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:

Время начала впрыска (SOI)
Противодавление отработавших газов
Масса сгоревшего топлива
Давление газа во впускном коллекторе, температура и процент кислорода
Давление в топливном рельсе

Для учета влияния топлива после впрыска на крутящий момент в модели используется калиброванная таблица смещения крутящего момента.

Для определения крутящего момента двигателя в модели структуры крутящего момента двигателя сердечника CI реализованы уравнения, указанные в этих шагах.

Шаг	Описание
Шаг 1: Определение номинальных входов и состояний двигателя	Модель использует таблицы поиска для определения этих номинальных входов и состояний двигателя в зависимости от массы впрыскиваемого топлива, F, и частоты вращения двигателя, N: Основное начало времени впрыска, SOI = _{α SOIc} (F, N) Температура газа во впускном коллекторе, MAT = _{α MAT} (F, N) Давление газа во впускном коллекторе, MAP = _{α MAP} (F, N) Кислородный процент впускного коллектора, O2PCT = _ƒO2 (F, N) Давление в топливном рельсе, FUELP = _fuelp (F, N)
Шаг 2: Расчет относительных состояний двигателя	Для определения этих относительных состояний двигателя модель вычисляет отклонения от их номинальных значений. Основной старт времени впрыска дельта, _ΔSOIc = _{α SOI} (F, N) - SOI Температура газа во впускном коллекторе дельта, ΔMAT = _{α MAT} (F, N) - MAT Кислородная дельта процента впускного коллектора, ΔO2PCT = _ƒO2 (F, N) - O2PCT Давление в топливном рельсе дельта, ΔFUELP = _fuelp (F, N) - FUELP Для давления газа во впускном коллекторе блок использует отношение давления для определения относительного состояния. Отношение давления - давление газа во впускном коллекторе к установившемуся давлению газа в рабочей точке. $_{MAPratio} \frac{=}{_{} MAPfMAP (F}$ , N)
Шаг 3: Определение множителей эффективности	Для снижения максимального среднего потенциала давления при сгорании в модели используются валовые указываемые коэффициенты эффективного давления (^{IMEPG) [1}]. Множители эффективности представляют собой таблицы поиска, которые являются функциями относительных состояний механизма. Основной старт коэффициента эффективности времени впрыска, _SOIeff = _{α SOIeff} (ΔSOI, N) Умножитель температуры газа во впускном коллекторе, _MATeff = _{α MATeff} (ΔMAT, N) Множитель эффективности давления газа во впускном коллекторе, _MAPeff = _{α MAPeff} (_MAPratio, λ) Кислородный множитель эффективности процента впускного коллектора, _О2пев = _ƒO2Peff (ΔO2P, N) Мультипликатор КПД топливной магистрали, _FUELPeff = _fUELPeff (ΔFUELP, N)
Шаг 4: Определение указанного среднего эффективного давления в цилиндре (IMEP), доступного для производства крутящего момента	Для определения IMEP, доступного для производства крутящего момента, модель реализует эти уравнения. $\begin{array}{l} IMEP =_{}_{}_{}_{}_{} \\ {SOIeffMAPeffMATeffO2pefffFUELPeffIMEPGIMEPG}_{=_{}} fIMEPg \end{array}$ (F, N) Модель умножает множители эффективности с шага 3 на IMEPG. Модель реализует IMEPG как таблицу поиска, которая является функцией расхода сжатия впрыскиваемого топлива, F, и частоты вращения двигателя, N.
Шаг 5: Учет потерь из-за трения	Для учета эффектов трения модель использует номинальное среднее эффективное давление трения (FMEP) ^[1] для реализации этого уравнения. $FMEP =_{} fFMEP (F,_{N)}_{ffmod} ($ Тм, N) Модель реализует FMEP в качестве справочной таблицы, которая является функцией от массы впрыскиваемого топлива, F, и частоты вращения двигателя, N. Чтобы учесть влияние температуры на трение, модель использует справочную таблицу, которая является функцией температуры масла, _Toil и N.
Шаг 6: Учет потери давления из-за перекачки	Для учета потерь давления в результате перекачки модель использует номинальное среднее эффективное давление перекачки (^{PMEP) [1}] для реализации этих уравнений. $\begin{array}{l} ΔMAP =_{} fMAP (F, N) \\ -_{MAPΔEMAP} = fEMAP ( \\ F, N)_{-} EMAPPMEP = fPMEP ( \end{array}$ F, N) − ΔMAP + ΔEMAP Модель реализует MAP и EMAP в качестве поисковых таблиц, которые являются функциями расхода сжатия впрыскиваемого топлива, F и частоты вращения двигателя, N. При нормальных рабочих условиях PMEP отрицательна, что указывает на потерю давления в цилиндре.
Шаг 7: Учет тайминга SOI позднего впрыска топлива в IMEP	Для учета позднего времени SOI впрыска топлива на IMEP, _ΔIMEPpost, модель использует таблицу поиска, которая является функцией эффективного времени SOI впрыска SOI центроида, _SOIpost и суммы массы после впрыска, _Fpost. $_{ΔIMEPpost} =_{_{}} fΔIMEPpost (_{}_{SOIpost,}$ Fpost)
Шаг 8: Расчет тормозного момента двигателя	Для расчета тормозного момента двигателя _Tbrake модель преобразует среднее эффективное давление (BMEP) ^[1] в тормозной момент двигателя с использованием этих уравнений. Расчет BMEP учитывает все средние валовые фактические потери давления. _Vd - смещенный объем цилиндра. Cps - количество ударов мощности за оборот. $\begin{array}{l} BMEP = IMEPG +_{} ΔIMEPpost - \\ {FMEP}_{+} \frac{_{}}{PMEPTbrake} = \end{array}$ Vd2āCPSBMEP

