Piston

Поршневой механизм возвратно-поступательного двигателя сгорания

  • Библиотека:
  • Simscape/Driveline/Двигатели и двигатели

  • Piston block

Описание

Блок Piston представляет собой поршневой механизм возвратно-поступательного двигателя сгорания. Блок Piston учитывает мгновенный крутящий момент, передаваемый на коленчатый вал двигателя, который позволяет моделировать вибрации в ходовую часть от вращения поршня. Чтобы смоделировать мультипоршневой двигатель, используйте блок Piston Engine.

Порт B представляет перемещающий поршень, а порт F представляет вращающийся коленчатый вал. Сила поршня вытекает из давления и площади поперечного сечения цилиндра. Блок получает давление сгорания из интерполяционной таблицы, параметризованной с точки зрения угла кривошипа и, опционально, скорости вращения кривошипа и уровня дросселя двигателя.

Крутящий момент кривошипа вытекает из силы поршня и угла кривошипа, длины кривошипа и шатуна. С точки зрения этих входов, отношение силы поршня и крутящего момента кривошипа является

TFFB=c(sin(θ)+sin(2θ)2(rc)2sin2(θ)),

где:

  • FB - сила мгновенного поршня, связанная с портом основания.

  • TF - мгновенный крутящий момент кривошипа, сопоставленный с последующим портом.

  • c - длина кривошипа.

  • θ - мгновенный угол кривошипа.

  • r - длина шатуна.

Размерности поршня

Порт T позволяет вам задать уровень дросселя двигателя как дробь между 0 и 1. Эта доля соответствует проценту полной произведенной степени. Блок использует данные в точке T всякий раз, когда интерполяционная таблица давления в диалоговом окне блока параметризована только с точки зрения угла кривошипа.

Порты

Вход

расширить все

Входной порт физического сигнала, который определяет настройку дросселя двигателя.

Выход

расширить все

Выходной порт физического сигнала, который возвращает расход топлива.

Зависимости

Чтобы включить этот порт, установите Fuel consumption model на одно из следующих значений.

  • Constant per revolution

  • Fuel consumption by speed and torque

  • Brake specific fuel consumption by speed and torque

  • Brake specific fuel consumption by speed and brake mean effective pressure

Сохранение

расширить все

Поступательный механический порт, который соединяется с блоком двигателя.

Вращательный механический порт, который соединяется с коленчатым валом двигателя.

Параметры

расширить все

Главный

Внутренний диаметр стенки поршневого цилиндра. Блок Piston использует это измерение для вычисления таблицы крутящих моментов. Необходимо задать значение, больше нуля.

Расстояние от полностью убранного положения до полностью выпущенного положения поршня. Блок Piston использует это измерение, чтобы преобразовать давление на поршень в значения крутящего момента. Необходимо задать значение, больше нуля.

Расстояние от центра отверстия поршневого контакта до центра отверстия коленчатого вала в штоке поршня. Блок использует это измерение, чтобы преобразовать давление на поршне в крутящий момент. Необходимо задать значение, больше нуля.

Количество поршневых фаз, необходимых для всасывания, сжатия, сжигания и выпуска газов сгорания. Обычно двигатели являются двухтактными или четырехтактными. Вы должны использовать несколько двух.

Группа параметров, которую необходимо использовать блок для параметризации данных о давлении.

Угол кривошипа поршня, начинающийся на или выше минимального угла и заканчивающийся на или ниже максимального угла. Можно вычислить минимальный или максимальный угол путем умножения количества штрихов на -90 степени или 90 степени соответственно. Необходимо задать как минимум два значения.

Каждый элемент в Crank angle vector соответствует элементу в Pressure vector (gauge) или M -строке Pressure matrix (gauge) или каждой Pressure 3D matrix (gauge) матрицы.

Различные положения дросселя, которые соответствуют давлениям в Pressure matrix (gauge) или Pressure 3D matrix (gauge) параметрах. Положение дросселя должно оставаться в области значений [0,1] с 0, представляющим отсутствие дросселя и 1, представляющим полный дроссель.

Каждый элемент в Throttle vector соответствует N -column Pressure matrix (gauge) или каждой Pressure 3D matrix (gauge) матрицы.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pressure parameterization равным By crank angle and throttle или By crank angle, throttle, and crank velocity.

Различные скорости кривошипа, которые соответствуют давлениям в Pressure 3D matrix (gauge).

Каждый элемент в Crank velocity vector соответствует одному из O -матриц Pressure 3D matrix (gauge).

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pressure parameterization равным By crank angle, throttle, and crank velocity.

Вектор значений давления, соответствующих различным положениям угла кривошипа.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pressure parameterization равным By crank angle.

Матрица значений давления, соответствующих различным углу кривошипа и комбинаций дросселя. Значение по умолчанию [0, 0, 0, 0; 0, .9, 2.4, 3; 0, 6, 16, 20; 0, 15, 40, 50; 0, 6, 16, 20; 0, 3, 8, 10; 0, 2.4, 6.4, 8; 0, 0, 0, 0] bar.

Элементы Crank angle vector соответствуют M -строки в Pressure matrix (gauge). Элементы Throttle vector соответствуют N -столбцам в Pressure matrix (gauge).

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pressure parameterization равным By crank angle and throttle.

