AVL_BOOST用戶指南.doc

用戶指南Version 3.32000年3月用戶指南 boost 第3版 版權(quán)所有，全部保留。任何部分不允許復(fù)制、轉(zhuǎn)送、轉(zhuǎn)錄，存儲(chǔ)在修補(bǔ)系統(tǒng)中，或翻譯成任何語言及計(jì)算機(jī)語言，在任何意義上或無論如何，電子的、機(jī)械的、電磁的、光學(xué)的、化學(xué)的、或其他方面的，沒有得到AVL認(rèn)可不允許改寫。本文描述了如何在你的計(jì)算機(jī)中運(yùn)行BOOST軟件，沒有論述發(fā)動(dòng)機(jī)模擬循環(huán)中需要得到正確結(jié)果的所有概念。它是用來確定你的職責(zé)是否你有足夠的知識(shí)和懂得適當(dāng)?shù)剡\(yùn)用該軟件。該軟件和文章是單獨(dú)描述了“as is”基礎(chǔ)。質(zhì)量和性能方面的全部的風(fēng)險(xiǎn)在于你。如果證明軟件或文件欠缺，你（不是AVL或發(fā)行者）需提供所有需要服務(wù)、修理、或修正用的費(fèi)用。AVL及發(fā)行者對(duì)該軟件及文件的過失造成的結(jié)果沒有直接的、間接的、附帶的責(zé)任。即使他們被警告可能有某種傷害。MS-DOS和MS WINDOWS已被美國微軟公司注冊(cè)商標(biāo)。DBOS和FTN77是Salford Software Ltd.的商標(biāo)。Hardlock被FAST Software Security-Group Alladin注冊(cè)商標(biāo)。FIRE 被 AVL List GmbH.注冊(cè)商標(biāo)。WATCOM 被Sybase Inc.注冊(cè)商標(biāo)。MATLAB 和 SIMULINK 被 Math Works, Inc.注冊(cè)商標(biāo)。Adobe 和 Acrobat被 Adobe Systems, Inc.注冊(cè)商標(biāo)。5用戶指南 boost 第3版 目 錄 1.介紹 1 1.1 范圍 1 1.2 使用條件 12.理論基礎(chǔ) 3 2.1.氣缸體 32.1.1 高壓循環(huán)，基本方程式 3 2.1.2 熱量傳遞，高壓循環(huán) 23 2.1.3 活塞運(yùn)動(dòng) 26 2.1.4 換氣過程，基本方程式 26 2.1.5 缸內(nèi)渦流 31 2.1.6 缸內(nèi)滲漏損失 32 2.1.7 缸臂溫度 33 2.1.8 缸內(nèi)直噴 33 2.1.9 分層燃燒 342.2 高壓（可變高壓） 382.3 流動(dòng)約束（旋轉(zhuǎn)閥） 392.4 限制閥 412.5 連接 412.6 增壓 422.7 機(jī)械驅(qū)動(dòng)增壓器 452.8 噴油器或汽化器 452.9 多余通道 462.10 連接到FIRE 462.11 管道流通 492.11.1 前/后流動(dòng)波 522.12 管道附件（系統(tǒng)邊界，內(nèi)部邊界） 542.13 氣體特性 562.14 發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元和線路 572.15 整個(gè)發(fā)動(dòng)機(jī)數(shù)據(jù)定義（SI-Units） 582.16 縮寫 653. BOOST預(yù)處理程序 673.1 BOOST計(jì)算模型設(shè)計(jì) 683.1.1 管路設(shè)計(jì) 693.2 單一計(jì)算輸入數(shù)據(jù)說明 703.2.1 輸入窗口信息概要 723.2.2 桌面 窗口 733.2.3 一般輸入數(shù)據(jù) 743.2.4 管路 783.2.5 測(cè)量 793.2.6 系統(tǒng)分界 803.2.7 內(nèi)部分界 813.2.8 流動(dòng)限制 823.2.9 旋轉(zhuǎn)閥 833.2.10 控制閥 843.2.11 氣缸體 843.2.12 高壓 1083.2.13 