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:

Начало времени впрыска (SOI)
Противодавление выхлопа
Масса сгоревшего топлива
Давление, температура и процент кислорода входного коллектора
Давление топливного рельса

Чтобы учесть эффект последующего впрыска топлива на крутящий момент, модель использует калиброванную таблицу смещения крутящего момента.

Чтобы определить крутящий момент двигателя, модель структуры крутящего момента основного двигателя CI реализует уравнения, указанные в этих шагах.

Шаг	Описание
Шаг 1: Определите номинальные входы и состояния двигателя	Модель использует интерполяционные таблицы, чтобы определить эти номинальные входы и состояния двигателя как функцию инжектируемой массы топлива при штрихе сжатия, F и скорости вращения двигателя, N: Основной запуск закачки, _{SOI = ƒSOIc(F,N)} Температура газа впускного коллектора, _{MAT = ƒMAT(F,N)} Давление газа впускного коллектора, _{MAP = ƒMAP(F,N)} Процент кислорода впускного коллектора, _{O2PCT = ƒO2(F,N)} Давление топливного рельса, _{FUELP = ƒfuelp(F,N)}
Шаг 2: Вычислите относительные состояния двигателя	Чтобы определить эти относительные состояния двигателя, модель вычисляет отклонения от их номинальных значений. Основной запуск дельты времени закачки, _{ΔSOIc= ƒSOI(F,N)- SOI} Дельта температуры газа впускного манифольда, _{ΔMAT = ƒMAT(F,N) - MAT} Дельта кислорода впускного манифольда, _{ΔO2PCT = ƒO2(F,N) - O2PCT} Дельта давления топливного рельса, _{ΔFUELP = ƒfuelp(F,N) - FUELP} Для давления газа впускного коллектора, блок использует отношение давления, чтобы определить относительное состояние. Отношение давления является давлением газа входного коллектора к давлению газа в установившейся рабочей точке. $M A P_{r a t i o} = \frac{M A P}{f_{M A P} (F, N)}$
Шаг 3: Определите умножители эффективность	Модель использует валовое среднее эффективное давление (IMEPG)^[1] умножители эффективность для уменьшения максимального среднего потенциала давления горения. Множители эффективности являются интерполяционными таблицами, которые являются функциями относительных состояний двигателя. Основной запуск умножения эффективности времени впрыска, _{SOIeff = ƒSOIeff(ΔSOI,N)} Коэффициент эффективности входного коллектора газа, _{MATeff = ƒMATeff(ΔMAT,N)} Коэффициент давления газа впускного коллектора эффективности, _{MAPeff = ƒMAPeff(MAPratio,λ)} Эффективность входного коллектора кислорода, _{O2Peff = ƒO2Peff(ΔO2P,N)} Топливный рельс давления эффективности множитель, _{FUELPeff = ƒFUELPeff(ΔFUELP,N)}
Шаг 4: Определить среднее эффективное давление цилиндра (IMEP) доступное для производства крутящего момента	Чтобы определить IMEP, доступный для производства крутящего момента, модель реализует эти уравнения. $\begin{array}{l} I M E P = S O I_{e f f} M A P_{e f f} M A T_{e f f} O 2 p_{e f f} F U E L P_{e f f} I M E P G \\ I M E P G = f_{I M E P_{g}} (F, N) \end{array}$ Модель умножает умножители эффективность с шага 3 на IMEPG. Модель реализует IMEPG как интерполяционную таблицу, которая является функцией инжектируемой массы топлива при штрихе, F и скорости вращения двигателя, N.
Шаг 5: Счет потерь из-за трения	Для расчета эффектов трения в модели используется номинальное среднее трение эффективного давления (FMEP)^[1] для реализации этого уравнения. $F M E P = f_{F M E P} (F, N) f_{f m o d} (T_{o i l}, N)$ Модель реализует FMEP как интерполяционную таблицу, которая является функцией инжектируемой массы топлива при штрихе, F и скорости вращения двигателя, N. Для расчета эффекта температуры на трение в модели используется интерполяционная таблица, которая является функцией температуры, _Toil и N масла.
Шаг 6: Счет падения давления из-за накачки	Для расчета падения давления из-за накачки в модели используется номинальное среднее эффективное давление перекачки (PMEP)^[1] для реализации этих уравнений. $\begin{array}{l} Δ M A P = f_{M A P} (F, N) - M A P \\ Δ E M A P = f_{E M A P} (F, N) - E M A P \\ P M E P = f_{P M E P} (F, N) - Δ M A P + Δ E M A P \end{array}$ Модель реализует MAP и EMAP как интерполяционные таблицы, которые являются функциями инжектируемой массы топлива при штрихе, F и скорости вращения двигателя, N. При нормальных условиях работы PMEP отрицательный, что указывает на потерю давления в гидроцилиндре.
Шаг 7: Счет позднего впрыска топлива SOI тайминг на IMEP	Для расчета позднего впрыска топлива во времени SOI на IMEP, _ΔIMEPpost, модель использует интерполяционную таблицу, которая является функцией эффективного давления после впрыска SOI во время центроида, _SOIpost, и суммы массы после впрыска, _Fpost. $Δ I M E P_{p o s t} = f_{Δ I M E P_{p o s t}} (S O I_{p o s t}, F_{p o s t})$
Шаг 8: Вычислите момент привода	Чтобы вычислить момент привода двигателя, _Tbrake, модель преобразует среднее эффективное давление тормоза (BMEP)^[1] к моменту привода, используя эти уравнения. Расчет BMEP учитывает все средние валовые эффективные падения давления. _Vd перемещаемый объем цилиндра. Cps - количество степени штрихов на оборот. $\begin{array}{l} B M E P = I M E P G + Δ I M E P_{p o s t} - F M E P + P M E P \\ T_{b r a k e} = \frac{V_{d}}{2 π C p s} B M E P \end{array}$

