發(fā)布時間：2021-08-22 05:53

　　基于累積燃油質(zhì)量方法的燃燒模型,建立了多次噴射柴油機(jī)零維預(yù)測燃燒模型,考慮了燃油蒸發(fā)吸熱、缸壁傳熱、化學(xué)能釋放、泵功損失和摩擦損失,為滿足實(shí)時性要求,對顯式放熱率和缸壓進(jìn)行了簡化重構(gòu).將柴油機(jī)運(yùn)行參數(shù)和一些衍生參數(shù)作為模型中各個因變量的候選自變量集,以冪函數(shù)為基礎(chǔ)函數(shù)采用敏感度分析篩選出各個因變量對應(yīng)的自變量集,并通過分析提出了一些改善措施,最終確定各個因變量和對應(yīng)自變量集之間的映射關(guān)系.在穩(wěn)態(tài)工況和重型車輛發(fā)動機(jī)瞬態(tài)測試循環(huán)（WHTC）測試了該模型的預(yù)測性能,并在ETASES910型快速原型設(shè)備上測試了該模型的計(jì)算耗時,結(jié)果表明:在穩(wěn)態(tài)工況,對燃燒中心（MFB 50）、最高燃燒壓力和平均有效壓力的預(yù)測精度均方根誤差（RMSE）分別為0.631°CA、0.182 MPa和0.015 3 MPa;在瞬態(tài)工況,其預(yù)測精度RMSE分別為1.2°CA、1.05 MPa和0.07 MPa;該模型計(jì)算耗時約為350μs,滿足燃燒過程實(shí)時控制的要求. 

【文章來源】：內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào). 2020,38(05)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

校準(zhǔn)柴油機(jī)模型用穩(wěn)態(tài)測試工況點(diǎn)

歸一化處理．此種處理要求netQ從SOC時刻點(diǎn)開始估算，即*SOCf,injCVht,globnetch*f,injCVmLQQQmL(2)式中：*f,injm為總的噴油量．然后，將燃油蒸發(fā)吸熱f,evapQ從SOCnetQ總?cè)コ肧OISOCnetnetf,evapQQQ(3)從SOI到SOC的時間區(qū)間此部分顯式放熱曲線可簡化為拋物線，此種簡化處理可確保netQ一階導(dǎo)數(shù)在SOC處的連續(xù)性．根據(jù)式(1)~(3)可知，p,jK、p,jτ、1,MK、2,MK、Mτ、ht,globQ和f,evapQ需要根據(jù)各測試工況點(diǎn)的試驗(yàn)值進(jìn)行校準(zhǔn)．圖3Qf,evap和Qht,glob的簡化估算方法Fig.3SimplifyingmethodforestimatingQf,evapandQht,glob2.2缸內(nèi)壓力曲線簡化重構(gòu)方法整個缸內(nèi)壓力曲線可分為幾部分，每部分曲線的估算均需根據(jù)特定的原理．進(jìn)氣相位開始到進(jìn)氣閥關(guān)閉(IVC)這一階段，可以假定缸內(nèi)壓力等于進(jìn)氣歧管壓力．相似地，從排氣閥開啟(EVO)到排氣沖程結(jié)束，假定缸內(nèi)壓力等于排氣歧管壓力．在壓縮相位開始，也即IVC時的缸內(nèi)壓力IVCp根據(jù)進(jìn)氣歧管壓力intp和壓縮始點(diǎn)壓力之間的壓差intΔp進(jìn)行估算；而intΔp可由根據(jù)試驗(yàn)數(shù)據(jù)得出的經(jīng)驗(yàn)公式進(jìn)行估算，IVCp的估算方法為IVCintintp=p+Δp(4)從IVC到SOC以及膨脹沖程(從燃燒結(jié)束(EOC)到EVO)，缸內(nèi)壓力可以分別認(rèn)為是具有不同多變指數(shù)的多變過程，分別如式(5)和式(6)所示．ConstmpV=(5)

·396·內(nèi)燃機(jī)學(xué)報(bào)第38卷第5期Constm"pV=(6)式中：m和m"分別為壓縮和膨脹過程對應(yīng)的多變指數(shù)；Const為常數(shù)．燃燒過程(從SOC到EOC)的壓力可由單區(qū)熱力學(xué)模型計(jì)算得出，即net11dpdQpdVVVγγ=(7)式中：γ為比熱容比，PVγ=c/c．缸內(nèi)壓力的簡化重構(gòu)方法見圖4．采用圖4中的缸壓簡化重構(gòu)方法，使復(fù)雜的缸內(nèi)壓力仿真模型得到很大程度簡化，并且在燃燒模型確定的情況下，將缸內(nèi)壓力模型參數(shù)化為intp、intΔp、m及m"，為在線辨識缸內(nèi)壓力提供了極大便利．缸內(nèi)壓力模型參數(shù)化的4個參數(shù)中intp可由進(jìn)氣壓力傳感器測得，intΔp、m和m"可根據(jù)缸壓曲線試驗(yàn)值計(jì)算得出．圖4缸內(nèi)壓力簡化重構(gòu)方法Fig.4Simplifiedreconstructionmethodofin-cylinderpressure最高燃燒壓力(PFP)可通過重構(gòu)得的缸內(nèi)壓力最大值作為辨識值，總平均指示壓力(grossIMEP)也可由重構(gòu)得出的缸內(nèi)壓力對體積在壓縮和膨脹沖程積分計(jì)算得出，即540grossd180IMEP=pdVV∫(8)式中：dV為氣缸的余隙容積．2.3泵氣壓力損失、摩擦損失及平均有效壓力估算PMEP為發(fā)動機(jī)進(jìn)/排氣沖程機(jī)械功的損失．根據(jù)泵氣壓力損失的定義，PMEP的試驗(yàn)值為180d180PMEPpdVV=∫(9)平均指示壓力(netIMEP)為整個循環(huán)缸內(nèi)壓力對缸內(nèi)容積的積分，平均指示壓力試驗(yàn)值為540netd180IMEPpdVV=∫(10)摩擦損失可由平均機(jī)械損失壓力(FMEP)量化表示，F(xiàn)MEP的試驗(yàn)值可由平均指示壓力(netIMEP)和制動平均有效壓力(BMEP)之間的差值計(jì)算得出，即netFMEP=IMEPBMEP(11)BMEP可由netIMEP和FMEP計(jì)算得出：netBMEP=IMEPFMEP(12)PMEP、grossIME


本文編號：3357138