Двигатель с воспламенением от сжатия от впуска до выпускного отверстия
Блок силового агрегата/движитель/компоненты двигателя внутреннего сгорания/основной двигатель

Блок CI Core Engine реализует двигатель с воспламенением от сжатия (CI) от впуска до выпускного отверстия. Вы можете использовать блок для аппаратного управления двигателем в контуре (HIL) или для моделирования топливной экономичности и производительности транспортного средства.
Блок CI Core Engine вычисляет:
Тормозной момент
Температура отработавших газов
Соотношение воздух-топливо (AFR)
Давление в топливном рельсе
Выбросы отработавших газов из двигателя (ЭО):
Углеводороды (НС)
Окись углерода (CO)
Оксид азота и диоксид азота (NOx)
Углекислый газ (CO2)
Твердые частицы (ТЧ)
Для расчета массового расхода воздуха двигатель с воспламенением от сжатия (CI) использует модель массового расхода воздуха с частотой вращения двигателя CI. Модель «скорость-плотность» использует уравнение «скорость-плотность» для расчета массового расхода воздуха двигателя, относящего массовый расход впускного отверстия двигателя к давлению впускного коллектора, температуре впускного коллектора и частоте вращения двигателя.
Для расчета крутящего момента двигателя можно настроить блок на использование любой из этих моделей крутящего момента.
| Модель тормозного момента | Описание |
|---|---|
| Модель структуры крутящего момента двигателя CI |
Модель структуры крутящего момента двигателя ядра CI определяет крутящий момент двигателя путем уменьшения максимального потенциала крутящего момента двигателя, поскольку эти условия двигателя отличаются от номинальных:
Для учета влияния топлива после впрыска на крутящий момент в модели используется калиброванная таблица смещения крутящего момента. |
| Модель простого крутящего момента двигателя CI | Для простого вычисления крутящего момента двигателя двигатель CI использует таблицу поиска крутящего момента, которая является функцией частоты вращения двигателя и массы впрыскиваемого топлива. |
В блоках CI Core Engine и CI Controller можно представить несколько впрысков с началом впрыска (SOI) и вводом массы топлива в модель. Чтобы указать тип впрыска, используйте параметр Идентификатор типа массового впрыска топлива.
| Тип впрыска | Значение параметра |
|---|---|
Пилот |
|
Главный |
|
Почта |
|
Переданный |
|
Модель учитывает Passed впрыск топлива и впрыск топлива позже порогового значения, чтобы быть несгоревшим топливом. Для задания порога используйте параметр Maximum start of injection angle for burn fuel, f_tqs_f_burned_soi_limit.
Для вычисления массового расхода топлива двигателя блок CI Core Engine использует массовый расход топлива, подаваемый форсунками, и воздушный поток двигателя.
∑mfuel,inj
Для расчета топливной экономичности для моделей высокой точности блок использует объёмный расход топлива.
Sgfuel
Уравнение использует эти переменные.
| Массовый расход топлива, г/с | |
| mfuel, inj | Масса топлива на впрыск |
Обороты коленчатого вала на силовой ход, об/ход | |
Количество цилиндров двигателя | |
| N | Частота вращения двигателя, об/мин |
| Qfuel | Объемный расход топлива |
| Sgfuel | Удельный вес топлива |
Блок использует внутренний сигнал FlwDir для отслеживания направления потока.
Для вычисления соотношения воздух-топливо (AFR) блоки CI Core Engine и SI Core Engine реализуют это уравнение.
Ядро CI Engine использует это уравнение для вычисления относительного AFR.
AFRAFR
Для вычисления рециркуляции отработавших газов (EGR) блоки реализуют это уравнение. Расчет выражает EGR как процент от общего потока впускного отверстия.
Уравнения используют эти переменные.
Соотношение воздух-топливо | |
| AFRs | Стехиометрическое соотношение воздуха и топлива |
Массовый расход воздуха двигателя | |
Массовый расход топлива | |
λ | Относительное AFR |
| yintk, b | Массовая доля потребления |
| EGRpct | Процент EGR |
Массовый расход рециркулированного сгоревшего газа |
Расчет температуры выхлопа зависит от модели крутящего момента. Для обеих моделей крутящего момента блок реализует таблицы поиска.
Модель крутящего момента | Описание | Уравнения |
|---|---|---|
| Таблица определения температуры отработавших газов является функцией массы впрыскиваемого топлива и частоты вращения двигателя. |
, N) |
Torque Structure |
Номинальная температура отработавших газов, Texhnom, является результатом следующих показателей эффективности температуры отработавших газов:
Температура выхлопа, Texhnom, компенсируется эффектом посттемпературы ΔTpost, который учитывает пост- и поздние инъекции во время тактов расширения и выхлопа. |
Texhopt=fTexh (F, N) |
Уравнения используют эти переменные.
