Luft/Bränsleförhållande och bränsleomvandlingsgrad. Stegsvar: Trottel Luftmassflöde, Insugstryck, Moment

Relevanta dokument
Innehållsförteckning. TSFS05 Fordonssystem Fö 2. En viktig bild. Vilka är de viktigaste egenskaperna för ett fordon? Vad är luft?

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor (MoDr) Fö 3 Arbetsprinciper, termodynamik och modeller för motormoment

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor (MoDr) Fö 3 Arbetsprinciper, termodynamik och modeller för motormoment

Inneha llsfo rteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor (MoDr) Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor

Fordonssystem. TSFS05 Fordonssystem. Vilka är de viktigaste egenskaperna för ett fordon? Genomgång av kursinformationen. Frivillig laboration?

C a H b +(a+ b 4 )(O N 2 ) aco 2 + b 2 H 2O+3.773(a+ b 4 )N 2. (A/F) = m a

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 06 Motor MVEM och Turbo. Kursinformation.

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 06 Motor MVEM och Turbo. Kursinformation.

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 06 Motor MVEM och Turbo. Kursinformation.

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor (MoDr) Fö 4 Momentmodellen, Motorreglering

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor (MoDr) Fö 5 Lambda reglering, Emissioner, Bonus om Lambda

Mer om medelvärdesmodellering av motorer Generell modelleringsstrategi

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor (MoDr) Fö 5 Lambda reglering, Emissioner, Bonus om Lambda

Innehållsförteckning. TSFS05 Fordonssystem Fö 10. Drivlina. Drivlina Modellering. Model-Based Control. Drivlina Reglering.

Innehållsförteckning. TSFS05 Fordonssystem Fö 12 Motor Jämförelse Diesel och Bensin. Diesel- och bensinmotorer De stora skillanderna

Kortfattat facit till Tentamen TSFS 05 Fordonssystem 22 december, 2009, kl 8-12

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings Universitet

r c λ >1.1

Innehållsförteckning. TSFS05 Fordonssystem Fö 11. Nedskalning och överladdning. Modelleringsstrategi MVEM. Kompressor och Turbin Modeller

Försättsblad till skriftlig tentamen vid Linköpings Universitet

Projektrapport Projekt 1 TSFS05. Linus Linusson Linnea Linneasdotter

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 12. Diesel- och bensinmotorer De stora skillanderna

Laborationsrapport Laboration 1 TSFS05. Linus Linusson Linnea Linneasdotter

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 07 Motor MVEM och Turbo. Modelleringsstrategi MVEM

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 14. Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 12 Motor Jämförelse Diesel och Bensin. Förbränningsprocesserna

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 9 Motor Jämförelse Diesel och Bensin. Förbränningsprocesserna

Innehållsförteckning. Nedskalning och överladdning. Kompressor och Turbin Modeller. Motor Repetition Turboreglering. Motor Knack. Tändningsreglering

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 9 Drivlina modellering. Drivlinans komponenter.

Innehållsförteckning. Kompressor och Turbin Modeller. Nedskalning och överladdning. Motor Repetition. Övergripande Reglering.

Kursinformation. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 9 Drivlina modellering. Drivlinans komponenter. Innehållsförteckning

Systemteknik/Processreglering F3

Huvudlooparna. Luft och bränsle Arbete och emissioner. Indikatordiagram. En kort sammanfattning av termodynamiken

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 14. Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor

Innehållsförteckning. Tändningsloopen. Repetition Ottocykelns effektivitet. Motor Knack Oktantal Oktantal & Knack. Tändningsreglering

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 12. Diesel- och bensinmotorer De stora skillanderna

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 8 Motor Övergripande reglering, laddtryck, knack och knackreglering

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 07 Motor MVEM och Turbo. Modelleringsstrategi MVEM

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 07 Motor MVEM och Turbo. Modelleringsstrategi MVEM

Termodynamik Föreläsning 5

Innehållsförteckning. TSFS05 Fordonssystem Fö 7 Drivlina Reglering. Drivlina - Reglering. Drivlina - Reglering. Drivlina - Reglering

Vad är diagnos? Diagnos i fordon och andra tillämpningar. Varför diagnos i fordon?

