Требования, предъявляемые к математической модели

Под математической моделью понимают процесс установления соответствия данному реальному объекту некоторого математического объекта, достаточно адекватно описывающего происходящий реальный процесс [ 9, 10 ].

Математическая модель, прежде всего, должна соответствовать двум основным требованиям:

- быть вполне адекватной реальному процессу, описываемому моделью;

- быть достаточно простой для того, чтобы можно было получить конкретные количественные показатели на выходе.

В представляемой математической модели процесса тепловыделения в цикле сгорания инжекторного двигателя основной упор сделан именно на адекватность процесса и на соответствие основному требованию модели - обеспечить оптимальное тепловыделение в процессе сгорания, а значит и на максимальное использование энергии топлива, а значит - оптимального использования количества горючей смеси.

Таким образом, обеспечение оптимального состава горючей смеси при впрыскивании бензина и оптимизация тепловыделения являются основными задачами моделирования.

Математическая модель позволяет делать определенные допущения и характеризуется некоторыми ограничениями.

В этом плане, основными допущениями и ограничениями, принятыми при разработке математической модели процесса тепловыделения в цикле сгорания и оптимизации расхода топлива инжекторного двигателя являются следующие:

- рассматривается четырехтактный двигатель внутреннего сгорания;

- количество цилиндров принимаем i = 4;

- впрыск топлива осуществляется через форсунку во впускной коллектор, при этом используется схема одновременного впрыска топлива в цилиндры;

- коэффициент избытка воздуха α изменяется от 0,9 до 1,1 в зависимости от частоты вращения коленчатого вала n по определенному закону - α = f (n);

- массовый часовой расход воздуха Gв принимаем постоянным для различных режимов работы двигателя;

- степень сжатия ε не изменяется;

- атмосферное давление принимаем равным pа = 760 мм рт.ст. = 105 Па.;

- температура окружающего воздуха tв = 20оС = 293 К;

- давление впрыскивания через форсунку составляет pф = 0,2 МПа;

- процесс подвода теплоты Q считаем изохорным;

- время впрыскивания топлива через форсунку не превышает tвп =10 – 12 мс при частоте вращения коленчатого вала n = 5000…6000 мин-1;

- при режиме холостого хода время впрыскивания составляет tвп = 2 – 3 мс;

- объемный расход воздуха Vвц регулируется изменением положения дроссельной заслонки;

- смесь воздуха и топлива считаем гомогенной или близкой к гомогенной.

Осуществление точечного принудительного воспламенения чрезвычайно критично по отношению к составу и гомогенизации горючей смеси.

Наиболее надежное воспламенение и быстрое распространение фронта пламени может происходить только при обогащении смеси до коэффициента избытка воздуха α равного 0,85 .0,95, а минимум удельного расхода топлива требует ее обеднения до α = 1,1 .1,2. Для поддержания необходимого состава смеси во всем диапазоне нагрузок применяется количественное регулирование, при котором с уменьшением нагрузки уменьшается общее количество горючей смеси, подаваемой в цилиндры двигателя.

При использовании систем подачи эжекционного типа дозирование топлива происходит автоматически в зависимости от разрежения в диффузоре пропорционально квадрату объемного расхода воздуха, который регулируется изменением положения дроссельной заслонки.

В системах впрыскивания топлива его цикловая подача и расход воздуха непосредственно не связаны друг с другом. Отсюда требуется введение специального устройства, согласующего эти факторы и обеспечивающего требуемую программу изменения состава горючей смеси во всем поле эксплуатационных режимов.

В системах впрыскивания топлива применяют следующие два принципа управления дозированием смеси.

Первый состоит в программном управлении цикловой подачей топлива, при котором в памяти электронного блока управления содержится определенная программа, связывающая выходной сигнал, управляющий подачей топлива форсунками, с входными параметрами, называемыми командными. Каждому сочетанию командных параметров соответствует определенное значение параметра, управляющего цикловой подачей топлива. Причем состав горючей смеси, задаваемый электронным блоком управления, приближается к оптимальному во всем поле эксплуатационных режимов.

Материалы о транспорте:

Система охлаждения
Система охлаждения предназначена для поддержания нормального теплового режима двигателя. При работе двигателя температура в его цилиндрах поднимается выше 2000 градусов, а средняя составляет 800 - 90 ...

Мониторинг системы управления инжекторного двигателя
Самым быстрым, правда не всегда точным и достоверным методом оценки компрессии является метод измерения тока стартера при прокрутке двигателя (испытание ЦПГ Компрессия (по току)). Для этого измерения ...

Типы органов управления
Несущие винты Основное назначение несущего винта (НВ) вертолёта – создание подъёмной и пропульсивной силы. Одновременно он используется для создания на вертолёте управляющих моментов, т. е. для управ ...