F | Такт сжатия впрыскиваемой топливной массы |
N | Частота вращения двигателя |
Texh | Температура газа в выхлопном коллекторе |
Texhopt | Оптимальная температура выхлопного газа |
| ΔTpost | Эффект температуры после впрыска |
| Texhnom | Номинальная температура отработавших газов |
СОЙЕКСХТЕВ | Основной мультипликатор температуры отработавших газов SOI |
ΔSOI | Основная синхронизация SOI относительно оптимальной синхронизации |
МАПЕКСХЕВ | Мультипликатор температуры выхлопа газа под давлением во впускном коллекторе |
MAPratio | Отношение давления газа во впускном коллекторе к оптимальному |
λ | Газовый лямбда впускного коллектора |
МАТЕКСХЕВ | Умножитель температуры выхлопа газа во впускном коллекторе |
ΔMAT | Температура газа во впускном коллекторе относительно оптимальной температуры |
О2пексхев | Умножитель температуры выхлопа газа из впускного коллектора |
ΔO2P | Процент кислорода всасываемого газа относительно оптимального |
ФУЕЛЬПЕКСХЕВ | Мультипликатор температуры отработавших газов топливной магистрали |
ΔFUELP | Давление в топливной магистрали относительно оптимального |
Блок рассчитывает следующие выбросы отработавших газов из двигателя (ЭО):
Углеводороды (НС)
Окись углерода (CO)
Оксид азота и диоксид азота (NOx)
Углекислый газ (CO2)
Твердые частицы (ТЧ)
Температура выхлопа определяет специфическую энтальпию.
CpexhTexh
Массовый расход отработавших газов представляет собой сумму массового расхода воздуха впускного отверстия и массового расхода топлива.
Для расчета выбросов отработавших газов блок умножает массовую долю выбросов на массовый расход отработавших газов. Для определения массовых долей выбросов блок использует таблицы поиска, которые являются функциями крутящего момента и частоты вращения двигателя.
m˙exh,i=m˙exhyexh,i
Доля воздуха и топлива, поступающего во впускное отверстие, впрыскиваемое топливо и стехиометрическое AFR, определяют массовую долю воздуха, выходящего из выхлопа.
Если двигатель работает при стехиометрическом или насыщенном топливом AFR, воздух из выхлопа не выходит. Несгоревшие углеводороды и сгоревший газ составляют остальную часть отходящего газа. Это уравнение определяет массовую долю отработавшего газа.
yexh, HC), 0]
Уравнения используют эти переменные.
Температура выхлопа двигателя | |
Энтальпия на входе в выпускной коллектор | |
Удельное тепло отработавших газов | |
Массовый расход воздуха во впускном отверстии | |
Массовый расход топлива | |
Массовый расход отработавших газов | |
| топливо | Массовая доля топлива на всасе |
| yexh, i | Массовая доля отработавших газов для i = CO2, CO, HC, NOx, воздуха, сжигаемого газа и ТЧ |
Массовый расход отработавших газов для i = CO2, CO, HC, NOx, воздуха, сжигаемого газа и ТЧ | |
| Tbrake | Тормозной момент двигателя |
| N | Частота вращения двигателя |
| yexh, воздух | Массовая доля отработанного воздуха |
| yexh, b | Массовая доля отработанного воздуха |
Для учета мощности блок реализует уравнения, зависящие от модели крутящего момента.
При установке для модели крутящего момента значения Simple Torque Lookupблок реализует эти уравнения.
| Сигнал шины | Описание | Уравнения | ||
|---|---|---|---|---|
|
|
| Впускной тепловой поток | |
PwrExhHeatFlw | Тепловой поток отработавших газов | |||
PwrCrkshft | Мощность коленчатого вала | Тбракеом | ||
| PwrFuel | Входная мощность топлива | ||
PwrLoss | Все потери | |||
| Не используется | |||
При установке для модели крутящего момента значения Torque Structureблок реализует эти уравнения.
| Сигнал шины | Описание | Уравнения | ||
|---|---|---|---|---|
|
|
| Впускной тепловой поток | |
PwrExhHeatFlw | Тепловой поток отработавших газов | |||
PwrCrkshft | Мощность коленчатого вала | Тбракеом | ||
| PwrFuel | Входная мощность топлива | ||
PwrFricLoss | Потери на трение | Тфриком | ||
PwrPumpLoss | Потери на прокачку | Тпумпом | ||
PwrHeatTrnsfrLoss | Потеря теплопередачи | |||
| Не используется | |||
| hexh | Энтальпия на входе в выпускной коллектор |
| hintk | Специфическая энтальпия впускного отверстия |
Массовый расход воздуха во впускном отверстии | |
Массовый расход топлива | |
Массовый расход отработавших газов | |
| ω | Частота вращения двигателя |
| Tbrake | Тормозной момент |
| Tpump | Работа по перекачке двигателя смещена на внутренний крутящий момент |
| Tfric | Момент трения двигателя |
| LHV | Более низкая теплотворная способность топлива |
[1] Хейвуд, Джон Б. Основы двигателя внутреннего сгорания. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл, 1988.