MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH CHUYỂN TIẾP CỦA ĐỘNG CƠ D240 TRÊN PHẦN MỀM BOOST KẾT NỐI VỚI MATLAB SIMULINK

Trước sự phát triển như vũ bảo của khoa học kỹ thuật, sức lao động của con người dần dần được giải phóng. Hầu hết các công việc bằng sức người được thay thế bằng các loại máy móc tinh vi được lập trình sẵn để làm việc thay con người, không những thay thế lao động chân tay mà nó còn có thể thay thế cả lao động trí óc.

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 2

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 4

1.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 4

1.2 Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI 5

CHƯƠNG 2 MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ D240 TRÊN PHẦN MỀM BOOST 6

2.1 PHẦN MỀM BOOST MÔ PHỎNG NHIỆT ĐỘNG HỌC VÀ CHU TRÌNH CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ 6

2.1.1 Giới thiệu về phần mềm mô phỏng động cơ BOOST 6

2.1.2 Tính năng và ứng dụng của phần mềm BOOST 9

2.1.3 Cơ sở lý thuyết của phần mềm BOOST 9

2.1.3 Các phần tử của phần mềm BOOST 20

2.1.4 Các bước cơ bản để xây dựng một mô hình 25

2.2 MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ D240 26

2.2.1 Các thông số kỹ thuật của động cơ D240 26

2.2.2 Xây dựng mô hình 28

2.2.3 Nhập dữ liệu cho mô hình 29

2.2.4 Chạy mô hình ở chế độ ổn định (chế độ toàn tải) 53

2.2.5 Xử lý kết quả 54

CHƯƠNG 3 KẾT NỐI GIỮA PHẦN MỀM BOOST VÀ MATLAB SIMULINK 57

3.1 GIỚI THIỆU VỀ MATLAB SIMULINK 57

3.1.1 Các khối chức năng có sẵn thường dùng trong phần mềm MATLAB SIMULINK 59

3.1.2 Tạo mới một khối để mô phỏng trong MATLAB SIMULINK 72

3.1.3 Mô phỏng một khối trong MATLAB SIMULINK 73

3.2 ỨNG DỤNG CỦA MATLAB SIMULINK 76

3.3 SỰ TƯƠNG TÁC VÀ HỖ TRỢ LẪN NHAU GIỮA PHẦN MỀM BOOST VÀ PHẦN MỀM MATLAB SIMULINK 76

3.4 KẾT NỐI BOOST VÀ MATLAB SIMULINK 78

CHƯƠNG 4 ỨNG DỤNG KẾT NỐI GIỮA BOOST VÀ MATLAB SIMULINK KHẢO SÁT QUÁ TRÌNH CHUYỂN TIẾP CỦA ĐỘNG CƠ D240 79

4.1 XÂY DỰNG MÔ HÌNH 79

4.2 GIAO THỨC KẾT NỐI GIỮA BOOST VÀ MATLAB SIMULINK 81

4.3 NHẬP DỮ LIỆU CHO MÔ HÌNH KẾT NỐI 83

4.4 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ THẢO LUẬN 85

4.4.1 Kết quả dạng bảng 85

4.4.2 Kết quả dạng đồ thị, nhận xét và thảo luận 86

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN CHUNG VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN ĐỀ TÀI 92

5.1 KẾT LUẬN CHUNG 92

5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 93

TÀI LIỆU THAM KHẢO 94

PHỤ LỤC 95

Tên đề tài:

MÔ PHỎNG QUÁ TRÌNH CHUYỂN TIẾP CỦA ĐỘNG

CƠ D240 TRÊN PHẦN MỀM BOOST KẾT NỐI VỚI

MATLAB SIMULINK LỜI NÓI ĐẦU

Trước sự phát triển như vũ bảo của khoa học kỹ thuật, sức lao động của con người dầndần được giải phóng Hầu hết các công việc bằng sức người được thay thế bằng các loại máymóc tinh vi được lập trình sẵn để làm việc thay con người, không những thay thế lao độngchân tay mà nó còn có thể thay thế cả lao động trí óc Sự can thiệp của khoa học kỹ thuậtngày càng thể hiện rõ không chỉ trong các lĩnh vực công nghiệp mà cả trong các lĩnh vựcnông nghiệp Có thể minh chứng cho điều này một cách rất cụ thể và trực quan, đó là máy vitính (computer) Một công cụ của thời kì kỹ thuật cao và nó ngày càng được cải thiện Thửhỏi nếu một ngày thiếu mày máy vi tính thì thế giới sẽ phải chịu một tổn thất là bao nhiêu,tất nhiên là không thể nào có thể thống kê hết thiệt hại của nó gây ra về cả tinh thần và cả vậtchất

Việt Nam cũng đang bước vào thời kì phát triển, việc ứng dụng máy vi tính cũng đangphát triển mạnh Máy tính dần dần len lõi vào tất cả các ngành, các lĩnh vực Việc ứng dụng

nó trở nên cấp thiết hơn bao giờ hết, nó giúp chúng ta giải quyết vô số các vấn đề

Nói riêng trong cơ sở nghiên cứu khoa học, trong ngành động cơ nói chung và động cơđốt trong nói riêng thì việc ứng dụng máy vi tính vào công việc là tất yếu Việc nghiên cứucác vần đề về các loại động cơ trở nên cấp bách do sự sử dụng các loại động cơ đang pháttriển rất nhanh nhất là ở những nước đang phát triển như Việt Nam Với nhiều phát minhkhoa học về tất cả các lĩnh vực toán học, vật lý, tin học thì ngày càng có nhiều công cụhơn để có thể khảo sát các loại động cơ hơn Một trong số các công cụ cần thiết cho việcnghiên cứu các động cơ đó là có thể xây dựng được một mô hình mô phỏng động cơ nhằmtăng tính trực quan của hệ thống cũng như rút ngắn thời gian nghiên cứu, thời gian chế tạothử, giảm chi phí trong thiết kế và nghiên cứu Qua các quá trình mô hình hóa và môphỏng có thể làm cho các nhà khoa học có thể tối ưu hóa các quá trình công tác, các kết cấumới phù hợp hơn cho người sử dụng

Hiện nay trên thế giới đã xuất hiện rất nhiều phần mềm có liên quan đến động cơ nóichung và quá trình nhiệt động học của động cơ nói riêng như phần mềm đa phương KIVA,phần mềm nhiệt động học quá trình công tác của động cơ PROMO của Đức dựa trên lýthuyết tính toàn động lực học chất lỏng CFD (computational Fluit Dynamics), các phần mềmBOOST, FIRE, HYDSIM, EXCITE, GLIDE, TYCON, BRICKS của hãng AVL (cộng hòa

Áo) Các phần mềm này có thể dùng để nghiên cứu một cách chuyên sâu về các chu trìnhcông tác làm việc của động cơ, có khả năng thiết kế mẫu, thử nghiệm mẫu trên lý thuyết ỞViệt Nam các phầm mềm này mới được đưa vào sử dụng trong vài năm gần đây nên đang ởgiai đoạn nghiên cứu.

Phần mềm BOOST là một phần mềm chuyên về tính toán các quá trình nhiệt động trongđộng cơ và dòng chảy Phần mềm đã được ứng dung khá rộng rãi ở các nước công nghiệpphát triển cũng như các hãng ô tô hiện đại Tại Việt Nam phần mềm cũng đã được một sốcán bộ và sinh viên nghiên cứu và ứng dụng