可變高壓 1093.2.14 噴油器及汽化器 1093.2.15 管路連接 1093.2.16 連接到FIRE 1123.2.17 空氣凈化器 1153.2.18 催化劑 1163.2.19 空氣冷凝器 1173.2.20 增壓器 1173.2.21 壓縮機(jī) 1243.2.22 渦輪增壓器 1253.2.23 多余通道 1253.2.24 線路 1263.2.25 發(fā)動(dòng)機(jī)控制單元 1263.2.27 用戶定義要素 1343.3 連續(xù)計(jì)算 1383.3.1 概述 1384. AVL BOOST 后處理 1414.1 全程結(jié)果分析 1424.2 根據(jù)曲軸轉(zhuǎn)角而得結(jié)果分析 1424.3 瞬態(tài)分析 1494.4 連續(xù)計(jì)算結(jié)果分析 1554.5 動(dòng)態(tài)結(jié)果分析 1614.6 孔口噪聲分析 1624.7 信息分析 1635. BOOST文件 1655.1 .bst 文件 1655.2 .RS0 和 RS1文件 1655.3 .B# 文件 1665.4 .SCR 文件 1665.5 .OUT 文件 1665.6 RESPOOL.TEMP 和 OUTPUT.TEMP 文件 1665.7 .STP 文件 1665.8 BOOST.MAC 文件 1665.9 .GLB文件 1665.10 .PLP文件 1675.11 .HLP 文件 1675.12 .GPU文件 1675.13 RVALF.CAT 文件 1675.14 JFC.REF 文件 1675.15 BOOST.SEC 文件 1675.16 BSTHELP.DIR 文件 1675.17 *.LAB 文件 1675.18 DEFAULTS 文件和DEF_XXX.YYY文件 1685.19 FONTS 文件 1685.20 *.TTF 文件 1686. 技巧及提示 1696.1 建模 1696.2 分析結(jié)果 1696.3 重要趨勢(shì) 1766.4 增壓匹配 1827. 實(shí)例文件 1898. 關(guān)于AVL BOOST 1938.1 概述 1938.2 預(yù)處理 1938.3 主要運(yùn)算程序 1938.4 快速處理 1989.文獻(xiàn) 199圖 形 目 錄 圖2-1：平均有效指示壓力中過量空氣系數(shù)的影響 7圖2-2：實(shí)測(cè)熱量釋放近似值 8圖2-3: 形狀參數(shù)m的影響 9圖2-4: 兩個(gè)Vibe函數(shù)的疊加 12圖2-5: 噴射/密封狀態(tài)結(jié)構(gòu)示意圖 16圖2-6: 發(fā)生在密封狀態(tài)自然過程示意圖 17圖2-7: 標(biāo)準(zhǔn)曲柄連桿機(jī)構(gòu)示意 26圖2-8: 進(jìn)氣門座直徑 29圖2-9: 用戶定義掃氣模型 30圖2-10: 壓力函數(shù)y 40圖2-11: 完全控制閥模型 41圖2-12: Y-交叉點(diǎn)流動(dòng)模式 42圖2-13: 多余通道 46圖2-14: 1D/3D接觸面流動(dòng)特性 47圖2-15: 混合計(jì)算開始 48圖2-16: FIRE 到 BOOST數(shù)據(jù)傳送 48圖2-17: BOOST到 FIRE數(shù)據(jù)傳送 49圖2-18: 有限體積 51圖2-19: 流動(dòng)域改造線 51圖2-20: 邊界單元不連續(xù)的壓力波 52圖2-21: 在一個(gè)單元的中斷位置 52圖2-22:正向 / 反向流動(dòng)波 53圖2-23:理想質(zhì)量方程 57圖2-24: ECU 流程圖 58圖2-25: 氣體交換數(shù)據(jù)關(guān)系 63圖3-1: 主窗口 67圖3-2: 主輸入窗口, 管道元素 72圖3-3: 桌面 窗口 73圖3-4: 管子末端設(shè)置 81圖3-5: 發(fā)動(dòng)機(jī)缸筒輔助模型 81圖3-6: 突變直徑 83圖3-7: 