exponenta event banner

Модуль ядра SI

Двигатель с искровым зажиганием от впуска до выпускного отверстия

  • Библиотека:
  • Блок силового агрегата/движитель/компоненты двигателя внутреннего сгорания/основной двигатель

  • SI Core Engine block

Описание

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)

Массовый расход воздуха

Чтобы рассчитать массовый расход воздуха в двигателе, настройте двигатель СИ на использование любой из этих моделей массового расхода воздуха.

Модель массового расхода воздухаОписание
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:

  • Эмпирические калибровочные параметры, полученные в результате картографических измерений двигателя

  • Параметры калибровки настольных ПК, полученные из данных автоматизированного проектирования двигателя (САПР)

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:

  • Исключение датчиков MAF в двухкаскадных клапанных клапанах

  • Разумная точность при изменении высоты

  • Подход к семифизическому моделированию

  • Ограниченное поведение

  • Подходящее время выполнения для внедрения электронного блока управления (ECU)

  • Систематическая разработка относительно небольшого числа калибровочных параметров

Тормозной момент

Чтобы рассчитать тормозной момент, настройте двигатель СИ на использование любой из этих моделей крутящего момента.

Модель тормозного моментаОписание
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:

  • Моделирование усовершенствованных средств управления двигателем с замкнутым контуром при моделировании рабочего стола и на стенде HIL на основе давления в цилиндре, зарегистрированного с помощью модели или лабораторных испытаний в зависимости от угла поворота коленчатого вала.

  • Имитировать колебания трансмиссии за двигателем за счет высокочастотных торсионов коленчатого вала.

  • Имитация пропусков зажигания двигателя из-за обедненной работы или загрязнения свечи зажигания с помощью ввода длительности импульса инжектора.

  • Имитировать эффект деактивации цилиндра (закрытые впускные и выпускные клапаны, отсутствие впрыскиваемого топлива) на отдельные давления в цилиндре, среднее значение воздушного потока, среднее значение крутящего момента и крутящий момент на основе угла поворота кривошипа.

  • Имитировать влияние резания топлива на давление отдельного цилиндра, среднее значение крутящего момента и крутящий момент на основе угла поворота кривошипа.

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.

Расход топлива

Для расчета расхода топлива в блоке СИ Core Engine используются характеристики топливной форсунки и длительность импульса топливной форсунки.

m˙fuel=NSinjPwinjNcylCps (60смин) (1000 мг)

Для расчета топливной экономичности для моделей высокой точности блок использует объёмный расход топлива.

Qfuel=m˙fuel (1000 кгм3) Sgfuel

Уравнение использует эти переменные.

m˙fuelМассовый расход топлива, г/с
ωЧастота вращения двигателя, рад/с
Cps

Обороты коленчатого вала на силовой ход, об/ход

Синь

Наклон топливного инжектора, мг/мс

Pwinj

Ширина импульса топливного инжектора, мс

Ncyl

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.

Соотношение воздуха и топлива

Для вычисления соотношения воздух-топливо (AFR) блоки CI Core Engine и SI Core Engine реализуют это уравнение.

AFR=m˙airm˙fuel

Ядро CI Engine использует это уравнение для вычисления относительного AFR.

λ = AFRAFR

Для вычисления рециркуляции отработавших газов (EGR) блоки реализуют это уравнение. Расчет выражает EGR как процент от общего потока впускного отверстия.

EGRpct=100m˙intk,bm˙intk=100yintk,b

Уравнения используют эти переменные.

АФРИКАНСКИЙ

Соотношение воздух-топливо

AFRs

Стехиометрическое соотношение воздуха и топлива

m˙intk

Массовый расход воздуха двигателя

m˙fuel

Массовый расход топлива

λ

Относительное AFR

yintk, b

Массовая доля потребления

EGRpct

Процент EGR

m˙intk,b

Массовый расход рециркулированного сгоревшего газа

Выхлоп

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.

hexh = CpexhTexh

Массовый расход отработавших газов представляет собой сумму массового расхода воздуха впускного отверстия и массового расхода топлива.

m˙exh=m˙intake+m˙fuel

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.

yexh, i = fi _ frac (Tbrake, N) 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.

yexh,air=max[yin,air−m˙fuel+yin,fuelm˙intakem˙fuel+m˙intakeAFRs]

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, b = max [(1 yexh, воздух yexh, HC), 0]

Уравнения используют эти переменные.