EMERSON. Marine Fuel Measurement Solutions. Emerson Overview. Agenda Marin: Fuel Control - Efficiency. Michael Jägbeck

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 07 Motor MVEM och Turbo. Modelleringsstrategi MVEM

P1. I en cylinder med lättrörlig(friktionsfri) men tätslutande kolv finns(torr) luft vid trycket 105 kpa, temperaturen 300 K och volymen 1.40 m 3.

Formalia. Modellbygge & Simulering, TSRT62. Föreläsning 1. Varför modeller? Föreläsning 1: Modeller och modellbygge

TURBO Systemskiss. 5 december Status. Granskad SL

Hydraulikcertifiering

Översikt. TSFS06 Diagnos och övervakning Föreläsning 8 - Change detection. Change detection. Change detection

Motor Begrepp. Fordonssystem. Fordonssystem. är att sträva efter: Fordon är idag datoriserad maskiner.

a) Vi kan betrakta luften som ideal gas, så vi kan använda allmänna gaslagen: PV = mrt

Sammanfattning av föreläsning 5. Modellbygge & Simulering, TSRT62. Föreläsning 6. Modellkvalitet och validering. Bias och varians

Innehållsförteckning. TSFS05 Fordonssystem Fö 9. Drivlina. Drivlina Modellering. Model-Based Control. Drivlina Reglering

Systemskiss. Redaktör: Anders Toverland Version 1.0. Status. LiTH Fordonssimulator. Granskad Godkänd. TSRT71 Anders Toverland

The Problem. Vad är diagnos? Diagnos i fordon och andra tillämpningar. Varför diagnos i fordon? diagnos i fordon? Vad krävs?

TYP-TENTAMEN I TURBOMASKINERNAS TEORI

Repetition F4. Lunds universitet / Naturvetenskapliga fakulteten / Kemiska institutionen / KEMA00

Systemkonstruktion Z2

Föreläsning 1 Reglerteknik AK

Sammanfattning av föreläsning 11. Modellbygge & Simulering, TSRT62. Föreläsning 12. Simulering. Föreläsning 12. Numeriska metoder och Simulering

1. Det totala tryckfallet från pumpens utlopp, via rörledningen och alla komponenterna tillbaks till pumpens inlopp ges av. p = d

TENTAMEN I DYNAMISKA SYSTEM OCH REGLERING

Bränsleanalys och rökgaskalkyl. Oorganisk Kemi I Föreläsning

Adaptiva metoder för förbättrad motor och fordonsreglering Testprotokoll. FADR - FordonsAdaptiv DriftsRegulator. Version 1.0.

Systemteknik/Processreglering F2

AUTOMATIC CONTROL REGLERTEKNIK LINKÖPINGS UNIVERSITET. M. Enqvist TTIT62: Föreläsning 2. Här är

Systemskiss. LiTH Reglering av Avgaser, Trottel och Turbo Niclas Lerede Version 1.0. Status. Reglerteknisk Projektkurs RATT LIPs

Lite kinetisk gasteori

HYDRAULIK Grundläggande begrepp I

Termoakustik motor för återvinning av spillvärme

Teknisk dokumentation

övningstentamen I DYNAMISKA SYSTEM OCH REGLERING

3. En konvergerande-divergerande dysa har en minsta sektion på 6,25 cm 2 och en utloppssektion

Testprotokoll. Redaktör: Simon Malmberg. Version 0.1. Status LIU Flervariabla reglerstrategier för avancerade motorer. Granskad

Föreläsning 7. Reglerteknik AK. c Bo Wahlberg. 26 september Avdelningen för Reglerteknik Skolan för elektro- och systemteknik

Modellering av Dynamiska system. - Uppgifter till övning 1 och 2 17 mars 2010

Reglerteknik 3. Kapitel 7. Köp bok och övningshäfte på kårbokhandeln. William Sandqvist

Modellering av en Tankprocess

TSRT91 Reglerteknik: Föreläsning 2

EBK system Suzuki GSXR Provat i Särimner Laddis. Komp

Innehållsförteckning. TSFS09 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor Fö 11 Drivlina Reglering. Drivlinemodellering. Drivlina - Modellering

Sammanfattning av föreläsning 4. Modellbygge & Simulering, TSRT62. Föreläsning 5. Identifiering av olinjära modeller

Linköpings tekniska högskola Exempeltentamen 8 IEI / Mekanisk värmeteori och strömningslära. Exempeltentamen 8. strömningslära, miniräknare.