標(biāo)準(zhǔn)曲柄連桿機(jī)構(gòu)示意 85圖3-8: 燃燒時(shí)間與曲軸轉(zhuǎn)角關(guān)系 87圖3-9: 平頂燃燒室 92圖3-10: 盆形燃燒室 92圖3-11: 球形燃燒室 93圖3-12: 渦流室燃燒室 93圖3-13: 屋脊型燃燒室 93圖3-14: 平頂燃燒室 94圖3-15: 窩形燃燒室 94圖3-16: 特殊碗形燃燒室 95圖3-17: 特殊頂置燃燒室 95圖3-18: 屋脊形活塞頂 95圖3-19: 火花塞和碗形或頂置燃燒室中心之間的角度的定義 95圖3-20: 火花塞位置的定義 96圖3-21: 掃氣模型 102圖3-22: 有效氣門升程計(jì)算 103圖3-23: 插值流動(dòng)系數(shù) 104圖3-24: 窗口幾何參數(shù)定義 106圖3-25: 最小排氣管交叉斷面計(jì)算 106圖3-26: 交叉點(diǎn)流量系數(shù) 110圖3-27: BOOST鏈接輸入 113圖3-28: FIRE鏈接輸入 114圖3-29: 穩(wěn)態(tài)空氣凈化性能 116圖3-30: 雙入口渦輪兩個(gè)流程壓力比造成的渦輪效率退化 119圖3-31: 壓縮機(jī)特征線圖 120圖3-32: 渦輪特征線圖 121圖3-33: PD-壓縮機(jī)特征線圖 124圖3-34: 瞬時(shí)ECU運(yùn)行時(shí)間 128圖3-35: BOOST DLL-元素 交互作用流程圖 130圖3-36: 綜合運(yùn)算的SIMULINK 設(shè)置 131圖3-37: MAT-文件的SIMULINK 設(shè)置 132圖3-38: Boost-DLL創(chuàng)造的SIMULINK 設(shè)置 133圖3-39: 可能出現(xiàn)的名稱 133圖3-40: PIPCON子程序中的運(yùn)算模式 137圖4-1: 運(yùn)行運(yùn)算的詳細(xì)分析 141圖6-1: 突變斜角模型 170圖6-2: 一個(gè)進(jìn)氣管模型 171圖6-3: 含有管路和交點(diǎn)的進(jìn)氣管模型 171圖6-4: 進(jìn)氣管模型 172圖6-5: 進(jìn)氣歧管設(shè)計(jì)/容積效率和空氣分配模型的影響 173圖6-7: 排氣口模型 173圖6-8: 多氣門發(fā)動(dòng)機(jī)模型 175圖6-9: 缸內(nèi)熱傳遞的影響 177圖6-10: 進(jìn)出口流動(dòng)系數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響 177圖6-11: 進(jìn)氣門關(guān)閉對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響 178圖6-12: 排氣門打開對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響 178圖6-13: 空氣輸送管長度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響 180圖6-14: 氣缸數(shù)對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響 180圖6-15: 進(jìn)氣管長度對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)性能的影響 181圖6-16: 壓縮機(jī)特征線圖中發(fā)動(dòng)機(jī)工作曲線 184圖6-17: 壓縮機(jī)特征線圖中發(fā)動(dòng)機(jī)工作曲線（壓縮機(jī)選擇小的） 185圖6-19: 壓縮機(jī)特征線圖中發(fā)動(dòng)機(jī)工作曲線（壓縮機(jī)選擇大的） 185圖6-20: 壓縮機(jī)特征線圖中發(fā)動(dòng)機(jī)工作曲線(正確選擇壓縮機(jī)) 186圖6-21: 渦輪特征線圖中發(fā)動(dòng)機(jī)工作點(diǎn) 186用戶指南 boost 第3版 1引 言 本指南講述了應(yīng)用BOOST33版程序模擬發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)過程的基本概念和方法。