Texh

Температура выхлопа двигателя

hexh

Энтальпия на входе в выпускной коллектор

Cpexh

Удельное тепло отработавших газов

m˙intk

Массовый расход воздуха во впускном отверстии

m˙fuel

Массовый расход топлива

m˙exh

Массовый расход отработавших газов

инь, топливо

Массовая доля топлива на всасе

yexh, i

Массовая доля отработавших газов для i = CO2, CO, HC, NOx, воздуха, сжигаемого газа и ТЧ

m˙exh,i

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

Учет мощности

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 ОписаниеУравнения

PwrInfo

PwrTrnsfrd - Мощность, передаваемая между блоками

  • Положительные сигналы указывают на поток в блок

  • Отрицательные сигналы указывают на выход потока из блока

PwrIntkHeatFlw

Впускной тепловой поток

m˙intkhintk

PwrExhHeatFlw

Тепловой поток отработавших газов

−m˙exhhexh

PwrCrkshftМощность коленчатого вала

Тбракеом

PwrNotTrnsfrd - Мощность, пересекающая границу блока, но не передаваемая

  • Положительные сигналы указывают на вход

  • Отрицательные сигналы указывают на потерю

PwrFuel

Входная мощность топлива

m˙fuelLHV

PwrLoss

Все потери

Tbrakeω−m˙fuelLHV−m˙intkhintk+m˙exhhexh

PwrStored - Скорость изменения накопленной энергии

  • Положительные сигналы указывают на увеличение

  • Отрицательные сигналы указывают на снижение

Не используется

При установке для модели крутящего момента значения Torque Structureблок реализует эти уравнения.

Сигнал шины ОписаниеУравнения

PwrInfo

PwrTrnsfrd - Мощность, передаваемая между блоками

  • Положительные сигналы указывают на поток в блок

  • Отрицательные сигналы указывают на выход потока из блока

PwrIntkHeatFlw

Впускной тепловой поток

m˙intkhintk

PwrExhHeatFlw

Тепловой поток отработавших газов

−m˙exhhexh

PwrCrkshftМощность коленчатого вала

Тбракеом

PwrNotTrnsfrd - Мощность, пересекающая границу блока, но не передаваемая

  • Положительные сигналы указывают на вход

  • Отрицательные сигналы указывают на потерю

PwrFuel

Входная мощность топлива

m˙fuelLHV

PwrFricLoss

Потери на трение

Тфриком

PwrPumpLoss

Потери на прокачку

Тпумпом

PwrHeatTrnsfrLoss

Потеря теплопередачи

Tbrakeω−m˙fuelLHV−m˙intkhintk+m˙exhhexh+Tfricω+Tpumpω

PwrStored - Скорость изменения накопленной энергии

  • Положительные сигналы указывают на увеличение

  • Отрицательные сигналы указывают на снижение

Не используется

hexh

Энтальпия на входе в выпускной коллектор

hintk

Специфическая энтальпия впускного отверстия

m˙intk

Массовый расход воздуха во впускном отверстии

m˙fuel

Массовый расход топлива

m˙exh

Массовый расход отработавших газов

ω

Частота вращения двигателя

Tbrake

Тормозной момент

TpumpРабота по перекачке двигателя смещена на внутренний крутящий момент
TfricМомент трения двигателя
LHVБолее низкая теплотворная способность топлива

Порты

Вход

развернуть все

Ширина импульса топливного инжектора, Pwinj, в мс.

Опережение зажигания, SA, в градусах угла кривошипа перед верхней мертвой точкой (degBTDC).

Зависимости

Чтобы создать этот порт, для параметра Модель крутящего момента (Torque model) выберите Torque Structure.

Команда фазового угла впуска кулачка, фИКПКМД, в degCrkAdv, или угловое опережение кривошипа.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, для параметра Модель массового расхода воздуха (Air mass flow model) выберите Dual-Independent Variable Cam Phasing.

Команда фазового угла кулачка выхлопа, фЭКЦМД, в degCrkRet, или градусная задержка кривошипа.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, для параметра Модель массового расхода воздуха (Air mass flow model) выберите Dual-Independent Variable Cam Phasing.

Давление окружающей среды, PAmb, в Па.

Зависимости

Чтобы создать этот порт, для параметра Модель массового расхода воздуха (Air mass flow model) выберите Dual-Independent Variable Cam Phasing.

Частота вращения двигателя, Н, об/мин.

Температура охлаждения двигателя, Тохолант, в К.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, в поле Модель крутящего момента (Torque model) выберите Torque Structure.

Шина, содержащая восходящий поток:

  • Prs - Давление, в Па

  • Temp - Температура, в К

  • Enth - удельная энтальпия, в Дж/кг

  • MassFrac - Массовая доля впускного отверстия, безразмерная. Массовый расход EGR во впускном отверстии составляет сжигаемый газ.