Välkomna till TSRT19 Reglerteknik Föreläsning 3. Sammanfattning av föreläsning 2 PID-reglering Blockschemaräkning Reglerdesign för svävande kula

Gaser: ett av tre aggregationstillstånd hos ämnen. Flytande fas Gasfas

PM Bussdepå - Gasutsläpp. Simulering av metanutsläpp Verkstad. 1. Förutsättningar

Why Steam Engine again??

Modellering av en Tankprocess

Gaser: ett av tre aggregationstillstånd hos ämnen. Fast fas Flytande fas Gasfas

Industriell reglerteknik: Föreläsning 4

Kapitel 5. Gaser. är kompressibel, är helt löslig i andra gaser, upptar jämt fördelat volymen av en behållare, och utövar tryck på sin omgivning.

Föreläsning 2. Reglerteknik AK. c Bo Wahlberg. 3 september Avdelningen för reglerteknik Skolan för elektro- och systemteknik

Välkomna till TSRT15 Reglerteknik Föreläsning 2

PTG 2015 övning 1. Problem 1

TENTAMEN I TURBOMASKINERNAS TEORI

Betygstentamen, SG1216 Termodynamik för T2 25 maj 2010, kl. 9:00-13:00

AUTOMATIC CONTROL REGLERTEKNIK LINKÖPINGS UNIVERSITET. M. Enqvist TTIT62: Föreläsning 3 AUTOMATIC CONTROL REGLERTEKNIK LINKÖPINGS UNIVERSITET

Gaser: ett av tre aggregationstillstånd hos ämnen. Flytande fas Gasfas

Exempelsamling Grundläggande systemmodeller. Klas Nordberg Computer Vision Laboratory Department of Electrical Engineering Linköping University

Transkript:

Innehållsförteckning TSFS9 Modellering och Reglering av Motorer och Drivlinor (MoDr) Fö - Medelvärdesmodellering forts. Lars Eriksson - Kursansvarig Fordonssystem, Institutionen för Systemteknik Linköpings universitet larer@isy.liu.se Repetition Trottelflöde Medelvärdesmodellering Luftens väg Medelvärdesmodellering Bränslets väg Modellering och parameterbestämning August 3, 7 / 48 3 / 48 En viktig bild Luft och bränsle = arbete och emissioner Fuel Valves Throttle Air Emissions Cylinder Catalyst Piston Vad är luft? Constituent Symbol Molar mass Volume [%] Mass [%] Oxygen O 3.999.95 3.4 Nitrogen N 8.3 78.9 75.53 Argon Ar 39.948.93.8 Carbon dioxide CO 44..3.5 Neon Ne Helium He. Crank shaft Power En enkel modell Syre är syre. Allt annat är atmosfärsiskt kväve. Air = O + 3.773 N 4 / 48 5 / 48

Förbränning och stökiometri Perfekt förbränning av ett kolväte CaHb+(a + b 4 )(O + 3.773 N) aco+b HO+3.773(a+b 4 )N Stökiometriskt luft/bränsle-förhållande (A/F ) = ma mf och (A/F )s = (a + b 4 )( 6. + 3.773 4.7). a +.8 b Normaliserat luft/bränsle-förhållande λ = (A/F ) (A/F )s Frigjord värme och en enkel modell ma mf = och φ = (A/F )s λ Luft/Bränsleförhållande och bränsleomvandlingsgrad Combustion efficiency [%] 9 8 7 6 SI Engine CI Engine 5 3 4 5 6 7 Air/fuel ratio, λ [ ] Fuel/air equivalence ratio φ = λ. (Bildkälla: Heywood (988)). Frigjord värme och en enkel modell Q = min(λ, ) mf qlhv Q = min(λ, ) mf qlhv 6 / 48 7 / 48 Medelvärdesmodellering - Ett sensor/aktuator perspektiv Samband mellan aktuator och sensorer samt sensorer inbördes. Stegsvar: Trottel Luftmassflöde, Insugstryck, Moment ṁat αth pim ṁfi θign λbc λac Air filter Cylinder Catalyst Tim Mth Me Mload N 8 / 48 9 / 48

