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柴油機(jī)性能參數(shù)實時仿真模型的開發(fā)與驗證

開發(fā)了一種用于模擬發(fā)動機(jī)熱釋放速率、缸內(nèi)壓力、制動力矩和污染物排放（NOx和碳煙）的實時發(fā)動機(jī)仿真模型，并在穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)工況下對符合歐6標(biāo)準(zhǔn)的1.6L通用柴油機(jī)進(jìn)行評估和校準(zhǔn)。采用基于累積燃料質(zhì)量方法改進(jìn)的開發(fā)模型模擬發(fā)動機(jī)燃料的化學(xué)能量釋放。在單區(qū)模型反演的基礎(chǔ)上以凈能量釋放為輸入來評估發(fā)動機(jī)缸內(nèi)壓力。模擬發(fā)動機(jī)燃料的化學(xué)能量釋放，評估發(fā)動機(jī)缸壁的熱傳遞。在考慮缸內(nèi)熱力學(xué)性質(zhì)、化學(xué)能量釋放和發(fā)動機(jī)主要參數(shù)半經(jīng)驗關(guān)系的基礎(chǔ)上模擬NOx和碳煙的排放。

通過缸內(nèi)熱力學(xué)性質(zhì)、化學(xué)能量釋放和主要發(fā)動機(jī)參數(shù)的相關(guān)性及穩(wěn)態(tài)下校準(zhǔn)的表格數(shù)據(jù)評估進(jìn)、排氣歧管的主熱力學(xué)性質(zhì)，以及進(jìn)入的空氣和循環(huán)廢氣量，其相應(yīng)的計算時間非常適用于對ECU執(zhí)行操作的實時跟蹤。在穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)條件下評估該模型的性能。對該開發(fā)模型進(jìn)行NEDC（新歐洲駕駛循環(huán)）驗證和世界輕型車測試程序（WLTP）的試驗發(fā)現(xiàn)，該模型能夠較準(zhǔn)確地預(yù)測發(fā)動機(jī)熱釋放速率、缸內(nèi)壓力和NOx排放。利用穩(wěn)態(tài)相關(guān)性能評估瞬態(tài)條件下的發(fā)動機(jī)進(jìn)、排氣量，如NEDC/WLTP循環(huán)。

在歐洲通用汽車動力總成的動態(tài)試驗臺上多次進(jìn)行試驗測試校準(zhǔn)該模型。該測試在NEDC規(guī)定的7個具有代表性的操作條件研究完整的發(fā)動機(jī)功率譜以及主要的發(fā)動機(jī)參數(shù)。在動態(tài)試驗臺上驗證C級車瞬態(tài)條件下的行駛工況。為了評估曲軸轉(zhuǎn)角和校準(zhǔn)模型的試驗次數(shù)對計算時間和模型精確性的影響，對模型進(jìn)行了敏感性分析。分析結(jié)果表明，當(dāng)曲軸轉(zhuǎn)角為1.5°時，模型的計算時間較短且精準(zhǔn)度較高；只有10%的可用試驗數(shù)據(jù)具有較高的準(zhǔn)確度。

RobertoFimessoetal.SAE 2015-01-9044.

編譯：朱會