    В частности, автобус с такими массовыми долями:

    • O2MassFrac - Кислород

    • N2MassFrac - Азот

    • UnbrndFuelMassFrac - Несгоревшее топливо

    • CO2MassFrac - Углекислый газ

    • H2OMassFrac - Вода

    • COMassFrac - Монооксид углерода

    • NOMassFrac - Оксид азота

    • NO2MassFrac - Диоксид азота

    • NOxMassFrac - Оксид азота и диоксид азота

    • PmMassFrac - Твердые частицы

    • AirMassFrac - Воздух

    • BrndGasMassFrac - Сгоревший газ

Шина, содержащая вытяжную трубу:

  • Prs - Давление, в Па

  • Temp - Температура, в К

  • Enth - удельная энтальпия, в Дж/кг

  • MassFrac - Массовые доли выпускных отверстий, безразмерные.

    В частности, автобус с такими массовыми долями:

    • O2MassFrac - Кислород

    • N2MassFrac - Азот

    • UnbrndFuelMassFrac - Несгоревшее топливо

    • CO2MassFrac - Углекислый газ

    • H2OMassFrac - Вода

    • COMassFrac - Монооксид углерода

    • NOMassFrac - Оксид азота

    • NO2MassFrac - Диоксид азота

    • NOxMassFrac - Оксид азота и диоксид азота

    • PmMassFrac - Твердые частицы

    • AirMassFrac - Воздух

    • BrndGasMassFrac - Сгоревший газ

Продукция

развернуть все

Сигнал шины, содержащий эти вычисления блоков.

СигналОписаниеПеременнаяЕдиницы

IntkGasMassFlw

Массовый расход воздуха на впуске двигателя

m˙air

кг/с

IntkAirMassFlw

Массовый расход впускного отверстия двигателя

m˙intk

кг/с

NrmlzdAirChrg

Нагрузка двигателя (то есть нормированная масса воздуха цилиндра), скорректированная на конечные установившиеся фазовые углы кулачка

LН/Д

Afr

Соотношение воздуха и топлива в выпускном отверстии двигателя

АФРИКАНСКИЙН/Д

FuelMassFlw

Расход топлива в двигатель

m˙fuelкг/с

FuelVolFlw

Объемный расход топлива

Qfuel

м3/с

ExhManGasTemp

Температура выхлопных газов на входе в выпускной коллектор

TexhK

EngTrq

Тормозной момент двигателя

TbrakeН· м

EngSpd

Частота вращения двигателя

Nrpm

IntkCamPhase

Угол фазера приемного кулачка

ФИКП i

градус опережения кривошипа

ExhCamPhase

Угол фазера выхлопного кулачка

φECP

градусная задержка кривошипа

CrkAng

Абсолютный угол коленчатого вала двигателя

∫0 (360) CpsEngSpd18030dθ

где Cps - обороты коленчатого вала на силовой ход

угол кривошипа в градусах

EgrPct

Процент EGR

EGRpct

Н/Д

EoAir

Массовый расход воздуха ЭО

m˙exh

кг/с

EoBrndGas

Массовый расход сжигаемого газа ЭО

yexh, b

кг/с

EoHC

Массовый расход выбросов углеводородов ЭО

yexh, HC

кг/с

EoCO

Массовый расход выбросов угарного газа ЭО

yexh, CO

кг/с

EoNOx

Массовый расход ЭО оксида азота и диоксида азота

yexh, NOx

кг/с

EoCO2

Массовый расход выбросов углекислого газа ЭО

yexh,CO2

кг/с

EoPm

Массовый расход выбросов твердых частиц ЭО

yexh, PM

кг/с

CylPrs

Давление в цилиндре

Н/Д

Pa

EngTrqCrk

Крутящий момент двигателя на основе угла поворота кривошипа

Н/Д

Н· м

PwrInfoPwrTrnsfrd

PwrIntkHeatFlw

Впускной тепловой поток

m˙intkhintk

W
PwrExhHeatFlw

Тепловой поток отработавших газов

−m˙exhhexh

W
PwrCrkshftМощность коленчатого вала

Тбракеом

W
PwrNotTrnsfrdPwrFuel

Входная мощность топлива

m˙fuelLHV

W
PwrLoss

Для модели крутящего момента установлено значение Simple Torque Lookup:

Все потери

Tbrakeω−m˙fuelLHV−m˙intkhintk+m˙exhhexh

W
PwrFricLoss

Для модели крутящего момента установлено значение Torque Structure:

Потери на трение

Тфриком

W
PwrPumpLoss

Для модели крутящего момента установлено значение Torque Structure:

Потери на прокачку

Тпумпом

W
PwrHeatTrnsfrLoss

Для модели крутящего момента установлено значение Torque Structure:

Потеря теплопередачи

Tbrakeω−m˙fuelLHV−m˙intkhintk+m˙exhhexh+Tfricω+Tpumpω

W
PwrStoredНе используется

Тормозной момент двигателя, Tбрейк, в Н· м.