1.1適用范圍 本手冊(cè)的這一部分旨在講述如何運(yùn)行BOOST軟件。他們并不試圖討論所有的對(duì)于獲得有成效的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)模擬方法所必須的計(jì)算方面的概念。對(duì)于他或是她是否對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)模擬有著充分的認(rèn)識(shí)和理解從而適當(dāng)?shù)膽?yīng)用這個(gè)軟件，那是用戶自己的事情。1.2用戶適用對(duì)象 本手冊(cè)的用戶：l 必須會(huì)使用基本的UNIXMicrosoft Windows操作系統(tǒng)軟件l 必須懂得基本的發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)模擬方面的知識(shí) 2理論基礎(chǔ) 為了能夠更好的理解AVL BOOST程序，這一部分歸納了獲得因素基本等式（公式）的一些理論資料，這一部分既不想成為一本熱力學(xué)教科書，也不要求涉及發(fā)動(dòng)機(jī)循環(huán)模擬的所有方面。21汽缸 211高壓循環(huán)，基本等式 內(nèi)燃機(jī)的高壓循環(huán)的計(jì)算是以熱力學(xué)第一定律為基礎(chǔ)的： 汽缸內(nèi)的內(nèi)能變化 活塞做的功 燃料熱值輸入 全部汽缸壁熱損失 滲漏造成的全部焓流 mc 汽缸內(nèi)物質(zhì)總質(zhì)量 U 特殊內(nèi)能 PC 汽缸內(nèi)壓力 V 汽缸容積 QF 燃料熱能 QW 汽缸壁熱損失 曲軸轉(zhuǎn)角 hBB 滲漏的焓 泄漏的物質(zhì)流基本上講，熱力學(xué)第一定律對(duì)于高壓循環(huán)狀態(tài)來說主要是汽缸的內(nèi)能變化等于活塞做的功、燃料燃燒產(chǎn)生的熱量、汽缸壁熱損失和泄漏造成的焓流之總和。請(qǐng)注意等式311對(duì)于內(nèi)混合預(yù)備式發(fā)動(dòng)機(jī)和外混合預(yù)備式發(fā)動(dòng)機(jī)都成立。而考慮燃燒造成的氣體成分改變時(shí)，這一點(diǎn)對(duì)內(nèi)混合預(yù)備式和外混合預(yù)備式發(fā)動(dòng)機(jī)要區(qū)別對(duì)待。對(duì)于內(nèi)混合預(yù)備式發(fā)動(dòng)機(jī)要做這樣的假設(shè)：被加入到汽缸進(jìn)氣中的燃料立即燃盡。（完全燃燒）燃燒產(chǎn)物和進(jìn)入的汽缸空氣迅速混合形成均勻的混合物。結(jié)果，進(jìn)氣的AF比率連續(xù)的從開始燃燒時(shí)的高值降到燃燒結(jié)束時(shí)的終值。從而等式311變?yōu)椋篢C 汽缸溫度mC 汽缸內(nèi)質(zhì)量Pc 汽缸內(nèi)壓力Uc 汽缸內(nèi)物質(zhì)的特別內(nèi)能Hu 低的燃燒值（凈熱值） 過量空氣系數(shù)（1/f） 等價(jià)系數(shù)VC 汽缸容積對(duì)外部混合預(yù)備式發(fā)動(dòng)機(jī)做如下假設(shè)：燃燒開始時(shí)混合物是均一同質(zhì)的結(jié)果，AF系數(shù)在燃燒過程中為常數(shù)盡管成份不同，燃燒的和未燃燒的進(jìn)氣有相同的壓力和溫度這樣等式311變?yōu)椋簃B 燃燒物質(zhì)質(zhì)量uB 燃燒的進(jìn)氣的內(nèi)能uF 燃料的內(nèi)能uAir 空氣的內(nèi)能LST 化學(xué)計(jì)量的AF系數(shù)為了解這個(gè)等式，燃燒過程和汽缸壁熱傳遞的模型，還有做為壓力、濕度、氣體成分函數(shù)的氣體性能是必需的。