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

Блок SI Core Engine реализует двигатель с искровым зажиганием (SI) от впускного до выпускного отверстия. Блок можно использовать в больших моделях транспортных средств, в конструкциях аппаратных средств управления двигателем (HIL) или при моделировании экономичности топлива на уровне транспортного средства и производительности.
Блок ядра СИ вычисляет:
Тормозной момент
Расход топлива
Массовый расход газа порта, включая рециркуляцию отработавших газов (EGR)
Соотношение воздух-топливо (AFR)
Температура отработавших газов и массовый расход отработавших газов
Выбросы отработавших газов из двигателя (ЭО)
Углеводороды (НС)
Окись углерода (CO)
Оксид азота и диоксид азота (NOx)
Углекислый газ (CO2)
Твердые частицы (ТЧ)
Чтобы рассчитать массовый расход воздуха в двигателе, настройте двигатель СИ на использование любой из этих моделей массового расхода воздуха.
| Модель массового расхода воздуха | Описание |
|---|---|
| Модель массового расхода воздуха с частотой вращения двигателя SI |
Использует уравнение «скорость-плотность» для расчета массового расхода воздуха двигателя с привязкой массового расхода воздуха двигателя к давлению во впускном коллекторе и частоте вращения двигателя. Рассмотрите возможность использования этой модели массового расхода воздуха в двигателях с фиксированными конструкциями клапанов. |
| Модель массового расхода воздуха с двойным независимым кулачковым фазером двигателя SI |
Для расчета массового расхода воздуха в двигателе в модели с двумя независимыми кулачковыми фазерами используются:
В отличие от типичных встроенных расчетов массового расхода воздуха, основанных на прямом измерении массового расхода воздуха с помощью датчика массового расхода воздуха (MAF), эта модель массового расхода воздуха предлагает:
|
Чтобы рассчитать тормозной момент, настройте двигатель СИ на использование любой из этих моделей крутящего момента.
| Модель тормозного момента | Описание |
|---|---|
| Модель структуры крутящего момента двигателя SI | Для расчета структурированного тормозного момента двигатель СИ использует таблицы для внутреннего крутящего момента, момента трения, оптимальной искры, эффективности зажигания и эффективности лямбды. Если на вкладке «Крутящий момент» выбрать «Давление под углом кривошипа и крутящий момент», можно выполнить следующие действия:
|
| Модель простого крутящего момента двигателя SI |
Для простого вычисления тормозного момента блок двигателя СИ использует таблицу поиска крутящего момента, которая является функцией частоты вращения и нагрузки двигателя. |
Для расчета расхода топлива в блоке СИ Core Engine используются характеристики топливной форсунки и длительность импульса топливной форсунки.
1000 мг)
Для расчета топливной экономичности для моделей высокой точности блок использует объёмный расход топлива.
Sgfuel
Уравнение использует эти переменные.
| Массовый расход топлива, г/с | |
| Частота вращения двигателя, рад/с | |
Обороты коленчатого вала на силовой ход, об/ход | |
Наклон топливного инжектора, мг/мс | |
Ширина импульса топливного инжектора, мс | |
Количество цилиндров двигателя | |
| N | Частота вращения двигателя, об/мин |
| Sgfuel | Удельный вес топлива |
| Qfuel | Объемный расход 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 |
Блок вычисляет:
Температура отработавших газов
Энтальпия, специфичная для отработавших газов
Массовый расход отработавших газов
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] Герхардт, Дж., Хённингер, Х. и Бишоф, Х., Новый подход к функциональной и программной структуре систем управления двигателями - BOSCH ME7. Технический документ SAE 980801, 1998.
[2] Хейвуд, Джон Б. Основы двигателя внутреннего сгорания. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл, 1988.