Двигатель с воспламенением от впуска до выхлопного порта
Силовой агрегат Blockset/Двигатель/Компоненты Двигателя Сгорания/Core Engine
Блок CI Core Engine реализует двигатель с воспламенением от сжатия (CI) от всасывания до выхлопного порта. Можно использовать блок для создания оборудования в цикл (HIL) управления двигателем или экономии топлива на уровне автомобиля и эффективности симуляций.
Блок CI Core Engine вычисляет:
Момент привода
Температура выхлопных газов
Состав топливно-воздушной смеси (AFR)
Давление топливного рельса
Выбросы выхлопных газов из двигателя (ЭО):
Углеводород (HC)
Монооксид углерода (СО)
Оксид азота и диоксид азота (NOx)
Диоксид углерода (CO2)
Твердые частицы (ТЧ)
Чтобы вычислить массовый расход воздуха, двигатель с воспламенением от сжатия (CI) использует модель массового потока воздуха со скоростью-плотностью двигателя CI. Модель плотность-скорость использует уравнение скорость-плотность, чтобы вычислить массовый расход воздуха в двигателе, связывая массовый расход порта всасывания двигателя с давлением впускного коллектора, температурой впускного коллектора и скоростью вращения двигателя.
Чтобы вычислить крутящий момент двигателя, можно сконфигурировать блок, чтобы использовать любую из этих моделей крутящего момента.
Момент привода модель | Описание |
---|---|
Модель структуры крутящего момента Engine CI |
Модель структуры крутящего момента CI основного двигателя определяет крутящий момент двигателя путем уменьшения максимального потенциала крутящего момента двигателя, поскольку эти условия двигателя варьируются от номинальных:
Чтобы учесть эффект последующего впрыска топлива на крутящий момент, модель использует калиброванную таблицу смещения крутящего момента. |
Простая модель крутящего момента Engine CI | Для вычисления простого крутящего момента двигателя двигатель CI использует карту интерполяционной таблицы крутящего момента, которая является функцией скорости вращения двигателя и впрыскиваемой массы топлива. |
В блоках CI Core Engine и CI Controller можно представлять несколько впрысков с началом впрыска (SOI) и входами массы топлива в модель. Чтобы задать тип инъекции, используйте параметр Fuel mass injection type identifier.
Тип закачки | Значение параметров |
---|---|
Пилот |
|
Главный |
|
Почта |
|
Переданный |
|
Модель рассматривает Passed
впрыски топлива и впрыски топлива позднее порога, чтобы быть несгоревшим топливом. Используйте параметр Maximum start of injection angle for burned fuel, f_tqs_f_burned_soi_limit, чтобы задать порог.
Чтобы вычислить массовый расход топлива в двигателе, блок CI Core Engine использует массовый расход топлива, подаваемый форсунками и воздушным потоком двигателя.
Чтобы вычислить расход топлива для высокоточных моделей, блок использует объемный расход топлива.
В уравнении используются эти переменные.
Массовый расход топлива, г/с | |
mfuel,inj | Масса топлива на впрыск |
Обороты коленчатого вала на штрих степени, об/ход | |
Количество цилиндров двигателя | |
N | Скорость вращения двигателя, об/мин |
Qfuel | Объемный расход топлива |
Sgfuel | Удельный вес топлива |
Блок использует внутренний сигнал FlwDir
отслеживать направление потока.
Чтобы вычислить соотношение воздух-топливо (AFR), блоки CI Core Engine и SI Core Engine реализуют это уравнение.
CI Core Engine использует это уравнение, чтобы вычислить относительный AFR.
Чтобы вычислить рециркуляцию отработавших газов (EGR), блоки реализуют это уравнение. Расчет выражает EGR как процент от общего потока порта всасывания.
В уравнениях используются эти переменные.
Состав топливно-воздушной смеси | |
AFRs | Стехиометрический состав топливно-воздушной смеси |
Массовый расход воздуха в Engine | |
Массовый расход топлива | |
λ | Относительный AFR |
yintk,b | Массовая доля сожженного всасывания |
EGRpct | Процент EGR |
Рециркулируемый сжигаемый газ массового расхода жидкости |
Расчет температуры выхлопных газов зависит от модели крутящего момента. Для обеих моделей крутящего момента блок реализует интерполяционные таблицы.
Модель крутящего момента | Описание | Уравнения |
---|---|---|
| Интерполяционная таблица температуры выхлопных газов является функцией от массы впрыскиваемого топлива и скорости вращения двигателя. |
|
Torque Structure |
Номинальная температура выхлопных газов, Texhnom, является продуктом этих эффективностей температуры выхлопных газов:
Температура выхлопных газов, Texhnom, компенсируется эффектом после температуры, ΔTpost, который учитывает постинъекции и поздние впрыски во время штрихов расширения и выхлопных газов. |
|
В уравнениях используются эти переменные.