Ngoài các phần mềm chuyên sâu dó còn có một số phần mềm cũng rất hay được sử dụngđến như phần mềm MATLAB SIMULINK, một phần mềm chuyên dụng về mô phỏng vàtính toán các thông số Phần mềm có thể xử lý hầu hết các phép toán một cách đơn giản dựatrên bộ lệnh có sẵn, hơn nữa nó còn có khả năng thực hiện việc mô phỏng các hệ thống trong

cơ học cũng như trong các ngành điện tử Phần mềm Matlab Simmulink có thể liên kết vớicác phần mềm khác như C, C++

Nói chung, mỗi phần mềm đều có một lợi thế riêng trong một lĩnh vực nhất định, Phầnmềm BOOST thì có khả năng trong việc tính toán các thông số chi tiết bên trong động cơmột cách chi tiết và đáng tin cậy nhưng lại không mềm dẻo, không thể linh động được cáctrường hợp mà phải chạy riêng cho từng trường hợp sau đó kết nối lại Phần mềm MATLABSIMULINK lại có khả năng điều khiển, mềm dẻo trong mọi hoạt động, nói một cách chi tiếthơn đó là điều khiển được các phần tử của BOOST giúp cho phần mềm BOOST có thể hoạtđộng một cách chính xác hơn, mềm dẻo hơn Nhưng với riêng phần mềm MATLABSIMULINK thì lại không thể tính toán một cách chính xác các quá trình diễn ra bên trongđộng cơ Chính vì thế việc kết hợp hai phầm mềm này lại với nhau là rất cần thiết, nó giúpcho chúng ta có thể lợi dụng điểm mạnh của phần mềm này để bù vào điểm yếu của phầnmềm kia, nó giúp cho việc mô phỏng được chính xác và trực quan hơn, mềm dẻo hơn, có thểnghiên cứu được cả những thông số bên trong động cơ lẫn bên ngoài động cơ, giúp cho cácnhà nghiên cứu đỡ mất thời gian hơn

Xuất phát từ việc muốn tăng khả năng cho phần mềm BOOST bằng cách kết nối phầmmềm đó với một phần mềm bên ngoài là MATLAB SIMULINK để giúp cho quá trìnhnghiên cứu trở nên dễ dàng hơn, chi tiết hơn và hoàn thiện hơn Tôi đã quyết định chọn đềtài: “Mô phỏng quá trình chuyển tiếp của động cơ D240 trên phần mềm BOOST kết nối vớiMATLAB SIMULINK” với hy vọng có thể đóng góp một phần nào đó trong việc khai thác

có hiệu quả phần mềm BOOST

Do thời gian thực hiện đề tài ngắn so với tính phức tạp và đa dạng của đề tài, do sự hạnchế về các thiết bị kiểm chứng bằng thực tế, bên cạnh đó là khả năng có hạn nên đề tài sẽkhông tránh khỏi sự thiếu sót và hạn chế, tác giả sẽ tiếp tục đầu tư để có thể hoàn thiện thêm

Chương 1 TỔNG QUAN

Mô phỏng là một công cụ được sử dụng một cách rộng rãi hiện nay, nhất là khinghành công nghệ thông tin phát triển một cách nhanh chóng Mô phỏng là một công cụhữu ích trong hầu hết các ngành, các lĩnh vực khác nhau như trong sinh học, trong côngnghệ thông tin, trong kĩ thuật … Mô phỏng giúp cho chúng ta có cái nhìn trực quan hơn,sinh động hơn về các hệ thống, các công thức, các phản ứng mà rất khó thực hiện và quansát trong thực tế Các phần mềm mô phỏng giúp cho những người nghiên cứu, thiết kế cóthể loại bỏ bớt các thí nghiệm không cần thiết, có thể dễ dàng phân tích và nghiên cứu để

có thể giảm bớt chi phí thực nghiệm Nói riêng trong ngành động cơ đốt trong thì có một

số các phần mềm mô phỏng nhưng nổi bật vẫn là gói phần mềm của hãng AVL trong đó

có phần mềm BOOST Phần mềm BOOST có một số tính năng nỗi bật như: Mô phỏngcác quá trình công tác của động cơ từ một xilanh đến nhiều xilanh, từ động cơ diezel đếnđộng cơ xăng một cách khá chính xác và có độ tin cậy cao Phần mềm có thể cung cấpcho chúng ta tất cả các thông số về nhiệt động học của động cơ đốt trong…