Stegsvar: Trottel Luftmassflöde, Insugstryck, Moment Stegsvar: Bränsleinjektor Lambda sensor Throttle step responses at RPM α [%] 5 5 5 3 35 4 45 5 Air mass flow [g/s] 5 5 5 3 35 4 45 5 p im [kpa] 5 5 5 5 3 35 4 45 5 Torque [Nm] 5 5 5 3 35 4 45 5 / 48 / 48 Stegsvar: Bränsleinjektor Lambda sensor Model : Trottelrörelse Fuel injection [s] 3.5 x 3 3.5 Fuel injector > lambda sensor Input u Driving Torque Torque Motor Load Torque (from air-flow) Spring λ [].4.3...9.8.7 4 6 8 4 6 8 Friction Drivande moment, Mth Trottelvinkel, α Rörelsedynamik, DC-motor med återföringsfjäder (Newtons a lag) d α dt + adα = b (Mth Mair ) c (α α) dt Modellering av Mair är inte lätt (montering och aerodynamic) Användning: Reglerdesign av trottelservo. / 48 3 / 48

α α 3.996.36 Ψ (Π) =.8.6.4. Compressible flow restriction Sonic velocity Sub sonic velocity...3.4.5.6.7.8.9 Pressure ratio p r [ ] γ γ γ γ γ+ ) γ ( ) γ+ ) γ γ+ ( Π > γ+ ) γ γ ṁref αref uth αth ṁth Luftflödesmodell Sammanfattning av modellerna Kompressibel isentropisk strömning genom en strypning. ṁat = pamb Ath(α) Cth(α) Ψ(Π) RTamb Luftmassflödesregulator Spjällhus Luftmassflödesgivare Densitet uppströms, högre densitet ger högre massflöde. Area Ath(α) Kontraktion Cth(α) Ljudhastigheten Spjäll- servo Elmotor Ψ(p r ) [ ] γ γ+ ) (Π Π γ ( ( Fyra modeller (tre numrerade): Modell : Trottelrörelse uth α Modell : Trottelservo αref α Luftmassflöde: A(α) ṁat Modell 3: Luftmassflödesregulator: ṁat,ref ṁat 4 / 48 5 / 48 Innehållsförteckning Medelvärdesmodellering - Massflöde till motor Repetition ṁat αth pim ṁfi θign λbc λac Medelvärdesmodellering Luftens väg Massflöde till cylinder Tryckuppbyggnads dynamik Simulering Insugsrörsmodell Validering Air filter Cylinder Catalyst Medelvärdesmodellering Bränslets väg Tim Modellering och parameterbestämning Mth Me Mload N 6 / 48 7 / 48

45 4 35 3 5 5 5.8.6 Manifold pressure [bar].4. Air flow into cylinder 3 Engine speed [rpm] 4 5 9 8 7 6 5 4.8.6 Manifold pressure [bar].4. Volymetric efficiency 3 Engine speed [rpm] 4 5 Motorgeometri Kort ordlista Insugsrör Fyllnadsgrad Fyllnadsgrad = volumetric efficiency Beteckning Engelska Svenska Vd Displacement volume Sveptvolym (motorvolym) Vc Clearance volume Kompressionsvolym B Bore Borrning S Stroke Slag l Connecting rod length Vevstakslängd a Crank radius Vevaxelradie θ Crank angle Vevaxelvinkel ṁac volymflöde in i motor ηvol = svept volym per tidsenhet = ρa ṁac nr = Vd ncyl N ρa Vd ncyl N nr Beskriver motorns förmåga att suga in ny luft Mappas upp i bromsbänk ηvol(n, pim) Inkluderas som en delmodell i en större modell Ett exempel: ηvol(n, pim) = c + c N + c pim + c3 N pim +... parametrarna ci bestäms från mätdata med minstakvadratmetoden 8 / 48 9 / 48 Insugsrör Luftflöde Insugsrör Luftflöde Mappar Luftflöde Fyllnadsgrad Modellen för luftflödet till cylindrarna ρa Vd ncyl N ṁac(n, pim, ρa) = ηvol(n, pim) nr Air flow [g/s] η vol [%] densiteten från ideala gaslagen ρ = m V = p RT pim Vd ncyl N ṁac(n, pim, Tim) = ηvol(n, pim) R Tim nr ηvol(n, pim) mappas upp i bromsbänk ṁac(n, pim) ηvol(n, pim) N pim Tim Vi kan ju mäta ṁac, så varför gå omvägen via ηvol(n, pim)? Flödet beror på var vi kör men det gör inte effektiviteten. Modellen skall klara av andra omgivningstryck/temperaturer! / 48 / 48