F | Масса топлива, впрыскиваемого штрихом сжатия |
N | Скорость вращения двигателя |
Texh | Температура газа вытяжного коллектора |
Texhopt | Оптимальная температура газа выхлопного коллектора |
ΔTpost | Эффект после инъекции температуры |
Texhnom | Номинальная температура выхлопных газов |
SOIexhteff | Основная температура выхлопа SOI эффективности множитель |
ΔSOI | Основная синхронизация SOI относительно оптимальной синхронизации |
MAPexheff | Множитель эффективности газового давления впускного коллектора |
MAPratio | Отношение давления газа во входном коллекторе к оптимальному отношению давления |
λ | Лямбда газа впускного манифольда |
MATexheff | Множитель эффективности температуры газа впускного коллектора |
ΔMAT | Температура газа впускного коллектора относительно оптимальной температуры |
O2Pexheff | Множитель эффективности газообразного кислорода впускного коллектора |
ΔO2P | Процент кислорода всасывания газа относительно оптимального |
FUELPexheff | Топливный рельс давления температура выхлопных газов эффективности множитель |
ΔFUELP | Давление топливного рельса относительно оптимального |
Блок вычисляет эти выбросы из двигателя (EO):
Углеводород (HC)
Монооксид углерода (СО)
Оксид азота и диоксид азота (NOx)
Диоксид углерода (CO2)
Твердые частицы (ТЧ)
Температура выхлопных газов определяет специфическую энтальпию.
Вытяжной массовый расход жидкости является суммой массового расхода воздуха порта всасывания и массового расхода топлива.
Чтобы вычислить выбросы выхлопных газов, блок умножает массовую долю выбросов на массовый расход жидкости выхлопных газов. Чтобы определить массовые доли выбросов, блок использует интерполяционные таблицы, которые являются функциями крутящего момента и скорости двигателя.
Доля воздуха и топлива, поступающих в порт всасывания, впрыскиваемого топлива и стехиометрического AFR, определяет массовую долю воздуха, выходящую из выхлопа.
Если двигатель работает на стехиометрическом или богатом топливом AFR, то ни один воздух не выходит из выхлопа. Несгоревшие углеводороды и сжигаемый газ составляют оставшуюся часть выхлопных газов. Это уравнение определяет массовую долю выхлопного сжигаемого газа.
В уравнениях используются эти переменные.
Температура выхлопных газов Engine | |
Специфическая для входного отверстия выпускного коллектора энтальпия | |
Удельное тепло выхлопных газов | |
Воздушный массовый расход жидкости порта всасывания | |
Топливные массовые расходы жидкости | |
Вытяжные массовые расходы жидкости | |
Массовая доля всасываемого топлива | |
yexh,i | Массовая доля отработавших газов для i = CO2, CO, HC, NOx, воздуха, сжигаемого газа и ТЧ |
Вытяжные массовые расходы жидкости для i = CO2, CO, HC, NOx, воздуха, сжигаемого газа и ТЧ | |
Tbrake | Engine момента привода |
N | Скорость вращения двигателя |
yexh,air | Массовая доля вытяжного воздуха |
yexh,b | Массовая доля сжигаемого вытяжного воздуха |
Для учета степени блок реализует уравнения, которые зависят от Torque model.
Когда вы задаете Torque model Simple Torque Lookup
блок реализует эти уравнения.
Сигнал шины | Описание | Уравнения | ||
---|---|---|---|---|
|
|
| Тепловой поток всасывания | |
PwrExhHeatFlw | Тепловой поток выхлопных газов | |||
PwrCrkshft | Степень коленчатого вала | |||
| PwrFuel | Степень топлива | ||
PwrLoss | Все потери | |||
| Не используется |
Когда вы задаете Torque model Torque Structure
блок реализует эти уравнения.
Сигнал шины | Описание | Уравнения | ||
---|---|---|---|---|
|
|
| Тепловой поток всасывания | |
PwrExhHeatFlw | Тепловой поток выхлопных газов | |||
PwrCrkshft | Степень коленчатого вала | |||
| PwrFuel | Степень топлива | ||
PwrFricLoss | Потери на трение | |||
PwrPumpLoss | Потери при перекачке | |||
PwrHeatTrnsfrLoss | Потери теплопередачи | |||
| Не используется |
hexh | Специфическая для входного отверстия выпускного коллектора энтальпия |
hintk | Специфическая энтальпия порта всасывания |
Воздушный массовый расход жидкости порта всасывания | |
Топливные массовые расходы жидкости | |
Вытяжные массовые расходы жидкости | |
ω | Скорость вращения двигателя |
Tbrake | Момент привода |
Tpump | Смещение работы насоса Engine к внутреннему крутящему моменту |
Tfric | Крутящий момент трения Engine |
LHV | Более низкое значение нагрева топлива |
[1] Хейвуд, Джон Б. Основные принципы Engine внутреннего сгорания. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 1988.