和氣體方程一起：建立起壓力、溫度和密度之間的關(guān)系，用Runge-Kutta方法可以解得方程312或313中的汽缸內(nèi)溫度。一旦汽缸內(nèi)溫度知道了，汽缸內(nèi)壓力可以在氣體方程中獲得。2111燃燒模型 發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)燃料燃燒是一個(gè)受許多影響的化學(xué)過程?？諝夂腿剂祥g的比例是其中之一。如果燃料的充分燃燒需要更多的空氣，這種燃燒稱做不充分燃燒，與相反稱為充分燃燒。 燃燒后既沒有未燃燃料，也沒有剩余的空氣，燃料間的比例被稱為理論計(jì)算的空氣燃料比。下面的關(guān)于理論計(jì)算空氣需求量的公式表明了完全燃燒1公斤燃料需要多少空氣。 對(duì)于不充分燃燒，循環(huán)中提供的全部熱能，可以根據(jù)氣缸內(nèi)的燃料總量和燃料低熱值計(jì)算得出。燃料低熱值是燃料的一種性能，能夠從如下的公式中計(jì)算出來。 Hu 燃料低熱值 c 燃料中碳的質(zhì)量百分?jǐn)?shù) h 燃料中氫的質(zhì)量百分?jǐn)?shù) o 氧的質(zhì)量百分?jǐn)?shù) s 硫的質(zhì)量百分?jǐn)?shù) n 氮的質(zhì)量百分?jǐn)?shù) w 水的質(zhì)量百分?jǐn)?shù) 在充分燃燒中，循環(huán)中提供的全部熱能受汽缸中進(jìn)氣量限制。在這種情況下，燃料被完全轉(zhuǎn)變成燃燒產(chǎn)物，甚至可提供的空氣量低于理論計(jì)算的空氣量。 然而燃料在不充分燃燒和充分燃燒情況下燃燒產(chǎn)物的成份是不同的。這個(gè)成份取決于燃料的種類、空氣燃料比、溫度和壓力。如果有充足的時(shí)間使化學(xué)反應(yīng)達(dá)到平衡，那么這個(gè)成份是一定的。眾所周知，在真實(shí)的發(fā)動(dòng)機(jī)條件下，上面假設(shè)的完全燃燒是永遠(yuǎn)不可能實(shí)現(xiàn)的。 這對(duì)于接近于10的過量空氣系數(shù)是至關(guān)重要的，（過量空氣系數(shù)指汽缸中空氣量和理論計(jì)算所需空氣量的比例。） 因此，在AVL BOOST程序中包括了一個(gè)燃料轉(zhuǎn)換因子的模型，它考慮了過量空氣系數(shù)在09到12之間的未完全燃燒。圖21過量空氣系數(shù)對(duì)計(jì)算有效平均壓力的影響。 圖21表示汽缸中有固定量的汽油機(jī)的指示有效壓力為空氣比率的函數(shù)。2112 熱釋放計(jì)算方法直接的表示放熱率是模仿燃燒過程的最簡單的方法。在某一特定運(yùn)行點(diǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)的放熱率由所計(jì)量的汽缸壓力記錄決定。用高壓循環(huán)計(jì)算的逆運(yùn)算，在方程312或313解出 而不是 ，釋放的熱量相對(duì)曲軸轉(zhuǎn)角就得到了。BOOST計(jì)算了每一度曲軸轉(zhuǎn)角的實(shí)際熱輸入。對(duì)于直接的放熱率的輸入有下面的選擇存在：列表通過指定相對(duì)曲軸轉(zhuǎn)角放熱率曲線可以近似的計(jì)算得出放熱曲線。y 值表示獲得的一個(gè)曲線下的面積。在特定點(diǎn)之間的值通過線性插值法獲得。Vibe函數(shù)Vibe函數(shù)經(jīng)常用來模擬發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際放熱特性。Q 熱能輸入總量 曲柄角0 燃燒開始時(shí)的曲柄角c 燃燒過程中曲柄角的變化m 形狀參數(shù)a Vibe 參數(shù) 對(duì)于完全燃燒a69完整的Vibe函數(shù)給出自燃燒開始已經(jīng)燃燒掉的燃料質(zhì)量。c 燃燒掉部分質(zhì)量圖22表現(xiàn)出通過Vibe函數(shù)得到的DI Diesel發(fā)動(dòng)機(jī)近似的實(shí)際燃燒放熱曲線圖。