Шина, содержащая:

  • MassFlwRate - Массовый расход впускного отверстия, в кг/с

  • HeatFlwRate - Расход тепла во впускном отверстии, Дж/с

  • Temp - Температура впускного отверстия, в К

  • MassFrac - Массовая доля впускного отверстия, безразмерная.

    В частности, автобус с такими массовыми долями:

    • O2MassFrac - Кислород

    • N2MassFrac - Азот

    • UnbrndFuelMassFrac - Несгоревшее топливо

    • CO2MassFrac - Углекислый газ

    • H2OMassFrac - Вода

    • COMassFrac - Монооксид углерода

    • NOMassFrac - Оксид азота

    • NO2MassFrac - Диоксид азота

    • NOxMassFrac - Оксид азота и диоксид азота

    • PmMassFrac - Твердые частицы

    • AirMassFrac - Воздух

    • BrndGasMassFrac - Сгоревший газ

Шина, содержащая:

  • MassFlwRate - Массовый расход в выпускном отверстии, кг/с

  • HeatFlwRate - Расход тепла отработавших газов, Дж/с

  • Temp - Температура отработавших газов, в К

  • MassFrac - Массовые доли выпускных отверстий, безразмерные.

    В частности, автобус с такими массовыми долями:

    • O2MassFrac - Кислород

    • N2MassFrac - Азот

    • UnbrndFuelMassFrac - Несгоревшее топливо

    • CO2MassFrac - Углекислый газ

    • H2OMassFrac - Вода

    • COMassFrac - Монооксид углерода

    • NOMassFrac - Оксид азота

    • NO2MassFrac - Диоксид азота

    • NOxMassFrac - Оксид азота и диоксид азота

    • PmMassFrac - Твердые частицы

    • AirMassFrac - Воздух

    • BrndGasMassFrac - Сгоревший газ

Параметры

развернуть все

Параметры блока

Чтобы рассчитать массовый расход воздуха в двигателе, настройте двигатель СИ на использование любой из этих моделей массового расхода воздуха.

Модель массового расхода воздухаОписание
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:

  • Эмпирические калибровочные параметры, полученные в результате картографических измерений двигателя

  • Параметры калибровки настольных ПК, полученные из данных автоматизированного проектирования двигателя (САПР)

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:

  • Исключение датчиков MAF в двухкаскадных клапанных клапанах

  • Разумная точность при изменении высоты

  • Подход к семифизическому моделированию

  • Ограниченное поведение

  • Подходящее время выполнения для внедрения электронного блока управления (ECU)

  • Систематическая разработка относительно небольшого числа калибровочных параметров

Зависимости

Таблица суммирует зависимости параметров.

Модель массового расхода воздухаВключение параметров

Dual-Independent Variable Cam Phasing

Объем цилиндра на столе закрытия впускного клапана, f_vivc

Фазовые разрывы приемного кулачка цилиндра, f_vivc_icp_bpt

Коэффициент коррекции массы захваченного цилиндра, f_tm_corr

Нормализованные точки останова плотности, f_tm_corr_nd_bpt

Точки останова двигателя, f_tm_corr_n_bpt

Массовый расход воздуха, f_mdot_air

Фазовые точки останова вытяжного кулачка, f_mdot_air_ecp_bpt

Задержанные точки останова массового расхода, f_mdot_trpd_bpt

Коэффициент коррекции массового расхода воздуха, f_mdot_air_corr

Точки останова нагрузки двигателя для коррекции массового расхода воздуха, f_mdot_air_corr_ld_bpt

Точки останова двигателя для коррекции массового расхода воздуха, f_mdot_air_n_bpt

Simple Speed Density

Объемный КПД скорости-плотности, f_nv

Точки останова давления во впускном коллекторе, f_nv_prs_bpt

Точки останова двигателя с плотностью оборотов, f_nv_n_bpt

Чтобы рассчитать тормозной момент, настройте двигатель СИ на использование любой из этих моделей крутящего момента.