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

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.

Процент кислорода

Модель использует это уравнение, чтобы вычислить процент кислорода, O2p. _yin,air - массовая доля несгоревшего воздуха.

$O 2 p = 23.13 y_{i n, a i r}$

Температура выхлопных газов

Расчет температуры выхлопных газов зависит от модели крутящего момента. Для обеих моделей крутящего момента блок реализует интерполяционные таблицы.

Модель крутящего момента	Описание	Уравнения
`Simple Torque Lookup`	Интерполяционная таблица температуры выхлопных газов является функцией от массы впрыскиваемого топлива и скорости вращения двигателя.	$T_{e x h} = f_{T e x h} (F, N)$
`Torque Structure`	Номинальная температура выхлопных газов, _Texhnom, является продуктом этих эффективностей температуры выхлопных газов: Тайминг SOI Давление газа впускного манифольда Температура газа впускного коллектора Процент кислорода входного коллектора Давление топливного рельса Оптимальная температура Температура выхлопных газов, _Texhnom, компенсируется эффектом после температуры, _ΔTpost, который учитывает постинъекции и поздние впрыски во время штрихов расширения и выхлопных газов.	$\begin{array}{l} T_{e x h n o m} = S O I_{e x h t e f f} M A P_{e x h t e f f} M A T_{e x h t e f f} O 2 p_{e x h t e f f} F U E L P_{e x h t e f f} T e x h_{o p t} \\ T_{e x h} = T_{e x h n o m} + Δ T_{p o s t} \\ S O I_{e x h t e f f} = f_{S O I_{e x h t e f f}} (Δ S O I, N) \\ M A P_{e x h t e f f} = f_{M A P_{e x h t e f f}} (M A P_{r a t i o}, λ) \\ M A T_{e x h t e f f} = f_{M A T_{e x h t e f f}} (Δ M A T, N) \\ O 2 p_{e x h t e f f} = f_{O 2 p_{e x h t e f f}} (Δ O 2 p, N) \\ T e x h_{o p t} = f_{T e x h} (F, N) \end{array}$

Модель крутящего момента

Описание

Уравнения

Simple Torque Lookup

Интерполяционная таблица температуры выхлопных газов является функцией от массы впрыскиваемого топлива и скорости вращения двигателя.

$T_{e x h} = f_{T e x h} (F, N)$

Torque Structure

Номинальная температура выхлопных газов, _Texhnom, является продуктом этих эффективностей температуры выхлопных газов:

Тайминг SOI
Давление газа впускного манифольда
Температура газа впускного коллектора
Процент кислорода входного коллектора
Давление топливного рельса
Оптимальная температура

Температура выхлопных газов, _Texhnom, компенсируется эффектом после температуры, _ΔTpost, который учитывает постинъекции и поздние впрыски во время штрихов расширения и выхлопных газов.

$\begin{array}{l} T_{e x h n o m} = S O I_{e x h t e f f} M A P_{e x h t e f f} M A T_{e x h t e f f} O 2 p_{e x h t e f f} F U E L P_{e x h t e f f} T e x h_{o p t} \\ T_{e x h} = T_{e x h n o m} + Δ T_{p o s t} \\ S O I_{e x h t e f f} = f_{S O I_{e x h t e f f}} (Δ S O I, N) \\ M A P_{e x h t e f f} = f_{M A P_{e x h t e f f}} (M A P_{r a t i o}, λ) \\ M A T_{e x h t e f f} = f_{M A T_{e x h t e f f}} (Δ M A T, N) \\ O 2 p_{e x h t e f f} = f_{O 2 p_{e x h t e f f}} (Δ O 2 p, N) \\ T e x h_{o p t} = f_{T e x h} (F, N) \end{array}$

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

Ссылки

[1] Хейвуд, Джон Б. Основные принципы внутреннего сгорания Engine. Нью-Йорк: McGraw-Hill, 1988.

См. также

CI Controller | CI Core Engine

Документация