燃燒起始點(diǎn)、燃燒過程持續(xù)的曲軸轉(zhuǎn)角和形狀因子可通過適合于測(cè)量的熱損失曲線的最小的方格獲得。圖22實(shí)際測(cè)量的放熱近似值圖23表現(xiàn)了Vibe形狀參數(shù)對(duì)Vibe函數(shù)形式的影響。圖23 形狀因子“m”的影響Vibe兩區(qū)：對(duì)于外混合預(yù)燃式的發(fā)動(dòng)機(jī)，選擇一個(gè)兩區(qū)模型是可能的。放熱率和燃燒掉部分的質(zhì)量通過Vibe函數(shù)表明。而燃燒的和未燃燒的進(jìn)氣具有相同溫度的假設(shè)就不成立了。而且，對(duì)于燃燒的進(jìn)氣和未燃燒的進(jìn)氣要分別應(yīng)用熱力學(xué)第一定律。下面標(biāo)b 表示燃燒區(qū)下面標(biāo)u 表示未燃燒區(qū)這一項(xiàng)表示由于新鮮的進(jìn)氣轉(zhuǎn)變成燃燒產(chǎn)物而造成的從未燃燒區(qū)到燃燒完區(qū)的焓流。兩區(qū)之間的熱流忽略不計(jì)。而且總的體積變化等于汽缸體積的變化，兩個(gè)區(qū)（未燃燒區(qū)和燃燒完的區(qū)）的總體積等于汽缸的體積。將上兩式代入等式3111，運(yùn)用初等代數(shù)知識(shí)可推導(dǎo)出一個(gè)由燃燒區(qū)溫度導(dǎo)出相對(duì)曲軸轉(zhuǎn)角的等式。其中：對(duì)未燃區(qū)域的溫度導(dǎo)數(shù)可以建立相似的方程如下：在每一時(shí)間內(nèi)燃燒的混合氣的數(shù)量可以通過用戶定義韋伯函數(shù)來獲得。對(duì)于所有其它條件參數(shù)，如壁面熱損失等等，就單一區(qū)域精確劃分成兩個(gè)區(qū)域而論的類似模型得到應(yīng)用。計(jì)算最小辛烷值碰撞模型需要發(fā)動(dòng)機(jī)無碰撞的運(yùn)轉(zhuǎn)。碰撞攻擊的開端超出假設(shè)積分未燃區(qū)域的條件點(diǎn)火延遲大于在燃燒末端到達(dá)前的區(qū)域點(diǎn)火延遲依賴于燃料的辛烷值，且氣體條件按下式：草藥模型常量 l燃料的辛烷值 壓力 溫度雙韋伯函數(shù)用兩個(gè)韋伯函數(shù)（雙韋伯）的疊加來近似更準(zhǔn)確地描述壓燃式（CI）發(fā)動(dòng)機(jī)精確的熱量釋放特征是可行的。在這種情況下，需定義兩個(gè)韋伯函數(shù)。第一個(gè)韋伯函數(shù)用來模擬預(yù)混合氣燃燒的波峰，而第二個(gè)韋伯函數(shù)用來模擬受控燃燒的傳播。假設(shè)每一個(gè)韋伯函數(shù)的燃料分配形式是知道的。從兩個(gè)韋伯函數(shù)中得到的熱量釋放可以相加。從而給出一個(gè)雙韋伯熱量釋放形式，圖形如下： 2.1.1.3.擴(kuò)展熱量釋放方法上述所提到的對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)瞬時(shí)狀態(tài)進(jìn)行模擬的方法是不充分的。因?yàn)闊崃酷尫盘匦允请S發(fā)動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速和負(fù)荷而改變的。當(dāng)對(duì)模擬運(yùn)轉(zhuǎn)先驗(yàn)瞬態(tài)的速度和負(fù)荷譜是不可知時(shí)，就需要預(yù)知依賴于控制點(diǎn)的熱量釋放效率模型。Woschni/Anisits對(duì)于柴油機(jī)，常用的方法是以Woschni 和Anisits建立的模型C1為基礎(chǔ)的。韋伯函數(shù)和一個(gè)控制點(diǎn)的特性參數(shù)必須被定義。模型按實(shí)際控制條件預(yù)先給出韋伯函數(shù)的變化： 燃燒持續(xù)時(shí)間 空燃比 轉(zhuǎn)速 韋伯形參 點(diǎn)火延遲 進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)壓力 進(jìn)氣門關(guān)閉時(shí)缸內(nèi)壓力 在參考控制點(diǎn)點(diǎn)火延遲采用由Andree 和Pachernegg C3所建立的關(guān)系式進(jìn)行計(jì)算。