Модель тормозного моментаОписание
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:

  • Моделирование усовершенствованных средств управления двигателем с замкнутым контуром при моделировании рабочего стола и на стенде HIL на основе давления в цилиндре, зарегистрированного с помощью модели или лабораторных испытаний в зависимости от угла поворота коленчатого вала.

  • Имитировать колебания трансмиссии за двигателем за счет высокочастотных торсионов коленчатого вала.

  • Имитация пропусков зажигания двигателя из-за обедненной работы или загрязнения свечи зажигания с помощью ввода длительности импульса инжектора.

  • Имитировать эффект деактивации цилиндра (закрытые впускные и выпускные клапаны, отсутствие впрыскиваемого топлива) на отдельные давления в цилиндре, среднее значение воздушного потока, среднее значение крутящего момента и крутящий момент на основе угла поворота кривошипа.

  • Имитировать влияние резания топлива на давление отдельного цилиндра, среднее значение крутящего момента и крутящий момент на основе угла поворота кривошипа.

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.

Зависимости

Таблица суммирует зависимости параметров.

Модель крутящего моментаВключение параметров

Torque Structure

Внутренний стол крутящего момента, f_tq_inr

Таблица крутящего момента трения, f_tq_fric

Модификатор температуры двигателя на момент трения, f_fric_temp_mod

Точки останова модификатора температуры двигателя, f_fric_temp_bpt

Рабочий стол откачки, f_tq_pump

Оптимальная таблица искр, f_sa_opt

Точки останова внутренней нагрузки крутящего момента, f_tq_inr_l_bpt

Точки останова внутреннего крутящего момента, f_tq_inr_n_bpt

Таблица искровой эффективности, f_m_sa

Искровая задержка от оптимальной, f_del_sa_bpt

Эффективность лямбды, f_m_lam

Лямбда-точки останова, f_m_lam_bpt

Simple Torque Lookup

Таблица крутящего момента, f_tq_nl

Точки останова нагрузки таблицы крутящего момента, f_tq_nl_l_bpt

Точки останова стола крутящего момента, f_tq_nl_n_bpt

Воздух

Количество цилиндров двигателя, Ncyl.

Обороты коленчатого вала на силовой ход, Cps, в об/ход.

Смещенный объем, Vd, в м ^ 3.

Идеальная газовая постоянная, Rair, в Дж/( кг· К).

Стандартное давление воздуха, Pstd, в Па

Стандартная температура воздуха, Tstd, в К.

Справочная таблица объемного КПД двигателя, f, является функцией абсолютного давления во впускном коллекторе и частоты вращения двигателя.

(MAP, N)

где:

  • λ v - объёмный КПД двигателя, безразмерный.

  • MAP - абсолютное давление во впускном коллекторе, в КПа.

  • N - частота вращения двигателя, в об/мин.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель массового расхода воздуха (Air mass flow model) выберите Simple Speed-Density.

Точки останова давления во впускном коллекторе для таблицы определения объемной эффективности скорости и плотности, в KPa.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель массового расхода воздуха (Air mass flow model) выберите Simple Speed-Density.

Точки останова двигателя для таблицы определения объемной эффективности скорости и плотности, в об/мин.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель массового расхода воздуха (Air mass flow model) выберите Simple Speed-Density.

Объем цилиндра на столе закрытия впускного клапана (IVC), fVivc является функцией угла фазера впускного кулачка

VIVC = fVivc (фICP)

где:

  • VIVC - объем цилиндра на IVC, в л.

  • ФИПЦ - угол фазера приемного кулачка, в градусах опережения кривошипа.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель массового расхода воздуха (Air mass flow model) выберите Dual-Independent Variable Cam Phasing.

Фазовые разрывы приемного кулачка цилиндра, в л.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель массового расхода воздуха (Air mass flow model) выберите Dual-Independent Variable Cam Phasing.

Таблица коэффициентов коррекции захваченной массы, fTMcorr, является функцией нормированной плотности и частоты вращения двигателя.

TMcorr = fTMcorr ( αnorm, N)

где:

  • TMcorr, является фиксированным множителем коррекции массы, безразмерным.

  • αnorm - нормированная плотность, безразмерная.

  • N - частота вращения двигателя, в об/мин.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель массового расхода воздуха (Air mass flow model) выберите Dual-Independent Variable Cam Phasing.

Нормализованные точки останова плотности, безразмерные.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель массового расхода воздуха (Air mass flow model) выберите Dual-Independent Variable Cam Phasing.

Точки останова двигателя, в об/мин.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель массового расхода воздуха (Air mass flow model) выберите Dual-Independent Variable Cam Phasing.