[time ThrottleArea] From Workspace pressure Throttle area Throttle mass flow Upstream pressure Upstream temperature Throttle Model Throttle Mass Flow Cylinder Mass Flow Inake Manifold Model pman pressure Engine speed temperature Cylinder mass flow Engine Mass Flow Model Cylinder mass flow [time ThrottleArea] From Workspace pressure Throttle area Throttle mass flow Upstream pressure Upstream temperature Throttle Model Throttle Mass Flow Cylinder Mass Flow Inake Manifold Model pman pressure Engine speed temperature Cylinder mass flow Engine Mass Flow Model Cylinder mass flow Insugsrör Tryckuppbyggnad Simulering Ordinära differentialekvationer Insugsrör Kontrollvolym med massbevarande Massförändring dm = ṁat ṁac dt Tillståndsekvation ideala gaslagen pim = m R Tim Vim Antar att R, Tim och Vim är konstanta dpim dt = R Tim dm Vim dt = R Tim Vim (ṁat ṁac) Linjära system dx(t) dt = Ax(t) + B u(t) y(t) = C x(t) + D u(t) Olinjära system dx(t) dt = f (x(t), u(t)) y(t) = g(x(t), u(t)) Känner f (x, u), g(x, u), u(t), samt x(t). Vad blir x(t)? Söker lösningen x(t) for t [t, tend] t dx(τ) dτ = x(t) x(t) dτ t t x(t) = x(t) + f (x(τ), u(τ))dτ t Implementering i Simulink: u(t)dt = s u(t) Numeriska lösningsmetoder (Euler, Runge-Kutta, Adams,...) / 48 3 / 48 Implementering av tryckuppbyggnad Insugsrör Modellvalidering Validering Jämföra modell och verklighet (mätning) ODE för tryckdynamiken i insugsröret Throttle Mass Flow Cylinder Mass Flow K dp dt R*Tman/Vman s Manifold Pressure p pman Specifiera initialtillståndet p = p(t) i s dp dt = R V T (ṁat ṁac ) p(t) = p + t dp t dt dt p(t) = p + R T V p(t) = p + s R V T (ṁat ṁac )dt (ṁat ṁac ) Koppla in uppmätta signaler till modellen Simulera Utsignal Jämför simuleringsresultatet med mätningen 4 / 48 5 / 48

Insugsrörsmodell Validering Insugsrör Modellvalidering Trottel, insugsrör, fyllnadsgradsmodell Throttle Angle [V].45.4.35.3.5.5.5 3 3.5 4 4.5 5 Manifold Pressure [kpa] 6 55 5 45 4.5.5.5 3 3.5 4 4.5 5 6 / 48 7 / 48 Validering : Insugsrör Throttle angle [deg] Pressure [kpa] 5 5 8 6 4 Throttle > pressure 5 5 5 3 35 4 pressure Measured Simulated 5 5 5 3 35 4 Modellering av gasflöden Olika modeller för olika flödestyper. Är flödet laminärt eller turbulent? Re = ρ U d µ Re > 5 turbulent Re < laminart = / pipe flow / = ρ ṁ ρ A d Hur snabbt flödar gasen? U < 7 m/s inkompressibelt U > 7 m/s kompressibelt flöde De flesta flöden i motorerna är turbulent inkompressibelt µ = 4 ṁ π d µ Vissa reglerventiler behöver modelleras om kompressibla. 8 / 48 9 / 48

.. a+f.. air air Medelvärdesmodellering - Flöden i andra komponenter Inkompressibla flödesmodeller ṁat αth pim ṁfi θign λbc λac Laminärt flöde R Tus p = Clam ṁ ṁ = pus Clam pus p R Tus Air filter Cylinder Catalyst där Clam = är en modellparameter och R Tus är densiteten. pus Turbulent flöde Tim p = C ρus U R Tus = C ṁ pus Mth pus p Me ṁ = C3 R Tus Mload N Båda inkluderar densitets korrection R Tus pus 3 / 48 3 / 48 Inkompressibelt turbulent flöde Intercooler, luftfilter and avgassystem Air Filter Pressure Model Intercooler Pressure Model 5 Inkompressibelt turbulent flöde passar för Luftfilter Intercooler (laddluftskylare) EGR kylare p af [kpa] 4 3 Measured Model 3 4 T m / pa a air p ic [kpa] 8 6 4 Measured Model.5.5.5 3 T m / pc c Avgassystem (ljuddämpare) Partikel filter Katalysator p es [kpa] 5 4 3 System Pressure Loss Measured Model 4 6 8 T m / p t t p ic,mod p int,meas [kpa].4.3.... Intercooler Residual Plot.5.5.5 3 T m / pc c 3 / 48 33 / 48