該關(guān)系假設(shè)氣體溫度相對(duì)于時(shí)間的積分超出極限，噴射的油霧就點(diǎn)燃。Hires et al對(duì)于汽油機(jī)，燃燒持續(xù)時(shí)間和點(diǎn)火延遲的變化是按點(diǎn)火時(shí)C2時(shí)的缸內(nèi)條件計(jì)算的。s 層狀的火焰速度f 點(diǎn)火時(shí)活塞距缸蓋的距離 層狀的火焰速度本身是關(guān)于缸內(nèi)環(huán)境、空燃比和剩余氣體的摩爾數(shù)的函數(shù)C4。 2.1.1.4. 準(zhǔn)空間燃燒模型SI（單點(diǎn)燃油噴射） 發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)于SI發(fā)動(dòng)機(jī)， BOOST軟件實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)空間燃燒模型預(yù)知在一個(gè)模糊控制發(fā)動(dòng)機(jī)中的熱釋放效率。因此需考慮下列參數(shù)的影響C10, C11, C12。. 燃燒室形狀. 火花塞位置和點(diǎn)火時(shí)間. 缸內(nèi)混合氣的組成（殘余氣體、再循環(huán)廢氣、空氣和油霧）. 肉眼可見的混合氣運(yùn)動(dòng)和紊亂水平 按照3.1.2.1, 2節(jié)描述的兩區(qū)域燃燒模型熱力學(xué)韋伯區(qū)域法通常用來計(jì)算燃燒產(chǎn)品（也就是燃燒區(qū)域）和殘余的新鮮空腔（未燃區(qū)域）的氣體環(huán)境。然而熱釋放效率是按方程3.1.23來定義的，而不是用戶提供的韋伯函數(shù)： 燃燒的總質(zhì)量 生成火焰的質(zhì)量 特定的燃燒時(shí)間 附連的質(zhì)量由火焰表面面積、未燃區(qū)的密度、層狀火焰速度和紊流密度計(jì)算而來，見下式： 未燃區(qū)密度 火焰表面積 紊流密度 層狀火焰速度 點(diǎn)火時(shí)特定燃燒時(shí)間 自點(diǎn)火開始時(shí)間假設(shè)火焰從火花塞到整個(gè)燃燒室是按球形傳播的。在這種假設(shè)的前提下，已燃區(qū)和未燃區(qū)中瞬時(shí)的火焰半徑，火焰表面積和濕的活塞、缸蓋、缸孔內(nèi)表面可以按純幾何學(xué)問題考慮。 為了計(jì)算紊流密度u，需按下面的假設(shè)建立簡易的k模型：. 球形紊流既不會(huì)受擴(kuò)散，也不會(huì)受到邊界層流的影響. 紊流是各向同性的. 在進(jìn)氣沖程進(jìn)程中沒有渦流產(chǎn)生. 在進(jìn)氣沖程進(jìn)程中全部只產(chǎn)生的紊流. theory動(dòng)力扭矩按照快速變形理論被保存. 所有層流模式在缸孔軸線方向存在一分量紊流動(dòng)能k按下式定義：是它的分散速度 紊流的動(dòng)能變化速度按下式描述： 產(chǎn)品 傳播，這個(gè)術(shù)語忽略，也就是設(shè)為零 模型常量 紊流長度比例對(duì)于敲擊特征的預(yù)設(shè)定，使用與3.1.2.1, 2節(jié)所描述的區(qū)域韋伯函數(shù)相同的模型。 對(duì)于直噴壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)，BOOST采用兩個(gè)模型來預(yù)置燃燒特性：該方法是由Hiroyasu提出的并由AVL發(fā)展了MCC模型。 Hiroyasu的表達(dá)式，也就是C14, C15, C16, C17，需要用戶輸入基于發(fā)動(dòng)機(jī)全部特性（幾何參數(shù)和燃油分配表）的最小程度來計(jì)算油霧蒸汽的撒布，點(diǎn)火和后來的高溫燃燒。