Впрыск 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	`0`
Главный	`1`
Почта	`2`
Переданный	`3`

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.

Процент кислорода

Модель использует это уравнение для вычисления процента кислорода, O2p. _{инь, воздух} - массовая доля несгоревшего воздуха.

$_{O2p=23.13yin, воздух}$

Температура отработавших газов

Расчет температуры выхлопа зависит от модели крутящего момента. Для обеих моделей крутящего момента блок реализует таблицы поиска.

Модель крутящего момента	Описание	Уравнения
`Simple Torque Lookup`	Таблица определения температуры отработавших газов является функцией массы впрыскиваемого топлива и частоты вращения двигателя.	$_{Texh} =_{} fTexh (F$ , N)
`Torque Structure`	Номинальная температура отработавших газов, _Texhnom, является результатом следующих показателей эффективности температуры отработавших газов: Синхронизация SOI Давление газа во впускном коллекторе Температура газа во впускном коллекторе Процент кислорода во впускном коллекторе Давление в топливном рельсе Оптимальная температура Температура выхлопа, _Texhnom, компенсируется эффектом посттемпературы _ΔTpost, который учитывает пост- и поздние инъекции во время тактов расширения и выхлопа.	$\begin{array}{l} _{}_{}_{}_{}_{}_{}_{} \\ _{}_{}_{} \\ _{}_{_{Texhnom=SOIexhteffMAPexhteffMATexhteffO2pexhteffFUELPexhteffTexhoptTexh=Texhnom +ΔTpostSOIexhteff=fSOIexhteff}} (ΔSOI, N \\ )_{}_{_{}} МАПЕКСХТЕФФ=ФМАПЕКСХТЕВ (_{} MAPratio \\ , λ)_{}_{_{}} МАТЕКСХТЕФФ=ФМАТЕКСХТЕВ ( \\ ΔMAT,_{N)}_{_{}} О2пексхтефф=фо2пексхтев ( \\ {ΔO2p}_{, N)}_{} \end{array}$ Texhopt=fTexh (F, N)

Модель крутящего момента

Описание

Уравнения

Simple Torque Lookup

Таблица определения температуры отработавших газов является функцией массы впрыскиваемого топлива и частоты вращения двигателя.

$_{Texh} =_{} fTexh (F$ , N)

Torque Structure

Номинальная температура отработавших газов, _Texhnom, является результатом следующих показателей эффективности температуры отработавших газов:

Синхронизация SOI
Давление газа во впускном коллекторе
Температура газа во впускном коллекторе
Процент кислорода во впускном коллекторе
Давление в топливном рельсе
Оптимальная температура

Температура выхлопа, _Texhnom, компенсируется эффектом посттемпературы _ΔTpost, который учитывает пост- и поздние инъекции во время тактов расширения и выхлопа.

$\begin{array}{l} _{}_{}_{}_{}_{}_{}_{} \\ _{}_{}_{} \\ _{}_{_{Texhnom=SOIexhteffMAPexhteffMATexhteffO2pexhteffFUELPexhteffTexhoptTexh=Texhnom +ΔTpostSOIexhteff=fSOIexhteff}} (ΔSOI, N \\ )_{}_{_{}} МАПЕКСХТЕФФ=ФМАПЕКСХТЕВ (_{} MAPratio \\ , λ)_{}_{_{}} МАТЕКСХТЕФФ=ФМАТЕКСХТЕВ ( \\ ΔMAT,_{N)}_{_{}} О2пексхтефф=фо2пексхтев ( \\ {ΔO2p}_{, N)}_{} \end{array}$ 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

Ссылки

[1] Хейвуд, Джон Б. Основы внутреннего сгорания двигателя. Нью-Йорк: Макгроу-Хилл, 1988.

Документация