Medelvärdesmodellering - Luftens väg Återanvändning Snabbar upp produktutvecklingen. Cylindermodellen: 3 komponenter Luftmassflöde Avgastemperatur Moment ṁat αth pim ṁfi θign λbc λac Innehållsförteckning Repetition Medelvärdesmodellering Luftens väg Air filter Cylinder Catalyst Medelvärdesmodellering Bränslets väg Bränsleinjektor Bränsledynamik Bränslefilm Bränslets väg Validering Tim Modellering och parameterbestämning Mth Me Mload N 34 / 48 35 / 48 Bränslets väg Modelleringsuppgift.3 Timedelay and wall wetting.. φ [].9 Fuel inj. normalized φ=/λ.8 4 6 8 time [s].5.95 φ [].9.85.8.5.5 3 3.5 4 4.5 5 time [s] 36 / 48 37 / 48

Bränsleinjektor Injektorn öppnas av en puls Bränsleinjektor Sammanslagen öppnings- och stängningstid t. Injicerad massa Bränsleflöde mfi = c p (tinj t(ubatt)) ṁfi = N ncyl mfi = N c (tinj t(ubatt)) nr m f [mg/inj] Bensinmotor ( 3 bar)..8.6.4. SI Engine Port Injector Measurement Model 5 5 5 t [ms] inj Tryckregulator p Inkompressibelt medium m f [mg/inj] Dieselmotor ( bar) 5 5 CI Engine Common Rail Injector bar bar 8 bar 6 bar 4 bar 5 bar bar..4.6.8 t inj [ms] Trycksensor p plus vågdynamik Kompressibelt medium 38 / 48 39 / 48 Bränsleflöde Bränslefilm Bränsleflöde Bränslefilm Fuel Injector Manifold Fuel spray Wall wetting En del ( X ) går direkt in i cylindern. En del X träffar väggarna och fastnar i en bränslefilm. Bränslet avdunstar från filmen med en tidskonstant τfp och går slutligen in i cylindern. Massans bevarande + avdunstningsarea proportionell mot massan. 4 / 48 4 / 48

(A/F) Transportfördröjning och sensordynamik Bränslets väg Validering In till cylinder λ(t) = ṁac(t) ṁfc(t) (A/F )s Tidsfördröjnig, τd(n) λexh(t) = λ(t τd(n)) Sensordynamik d dt λs(t) = τλ d dt λs(t) = τλ (λexh(t) λs(t)) (λ(t τd(n)) λs(t)) 4 / 48 43 / 48 (A/F) Modellvalidering Injektor, väggvätning, tidsfördröjning och sensordynamik. (A/F) Modellvalidering (en annan motor) 3.5 x 3 Timedelay and wall wetting Injection time [ms] 6.6 6.5 6.4 6.3 6. 6. Injection time [s] 3.5 4 6 8 Lambda.6.4..98.96 6.5.5.5.5.5.5 λ []...9.8 Measured Modeled.7 4 6 8 4 Glöm inte bort att sätta initialvärden! 44 / 48 45 / 48

Innehållsförteckning Modelleringsmetodologi parameterbestämning Repetition Medelvärdesmodellering Luftens väg Medelvärdesmodellering Bränslets väg Modellering och parameterbestämning Hur kan man bestämma modellparametrar? Fysik och grundläggande principer. Givet i datablad från tillverkaren. Stegsvarsexperiment (se laborationskompendiet). Uppmätta insignaler in till modellen, jämför modellutsignal och uppmätt utsignal. Manuell tuning Systematisk optimering, minstakvadrat 46 / 48 47 / 48 Repetition Trottelflöde Medelvärdesmodellering Luftens väg Massflöde till cylinder Tryckuppbyggnads dynamik Simulering Insugsrörsmodell Validering Medelvärdesmodellering Bränslets väg Bränsleinjektor Bränsledynamik Bränslefilm Bränslets väg Validering Modellering och parameterbestämning 48 / 48