Конкатенированная матрица значений давления, соответствующих различным комбинациям углов кривошипа, дросселя и скоростей. Значение по умолчанию cat(3, [0, 0, 0, 0; 0, .9, 2.4, 3; 0, 6, 16, 20; 0, 15, 40, 50; 0, 6, 16, 20; 0, 3, 8, 10; 0, 2.4, 6.4, 8; 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0; 0, .9, 2.4, 3; 0, 6, 16, 20; 0, 15, 40, 50; 0, 6, 16, 20; 0, 3, 8, 10; 0, 2.4, 6.4, 8; 0, 0, 0, 0], [0, 0, 0, 0; 0, .9, 2.4, 3; 0, 6, 16, 20; 0, 15, 40, 50; 0, 6, 16, 20; 0, 3, 8, 10; 0, 2.4, 6.4, 8; 0, 0, 0, 0]) bar.

Элементы Crank angle vector соответствуют M -строки. Элементы Throttle vector соответствуют N -столбцы. Элементы Crank velocity vector соответствуют матрицам, которые вы конкатенируете размерность O.

По умолчанию M = 8, N = 4 и O = 3.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Pressure parameterization равным By crank angle, throttle, and crank velocity.

Совокупный коэффициент вязкого трения основного и штокового подшипников. Блок использует этот параметр, чтобы вычислить вязкие потери степени между базовым и последующим валами.

Точка в цикле двигателя, когда поршень достигает верхней мертвой точки. Цикл двигателя охватывает угол от - S * 180 до + S * 180 градусов, где S - значение параметра Number of strokes per cycle.

Угол кривошипа в начальном моменте времени относительно положения верхней мертвой точки.

Расход топлива

Модель для вычисления расхода топлива. Параметризации модели совместимы со стандартными промышленными данными.

Выбор любой опции кроме No fuel consumption включает порт FC и связанные параметры. Когда вы задаете Fuel consumption model No fuel consumptionблок не вычисляет расход топлива. Выбор этой опции увеличивает скорость симуляции.

Объем топлива, потребляемого за один оборот коленчатого вала.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fuel consumption model равным Constant per revolution.

Вектор скоростей вращения двигателя, используемый в параметризациях интерполяционной таблицы. Длина вектора должна совпадать с Torque vector.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fuel consumption model одну из следующих настроек:

  • Fuel consumption by speed and torque

  • Brake specific fuel consumption by speed and torque

  • Brake specific fuel consumption by speed and brake mean effective pressure

Вектор крутящих моментов двигателя, используемых в параметризациях интерполяционной таблицы. Длина вектора должна совпадать с параметром Speed vector.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fuel consumption model равным Fuel consumption by speed and torque или Brake specific fuel consumption by speed and torque.

Матрица показателей расхода топлива, соответствующих скоростей вращения двигателя и векторам крутящего момента. Количество строк, P, должно равняться количеству элементов в параметре Speed vector. Количество столбцов, Q, должно равняться количеству элементов в параметре Torque vector. Значение по умолчанию [.5, .9, 1.4, 1.6, 1.9, 2.7, 3.4, 4.4; 1, 1.7, 2.7, 3.1, 3.6, 5, 6, 7.4; 1.4, 2.7, 4, 4.8, 5.6, 7.5, 8.5, 10.5; 2, 3.6, 5.8, 6.7, 8, 10.4, 11.7, 13.3; 2.5, 4.8, 7.9, 9.4, 10.8, 14, 16.2, 18.6; 3.1, 6, 10.3, 11.9, 13.8, 18.4, 22, 26.5] g/s.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fuel consumption model равным Fuel consumption by speed and torque или Brake specific fuel consumption by speed and torque.

Вектор значений эффективного давления тормоза (BMEP). BMEP удовлетворяет выражению:

BMEP=T(2πncVd),

где:

  • T - выход крутящий момент.

  • nc - количество циклов на оборот.

  • Vd - объем цилиндра.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fuel consumption model равным Fuel consumption by speed and torque или Brake specific fuel consumption by speed and brake mean effective pressure.

Матрица коэффициентов удельного расхода топлива на тормоз (BSFC). BSFC - отношение расхода топлива к выходу степени. Количество строк, P, должно равняться количеству элементов в параметре Speed vector. Количество столбцов, Q, должно равняться количеству элементов в параметре Torque vector. Значение по умолчанию [410, 380, 300, 280, 270, 290, 320, 380; 410, 370, 290, 270, 260, 270, 285, 320; 415, 380, 290, 275, 265, 270, 270, 300; 420, 390, 310, 290, 285, 280, 280, 285; 430, 410, 340, 320, 310, 300, 310, 320; 450, 430, 370, 340, 330, 330, 350, 380] g/hr/kW.

Когда вы задаете Fuel consumption model Brake specific fuel consumption by speed and torque, введите матрицу со скоростями BSFC, соответствующими скоростями вращения двигателя и векторам крутящего момента.

Когда вы задаете Fuel consumption model Brake specific fuel consumption by speed and brake mean effective pressureвведите матрицу со скоростями BSFC, соответствующими скорости вращения двигателя и среднему тормозу векторов эффективного давления (BMEP). Количество строк должно равняться количеству элементов в параметре Speed vector. Количество столбцов должно равняться количеству элементов в параметре Brake mean effective pressure vector.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fuel consumption model равным Brake specific fuel consumption by speed and torque или Brake specific fuel consumption by speed and brake mean effective pressure.

Метод интерполяции для вычисления расхода топлива при промежуточных значениях скорости и крутящего момента. Вне области значений данных расход топлива остается постоянным при последнем значении, приведенном в интерполяционной таблице для обоих методов.

Зависимости

Чтобы включить этот параметр, установите Fuel consumption model одну из следующих настроек:

  • Fuel consumption by speed and torque

  • Brake specific fuel consumption by speed and torque

  • Brake specific fuel consumption by speed and brake mean effective pressure

Расширенные возможности

Генерация кода C/C + +
Сгенерируйте код C и C++ с помощью Coder™ Simulink ®

.
Введенный в R2016a