Таблица поиска модели массового расхода впуска фазера является функцией углов фазера выпускного кулачка и массового расхода захваченного воздуха

m˙intkideal=fintkideal (фЭКП, ТМпоток)

где:

  • m˙intkideal - массовый расход впускного отверстия двигателя при произвольных углах фазера кулачка, в г/с.

  • фЭКТ - угол фазера выхлопного кулачка, в градусах замедления кривошипа.

  • TMflow - расход, эквивалентный скорректированной улавливаемой массе при текущей частоте вращения двигателя, в г/с.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель массового расхода воздуха (Air mass flow model) выберите Dual-Independent Variable Cam Phasing.

Точки останова фазера выпускного кулачка для таблицы определения массового расхода воздуха, в градусах замедления кривошипа.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель массового расхода воздуха (Air mass flow model) выберите Dual-Independent Variable Cam Phasing.

Задержанные точки останова массового расхода для таблицы поиска массового расхода воздуха, в г/с.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель массового расхода воздуха (Air mass flow model) выберите Dual-Independent Variable Cam Phasing.

Справочная таблица коррекции массового расхода всасываемого воздуха, faircorr, является функцией идеальной нагрузки и частоты вращения двигателя

m˙air=m˙intkidealfaircorr (Лидеал, N)

где:

  • Lideal - нагрузка двигателя (нормированная масса воздуха цилиндра) при произвольных углах фазера кулачка, не скорректированная на конечные установившиеся углы фазера кулачка, безразмерная.

  • N - частота вращения двигателя, в об/мин.

  • m˙air - окончательная коррекция массового расхода всасываемого воздуха двигателя при установившихся углах фазера кулачка, в г/с.

  • m˙intkideal - массовый расход впускного отверстия двигателя при произвольных углах фазера кулачка, в г/с.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель массового расхода воздуха (Air mass flow model) выберите Dual-Independent Variable Cam Phasing.

Точки останова нагрузки двигателя для окончательной коррекции массового расхода воздуха, безразмерные.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель массового расхода воздуха (Air mass flow model) выберите Dual-Independent Variable Cam Phasing.

Точки останова двигателя для окончательной коррекции массового расхода воздуха, в об/мин.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель массового расхода воздуха (Air mass flow model) выберите Dual-Independent Variable Cam Phasing.

Крутящий момент

Для простой модели таблицы поиска крутящего момента механизм СИ использует карту таблицы поиска, которая является функцией частоты вращения и нагрузки двигателя, Tbrake = fTnL (L, N), где:

  • Tбрук - тормозной момент двигателя после учета опережения зажигания, АФР и фрикционных воздействий в Н· м.

  • L - нагрузка двигателя, как нормированная масса воздуха цилиндра, безразмерная.

  • N - частота вращения двигателя, в об/мин.

Простая модель поиска крутящего момента предполагает, что калибровка имеет отрицательные значения крутящего момента, чтобы указать состояние нагрузки (L) двигателя, не приводящего к выстрелу, в зависимости от скорости (N). Калиброванная таблица (L-by-N) содержит данные о неразжиге в первой строке таблицы (1-by-N). Когда топливо, подаваемое в двигатель, равно нулю, модель использует данные в первой строке таблицы (1-by-N) при 100 AFR или выше. 100 AFR является результатом отключения топлива или очень обедненной работы, когда горение невозможно.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель крутящего момента (Torque model) выберите Simple Torque Lookup.

Точки останова нагрузки двигателя, L, безразмерные.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель крутящего момента (Torque model) выберите Simple Torque Lookup.

Точки останова двигателя, Н, об/мин.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель крутящего момента (Torque model) выберите Simple Torque Lookup.

Если на вкладке «Крутящий момент» выбрать «Давление под углом кривошипа и крутящий момент», можно выполнить следующие действия:

  • Моделирование усовершенствованных средств управления двигателем с замкнутым контуром при моделировании рабочего стола и на стенде HIL на основе давления в цилиндре, зарегистрированного с помощью модели или лабораторных испытаний в зависимости от угла поворота коленчатого вала.

  • Имитировать колебания трансмиссии за двигателем за счет высокочастотных торсионов коленчатого вала.

  • Имитация пропусков зажигания двигателя из-за обедненной работы или загрязнения свечи зажигания с помощью ввода длительности импульса инжектора.

  • Имитировать эффект деактивации цилиндра (закрытые впускные и выпускные клапаны, отсутствие впрыскиваемого топлива) на отдельные давления в цилиндре, среднее значение воздушного потока, среднее значение крутящего момента и крутящий момент на основе угла поворота кривошипа.