不論在高壓條件下油霧的燃燒過程多么復(fù)雜，為了降低NOx和煙灰水平目標(biāo)，這種形式主義是特別適合發(fā)動(dòng)機(jī)的成本-效率、參數(shù)化研究。這部分是因?yàn)榭刂瞥绦蚴菑南喈?dāng)大量相對(duì)于卷入油滴燃燒的紊態(tài)流動(dòng)的實(shí)驗(yàn)工作中獲得的。下面對(duì)模型的主要理論特征進(jìn)行簡單的描述。更加詳細(xì)實(shí)用的信息見上述提到的參考書。模型的一個(gè)重要特征是噴霧進(jìn)入燃燒室的模式。液體燃料以環(huán)形包裹的方式引入燃燒室，如圖2-5所示，這種行為如同自包含流體原理。每一單獨(dú)的包裹從它的周圍的環(huán)境中帶走空氣并交換熱量而與相鄰的包裹沒有關(guān)系。液體燃料是用小滴來描述的，它們的尺寸劃分是由經(jīng)驗(yàn)公式?jīng)Q定的。并假設(shè)在在不同的包裹之間沒有熱、質(zhì)量和動(dòng)力轉(zhuǎn)變，而且每一個(gè)環(huán)形部分都是沿圓周對(duì)稱的。所有的包裹向前移動(dòng)以致于它們保持接觸，而彼此不能互相超越，有點(diǎn)像栓塞狀流動(dòng)。生成包裹的數(shù)量由用戶決定，通過用戶對(duì)計(jì)算所使用半徑確定及時(shí)間節(jié)拍的選擇。在燃油噴射期間內(nèi)的每一個(gè)計(jì)算的時(shí)間節(jié)拍，一個(gè)新的代表性的包裹的排列開始進(jìn)入計(jì)算領(lǐng)域。噴霧的演化是由源于實(shí)驗(yàn)研究的經(jīng)驗(yàn)公式?jīng)Q定的。這些公式定義了包裹的軸向位置。包裹的體積和變形受中-雙物理過程控制，例如氣缸周圍氣體的夾帶進(jìn)入包裹內(nèi)、包裹內(nèi)油滴的蒸發(fā)、壁面熱損失和由傳播火焰類型燃燒導(dǎo)致熱量釋放。變化的物理過程如圖2-6所示。在一個(gè)包裹中小滴的尺寸劃分，尤其用Sauter平均直徑（Sauter平均直徑，D32，是油滴的直徑，它的體積與表面積的比值等于等于整個(gè)噴霧的比值）的形式，按下面的經(jīng)驗(yàn)公式給出：l方括號(hào)中的兩個(gè)數(shù)中的較大者 動(dòng)態(tài)（絕對(duì)）粘度 密度寫在下方的l 液體寫在下方的a 空氣在一個(gè)包裹有它自已的Sauter平均直徑，它和包裹中的液體質(zhì)量一同給它里面的液滴提供一個(gè)數(shù)量值。在每一個(gè)包裹中對(duì)單個(gè)的包裹來說使用動(dòng)能和質(zhì)量平衡，針對(duì)油滴的溫度和直徑的變化率可以建立普通的微分方程，這種方法后來用第四法則Runge-Kutta-Gill方法解決了。詳細(xì)的描述參見C14。這些方程的解決方法產(chǎn)生了包裹中有用的氣體的量值和溫度的變化的值，這些作為油滴受環(huán)境和后續(xù)蒸發(fā)的加熱的結(jié)果是有經(jīng)驗(yàn)意義的。 油噴的末端是由第一批包裹定義的，它們被噴射進(jìn)入燃燒室。實(shí)驗(yàn)研究表明，油霧末端穿透力，S，和被稱為開始噴油的突變后的消逝時(shí)間及其后的成正比。全套沿管口對(duì)稱軸線穿透長度上的方程如下所示：其中： 常量 = 15.8 常量 = 0.39 通過管口的壓力微量 噴射速度 發(fā)動(dòng)機(jī)速度 噴油持續(xù)時(shí)間 管口數(shù)量 噴油總質(zhì)量 管口直徑以上的經(jīng)驗(yàn)公式嚴(yán)格說來只是在最初的、氣體不流動(dòng)的情況下才是正確的。當(dāng)氣缸內(nèi)氣體流動(dòng)有渦流運(yùn)動(dòng)時(shí)，建議用下面的對(duì)通過長度的修正，定義式為：，這里，是旋渦數(shù)量。它是假定噴入壓力和旋渦的比率在這期間保持常數(shù)。 當(dāng)計(jì)算L=1，用遠(yuǎn)離軸線Hiroyasu et al.來說明進(jìn)入燃燒室的沿半徑區(qū)域的通過長度，按下面的公式修訂 進(jìn)入燃燒室的空