель внутреннего сгорания несколькими цилиндрами. Поршневая модель составляет мгновенный крутящий момент, переданный к карданному валу механизма. Мгновенный крутящий момент позволяет колебаниям модели в ходовой части из-за поршневого оборота. К модели только поршневой механизм двигателя внутреннего сгорания, используйте блок Piston.
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.
Сохранение вращательного порта, представляющего блок двигателя
Сохранение вращательного порта, представляющего коленчатый вал механизма
Входной порт физического сигнала для определения установки дросселя механизма
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
Количество поршней в двигателе внутреннего сгорания. Номером по умолчанию является 4.
Вектор из поршня возместил углы. Угол смещения задает точку в цикле механизма, когда поршень достигает верхней мертвой точки. Цикл механизма охватывает в углу от-S*180 до +S*180 степеней, где S является количеством диапазонов на цикл.
Размер вектора должен совпасть с количеством поршней. Вектором по умолчанию является [0.0, 180.0, 360.0, -180.0], соответствие четырехтактному двигателю, механизму с четырьмя поршнями.
Внутренний диаметр цилиндра механизма, в котором перемещается поршень. Значением по умолчанию является 0.10 m.
Расстояние между верхней мертвой точкой и нижними положениями поршня мертвой точки. Значением по умолчанию является 0.06 m.
Длина шатуна расположена между поршнем механизма и коленчатым валом. Значением по умолчанию является 0.10 m.
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
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.
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.
N- вектор элемента из 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].
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.
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.
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.
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.
Дополнительные параметры динамики вала. Опции включают No shaft dynamics — Suitable for HIL simulation и Specify shaft stiffness, damping, and inertia
Коэффициент жесткости коленчатого вала механизма. Этот параметр составляет сопротивление деформации вала. Этот параметр активен только, когда параметр Shaft dynamics устанавливается на Specify shaft stiffness, damping, and inertia. Значением по умолчанию является 1e6 Н*м/рад.
Коэффициенты демпфирования коленчатого вала механизма. Этот параметр составляет энергетическое рассеяние из-за деформации вала. Этот параметр активен только, когда параметр Shaft dynamics устанавливается на Specify shaft stiffness, damping, and inertia. Значением по умолчанию является 1000 N*m / (rad/s).
Момент инерции коленчатого вала о его вращательной оси. Этот параметр составляет сопротивление внезапным изменениям в движении. Этот параметр активен только, когда параметр Shaft dynamics устанавливается на Specify shaft stiffness, damping, and inertia. Значением по умолчанию является 0.02 kg*m^2.
Угол отклонения между основой и концами последователя коленчатого вала в начальный момент времени. Угол отклонения измеряет угловую деформацию коленчатого вала из-за скрученности. Этот параметр активен только, когда параметр Shaft dynamics устанавливается на Specify shaft stiffness, damping, and inertiaЗначение по умолчанию 0 градус.
Скорость вращения коленчатого вала в начальный момент времени. Этот параметр активен только, когда параметр Shaft dynamics устанавливается на Specify shaft stiffness, damping, and inertiaЗначение по умолчанию 0 об/мин.
Двухэлементный вектор с коэффициентами вязкого трения основы и подшипников вала последователя. Блок использует вязкое трение с учетом энергетических потерь между валами последователя и основой. Вектором по умолчанию является [0.0, 0.0] N*m / (rad/s), соответствующий, чтобы обнулить затухание.
Проверните угол в начальный момент времени относительно положения верхней мертвой точки. Значением по умолчанию является 90 градус.
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 | ||||
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.
Блок не вычисляет расход топлива. Порт FC, который сообщает об уровне расхода топлива, не осушен. Выбор этой опции увеличивает скорость симуляции.
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.
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. 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.
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. 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.
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.
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 pressure для Fuel consumption model параметр отсоединяет этот параметр.
Для получения дополнительной информации см. таблицу Fuel Consumption Parameter Dependencies.
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.
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.