  • Имитировать влияние резания топлива на давление отдельного цилиндра, среднее значение крутящего момента и крутящий момент на основе угла поворота кривошипа.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, задайте для параметра Модель крутящего момента значение Torque Structure.

Таблица Prs давления цилиндра в зависимости от скорости N, нагрузки L и угла M кривошипа в Па.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель крутящего момента (Torque model) выберите Torque Structure. Выберите Угловое давление кривошипа и крутящий момент.

Таблица Tbrake тормозного момента в зависимости от скорости N, нагрузки L и угла M кривошипа в Н· м.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель крутящего момента (Torque model) выберите Torque Structure. Выберите Угловое давление кривошипа и крутящий момент.

Точки останова скорости, Н, об/мин.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель крутящего момента (Torque model) выберите Torque Structure. Выберите Угловое давление кривошипа и крутящий момент.

Загрузить точки останова, L. Нет размера.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель крутящего момента (Torque model) выберите Torque Structure. Выберите Угловое давление кривошипа и крутящий момент.

Угловые точки останова кривошипа, М, в град.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель крутящего момента (Torque model) выберите Torque Structure. Выберите Угловое давление кривошипа и крутящий момент.

Углы сжатия верхней мертвой точки (TDC) по цилиндру, в град.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель крутящего момента (Torque model) выберите Torque Structure. Выберите Угловое давление кривошипа и крутящий момент.

Внутренняя справочная таблица крутящего момента, fTqinr, является функцией частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя, Tqinr = fTqinr (L, N), где:

  • Tqinr - внутренний крутящий момент, основанный на общем показанном среднем эффективном давлении, в Н· м.

  • L - нагрузка двигателя при произвольных углах фазера кулачка, скорректированная на конечные установившиеся углы фазера кулачка, безразмерная.

  • N - частота вращения двигателя, в об/мин.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель крутящего момента (Torque model) выберите Torque Structure.

Справочная таблица крутящего момента трения, fTfric, является функцией частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя, Tfric = fTfric (L, N), где:

  • Tfric - момент трения, смещенный к внутреннему моменту, в Н· м.

  • L - нагрузка двигателя при произвольных углах фазера кулачка, скорректированная на конечные установившиеся углы фазера кулачка, безразмерная.

  • N - частота вращения двигателя, в об/мин.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель крутящего момента (Torque model) выберите Torque Structure.

Модификатор температуры двигателя на момент трения, fc, temp, безразмерный.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель крутящего момента (Torque model) выберите Torque Structure.

Точки останова модификатора температуры двигателя, в К.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель крутящего момента (Torque model) выберите Torque Structure.

Рабочая справочная таблица откачки, fTpump, является функцией нагрузки двигателя и частоты вращения двигателя, TpumpTpump(L,N), где:

  • Tpump - насосная работа, в Н· м.

  • L - нагрузка двигателя, как нормированная масса воздуха цилиндра, безразмерная.

  • N - частота вращения двигателя, в об/мин.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель крутящего момента (Torque model) выберите Torque Structure.

Оптимальная таблица искрового поиска, fSAopt, является функцией частоты вращения двигателя и нагрузки двигателя, SAopt = fSAopt (L, N), где:

  • SAopt - оптимальная синхронизация опережения зажигания для максимального внутреннего крутящего момента при стехиометрическом топливовоздушном соотношении (AFR), в град.

  • L - нагрузка двигателя при произвольных углах фазера кулачка, скорректированная на конечные установившиеся углы фазера кулачка, безразмерная.

  • N - частота вращения двигателя, в об/мин.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель крутящего момента (Torque model) выберите Torque Structure.

Внутренние точки останова нагрузки крутящего момента, безразмерные.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель крутящего момента (Torque model) выберите Torque Structure.

Внутренние точки останова крутящего момента, в об/мин.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель крутящего момента (Torque model) выберите Torque Structure.

Таблица искровой эффективности, fMsa, является функцией искрового замедления от оптимального

Msa = fMsa (ΔSA) ΔSA = SAopt − SA

где:

  • Msa - множитель эффективности замедления искры, безразмерный.

  • ΔSA- время задержки зажигания от оптимального опережения зажигания, в град.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель крутящего момента (Torque model) выберите Torque Structure.

Замедление искры от оптимальных точек останова внутренней синхронизации крутящего момента, в град.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель крутящего момента (Torque model) выберите Torque Structure.

