柴油机性能参数实时仿真模型的开发与验证



柴油机性能参数实时仿真模型的开发与验证

开发了一种用于模拟发动机热释放速率、缸内压力、制动力矩和污染物排放（NOx和碳烟）的实时发动机仿真模型，并在稳态和瞬态工况下对符合欧6标准的1.6L通用柴油机进行评估和校准。采用基于累积燃料质量方法改进的开发模型模拟发动机燃料的化学能量释放。在单区模型反演的基础上以净能量释放为输入来评估发动机缸内压力。模拟发动机燃料的化学能量释放，评估发动机缸壁的热传递。在考虑缸内热力学性质、化学能量释放和发动机主要参数半经验关系的基础上模拟NOx和碳烟的排放。

通过缸内热力学性质、化学能量释放和主要发动机参数的相关性及稳态下校准的表格数据评估进、排气歧管的主热力学性质，以及进入的空气和循环废气量，其相应的计算时间非常适用于对ECU执行操作的实时跟踪。在稳态和瞬态条件下评估该模型的性能。对该开发模型进行NEDC（新欧洲驾驶循环）验证和世界轻型车测试程序（WLTP）的试验发现，该模型能够较准确地预测发动机热释放速率、缸内压力和NOx排放。利用稳态相关性能评估瞬态条件下的发动机进、排气量，如NEDC/WLTP循环。

在欧洲通用汽车动力总成的动态试验台上多次进行试验测试校准该模型。该测试在NEDC规定的7个具有代表性的操作条件研究完整的发动机功率谱以及主要的发动机参数。在动态试验台上验证C级车瞬态条件下的行驶工况。为了评估曲轴转角和校准模型的试验次数对计算时间和模型精确性的影响，对模型进行了敏感性分析。分析结果表明，当曲轴转角为1.5°时，模型的计算时间较短且精准度较高；只有10%的可用试验数据具有较高的准确度。

RobertoFimessoetal.SAE 2015-01-9044.

编译：朱会