AVL curise部分原理(8)

以使用。

·充分预热

·增加摩擦力的平均压力 13.8.1充分预热

在这种模式下，热启动时产生的额外的燃料消耗是通过对用户定义的特性之外的插补得到的。

13.8.2增加摩擦力的平均压力

图13-4 friction meanpressure

摩擦力的平均压力的特性是由在最大（pE,min）和最小（pE,max）速度时的摩擦力的平均压力和他们之间的曲率系数（cE,fric,p）给定的（cE,fric,p=1意味着一个线性特性；否则参考图13-4）。

首先，计算出摩擦力的平均压力的一个参考值

fB?pE,fric,max?pE,fric,min????E,max????cE,fric,p?????E,idle????cE,fric,p (13-53)

???fA?pE,fric,min?fB???E,idle???pE,fric,ref?fA?fB??E,out?cE,fric,p (13-54)

cE,fric,p (13-55)

式中， pE,fric,max：发动机最大转速时的FMEP，bar；

pE,fric,min：发动机最小转速时的FMEP，bar； fB

pE,fric ref：参考摩擦力下的有效压力，Pa。

用动态燃油粘度作为温度的依据。这里只需要40℃时的粘度。其他温度下的燃油的粘度可以通过经验公式的方式计算出来。

fhelp?159.56?ln?E,401.8?10?4

???? (13-56)

??T??1.8?10?4?efhelp????T?273.15?95?????e??fhelp??887?

(13-57) (13-58)

?E,act???TE??E,ref???TE,N?

式中， η

E,40

：在40℃时燃油的粘度，Pa.s；

Fhelp：

T：设定的温度，K； ηη

E,act

：实际温度下动态燃油粘度，Pa.s； ：相对温度下动态燃油粘度，Pa.s；

E,ref

TE,N：标称温度，℃。

由粘度转换成摩擦力的平均压力需要一个摩擦力的平均压力指数（cE，vis，exp）。其计算如下：

pE,fric,add?pE,fric,ref??E,act?????E,refcE,fric,exp??1?? ? (13-59)

式中， pE,fric,add：由摩擦力所需的额外的平均压力，Pa。

cE,fric,exp：FMEP特性指数。

给出了在标称温度（TE，N）时的摩擦力的平均压力，燃油消耗曲线和排放图。由于进行了燃油消耗量的修正所以摩擦力的平均压力在发动机上的作用点是变化的。通过这些就可以计算出摩擦力的变化，实际温度和理想温度之间的平均压力并将他们加到燃油消耗图中去。这个作用点就会向更高的（实际温度低于标称温度）或者更低的（实际温度高于标称温度）的平均压力的方向变化的。通过其他的作用点，也会得到同样的结果（见图13-5）。

图13-5冷启动发动机上的作用点的变化

高级摩擦模式

13.10.1发动机的损耗：在PNH模式 A）机械摩擦 曲轴

可以用式（13-60）计算出曲轴的平均有效压力：

f?c?ND3bLbnb????CDb??N2D2bnb?mepcb??B2Sn?cs??B2Sn???ctd??n??

?c??c??c?式中， B：孔深，m；

S：冲程长，m； Db：轴承直径，m； Lb：轴承长度，m； Nb：轴承的数量； nc：汽缸的数量； N：发动机转速，rpm；

Ccb：主轴承中流动的损失的系数，Pa/rpm m； Ccs：主轴承密封中摩擦损失的系数，Pa m2；

Ctd：由粘性消耗产生的摩擦损失的系数，Pa S2/m2 rpm。

(13-60)

13.10 活塞（往复的）组

在往复式的活塞组中可以根据式（13-61）计算出摩擦力的平均有效压力：

3?NDb?103??1??Vp?Lbnb?pi?1.33?2.38?10?2Vp?

?????meppb?cpb??C?C1?C?0.088r?0.182rps?pr?cc???B2?op?B2Sn?BN??????c?a??? (13-61)

式中， Ccb：连杆轴承的液力系数，Pa/rpm m；

Cps：汽缸裙部间流体动力系数，Pa s； Cpr：活塞环-缸壁之间的间隙系数，Pa m2； Co：气体压力形成的环形摩擦力的系数，Pa； Vp：活塞的平均速度，m/s。

气门结构

用式（13-62）计算出在气门结构中摩擦力的平均有效压力下

.50.5?Nnb??L1?103?Lvnvnv?vN?2???Fmep?cvo?Cvh??Cvm?1??Fmepcv?cvb?cam,follower (13-62) ?????N?Snv??BSnc??BSnc?对于平面凸轮

?103?nv?? Fmepcam,follower?Cvf?1??N?Snc?对于滚子凸轮

(13-63)

?Nnv???Fmep?Ccam,followervr?? Sn?c? (13-64)

式中， Cvb：凸轮轴轴承的液力的系数，Pa m3/rpm；

Cvh：往复液动润滑常数，Pa m0.5/rpm0.5； Cvm：往复混合润滑常数，Pa；

Cvo：取决于凸轮曲轴的密封处的边界润滑常量，Pa； Lv：阀的最大上升量，m； nv：阀的数量；

Cvf：平面凸轮从动件的常数，Pa m； Cvr：滚子凸轮从动件的常数，Pa m。

这两种凸轮从动件的常数都与阀的外形结构有关。

附属机构的损失

式（13-65）可以用来计算由于附属结构产生的FMEP的值：

2Fmepaux????N??N

(13-65)

分别用6.23×103Pa，5.22Pa/rpm,-1.79×10-4Pa来代替α，β，γ三个常数。 B）脉动损失

pmep?105Disp0.0785?4.02?10?5N?1.06?10?8N2?4.64?10?8IMEP?2.17?10?10N?IMEP0.0025?? (13-66)

这里IMEP,Disp分别用平均有效压力和发动机的排量来代替。 13.10.2发动机的损耗：改进的PNH模式

发动机的结构和润滑油的预热影响摩擦力的损失的比率存在于整个循环中，因为这些都跟油的粘度有关，而油的粘度又跟温度有关。在热启动发动机最初的五十几秒摩擦力功率的下降的非常快，而后下降的比率急剧减小。这个现象表明摩擦力变化是受到油的粘度的影响的。通过测量瞬时的摩擦力损失在由Shayler et al充分预热的值中所占的比来考虑粘度变化的影响。

FmepToilFmepToil?90oC?vToil????vTo?oil?90C?????0.24 (13-67)

13.10.3发动机的损耗：SLM模式 A）机械摩擦 1.曲轴

通过式（13-68）来计算曲轴组件中摩擦力的平均有效压力：

Fmepcranshaft?NDLn??????ccb??B2Sn???c???ref0.63bbb?????Ccs?Db?

?B2Sn??c???n (13-68)

式中， Ccb：主要轴承中流体动力的损失系数，Pa/rpm m；

Ccs：轴承密封中摩擦力损失系数，Pa m2； n：粘度指数；

μ：工作温度下油的动态粘度，Pa.s； μ

ref：参考条件下，充分预热后油的动态粘度，Pa.s。

2.活塞（往复式）组件

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