柴油機性能參數實時仿真模型的開發與驗證

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柴油機性能參數實時仿真模型的開發與驗證

開發了一種用于模擬發動機熱釋放速率、缸內壓力、制動力矩和污染物排放（NOx和碳煙）的實時發動機仿真模型，并在穩態和瞬態工況下對符合歐6標準的1.6L通用柴油機進行評估和校準。采用基于累積燃料質量方法改進的開發模型模擬發動機燃料的化學能量釋放。在單區模型反演的基礎上以凈能量釋放為輸入來評估發動機缸內壓力。模擬發動機燃料的化學能量釋放，評估發動機缸壁的熱傳遞。在考慮缸內熱力學性質、化學能量釋放和發動機主要參數半經驗關系的基礎上模擬NOx和碳煙的排放。

通過缸內熱力學性質、化學能量釋放和主要發動機參數的相關性及穩態下校準的表格數據評估進、排氣歧管的主熱力學性質，以及進入的空氣和循環廢氣量，其相應的計算時間非常適用于對ECU執行操作的實時跟蹤。在穩態和瞬態條件下評估該模型的性能。對該開發模型進行NEDC（新歐洲駕駛循環）驗證和世界輕型車測試程序（WLTP）的試驗發現，該模型能夠較準確地預測發動機熱釋放速率、缸內壓力和NOx排放。利用穩態相關性能評估瞬態條件下的發動機進、排氣量，如NEDC/WLTP循環。

在歐洲通用汽車動力總成的動態試驗臺上多次進行試驗測試校準該模型。該測試在NEDC規定的7個具有代表性的操作條件研究完整的發動機功率譜以及主要的發動機參數。在動態試驗臺上驗證C級車瞬態條件下的行駛工況。為了評估曲軸轉角和校準模型的試驗次數對計算時間和模型精確性的影響，對模型進行了敏感性分析。分析結果表明，當曲軸轉角為1.5°時，模型的計算時間較短且精準度較高；只有10%的可用試驗數據具有較高的準確度。

RobertoFimessoetal.SAE 2015-01-9044.

編譯：朱會