Таблица поиска эффективности лямбды, fMλ, является функцией лямбды, = fMλ (λ), где:

  • - лямбда-умножитель на внутренний крутящий момент для учета безразмерного эффекта соотношения воздух-топливо (AFR).

  • λ - лямбда, AFR нормализовано к стехиометрическому топливу AFR, безразмерно.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель крутящего момента (Torque model) выберите Torque Structure.

Лямбда-эффект на точки останова внутреннего крутящего момента, безразмерный.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, для параметра Модель крутящего момента (Torque model) выберите Torque Structure.

Выхлоп

Справочная таблица температуры выхлопа, fTexh, является функцией нагрузки на двигатель и частоты вращения двигателя.

Texh = fTexh (L, N)

где:

  • Texh - температура выхлопа двигателя, в К.

  • L - нормированная масса воздуха цилиндра или нагрузка двигателя, безразмерная.

  • N - частота вращения двигателя, в об/мин.

Точки останова двигателя, используемые для таблицы определения температуры выхлопа, безразмерные.

Точки останова двигателя, используемые для таблицы определения температуры выхлопа, в об/мин.

Удельная теплота выхлопных газов, Cpexh, в Дж/( кг· К).

Справочная таблица части массы выбросов CO2 Двигателя Ядра СИ - функция крутящего момента двигателя и скорости вращения двигателя, Часть Массы CO2 = ƒ (Скорость, Крутящий момент), где:

  • CO2 Массовая доля - это CO2 массовая доля выбросов, безразмерная.

  • Частота вращения - частота вращения двигателя, в об/мин.

  • Крутящий момент - крутящий момент двигателя, в Н· м.

Зависимости

Для включения этого параметра на вкладке «Вытяжка» выберите «CO2».

Таблица определения массовой доли выбросов CO центрального двигателя SI является функцией крутящего момента и частоты вращения двигателя, массовой доли CO = (скорость, крутящий момент), где:

  • Массовая доля CO - массовая доля выбросов CO, безразмерная.

  • Частота вращения - частота вращения двигателя, в об/мин.

  • Крутящий момент - крутящий момент двигателя, в Н· м.

Зависимости

Для включения этого параметра на вкладке «Вытяжка» выберите CO.

Таблица определения массовой доли выбросов углеводородов в основном двигателе SI представляет собой функцию крутящего момента двигателя и частоты вращения двигателя, массовая доля углеводородов = (скорость, крутящий момент), где:

  • Массовая доля углеводородов - массовая доля выбросов углеводородов, безразмерная.

  • Частота вращения - частота вращения двигателя, в об/мин.

  • Крутящий момент - крутящий момент двигателя, в Н· м.

Зависимости

Для включения этого параметра на вкладке «Вытяжка» выберите HC.

Таблица поиска массовой доли выбросов NOx в основном двигателе SI является функцией крутящего момента и частоты вращения двигателя, массовой доли NOx = (скорость, крутящий момент), где:

  • Массовая доля NOx - массовая доля выбросов NOx, безразмерная.

  • Частота вращения - частота вращения двигателя, в об/мин.

  • Крутящий момент - крутящий момент двигателя, в Н· м.

Зависимости

Для включения этого параметра на вкладке «Выхлопные газы» выберите NOx.

Таблица определения массовой доли выбросов PM основного двигателя SI является функцией крутящего момента двигателя и частоты вращения двигателя, где:

  • ТЧ - это массовая доля выбросов ТЧ, безразмерная.

  • Частота вращения - частота вращения двигателя, в об/мин.

  • Крутящий момент - крутящий момент двигателя, в Н· м.

Зависимости

Для включения этого параметра на вкладке «Вытяжка» выберите PM.

Точки останова двигателя, используемые для таблиц поиска массовых долей выбросов, в об/мин.

Зависимости

Для включения этого параметра на вкладке «Выхлопные газы» выберите CO2, CO, NOx, HC или PM.

Точки останова двигателя, используемые для таблиц поиска массовых долей выбросов, в Н· м.

Зависимости

Для включения этого параметра на вкладке «Выхлопные газы» выберите CO2, CO, NOx, HC или PM.

Топливо

Наклон топливного инжектора, Синдж, мг/мс.

Соотношение воздух-топливо, AFR.

Более низкая теплотворная способность топлива, LHV, в Дж/кг.

Удельный вес топлива, Sgfuel, безразмерный.

Ссылки

[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.

Расширенные возможности

Создание кода C/C + +
Создайте код C и C++ с помощью Simulink ® Coder™

.
Представлен в R2017a