Phần mềm BOOST là một phần mềm được rất nhiều hãng động cơ trên thế giới sửdụng như Audi, VW, Fiat… và mới được đưa vào Việt Nam mấy năm gần đây Phầnmềm đã được một số cán bộ và sinh viên nghiên cứu và ứng dụng trong đó có một số đềtài như: Tăng áp cho động cơ DSC80-TA - Luận án tiến sỹ của Lê Đình Vũ; Mô phỏngđộng cơ D243 do nhà máy Sông Công chế tạo – Luận văn tiến sỹ của Cù Huy Thành.Quá trình chuyển tiếp của động cơ là quá thay đổi tốc độ của động cơ theo thời gian,nói cách khác quá trình chuyển tiếp là quá trình tăng tốc hay giảm tốc của động cơ Việcnghiên cứu quá trình chuyển tiếp là rất quan trọng vì đây là quá trình sát với thực tế nhất,đây là quá trình mà thực tế bắt buộc phải sử dụng, nghiên cứu quá trình là nghiên cứu chothực tế để có thể cải tiến những phần cần thiết để cho phù hợp hơn với thực tế

Việc mô phỏng quá trình chuyển tiếp của động cơ là hết sức cần thiết, nó có thể giúpcải tiến các thông số của xe trên thực tế Chính vì thế đề tài này nghiên cứu một trong cáccách dùng để mô phỏng động cơ ở chế độ chuyển tiếp để có thể cung cấp thêm mộtphương pháp mới trong việc nghiên cứu động cơ, đó là việc sử dụng kết hợp hai phầnmềm BOOST và MATLAB SIMULINK để có thể nghiên cứu quá trình chuyển tiếp củađộng cơ

1.1 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là động cơ D240, một loại động cơ diezel 4 kỳ, côngsuất thiết kế là 80 mã lực ở số vòng quay 2200 vòng/phút Sản phẩm của nhà máy Disocosản xuất với kỹ thuật công nghệ của Liên Xô cũ Hiện nay động cơ D240 vẫn đang đượcthị trường Việt Nam chấp nhận Chính vì thế việc nhiên cứu động cơ D240 là rất cần thiếtnhằm mục đích cải thiện động cơ và khả năng làm việc của động cơ, mặt khác góp phầnvào việc chẩn đoán sửa chửa và phục hồi lại động cơ nhanh chóng để phục vụ cho sản

xuất đưa lại lợi ích kinh tế cho người sử dụng động cơ Các số thông số cơ bản của động

cơ D240 được thể hiện trong bảng 1

Bảng 1: Các thông số cơ bản của động cơ

Đề tài chủ yếu nghiên cứu về quá trình chuyển tiếp trong động cơ D240 nhờ vào việcứng dụng phần mềm mô phỏng động cơ Boost kết hợp với phần mềm mô phỏng và tínhtoán toán học Matlab qua đó có thể đưa ra một số kết quả tham khảo

1.2 Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI

Đề tài đã giải quyết được các vấn đề sau:

Tìm hiểu về phần mềm BOOST

Mô phỏng động cơ D240 trên phần mềm BOOST

Chạy mô phỏng và đưa ra kết quả

Mô phỏng động cơ D240 trên phần mềm BOOST kết hợp với MATLAB SIMULINKChạy chương trình để xem quá trình chuyển tiếp của động cơ D240 và rút ra kết luận

Chương 2 MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ D240 TRÊN PHẦN MỀM BOOST

2.1 PHẦN MỀM BOOST MÔ PHỎNG NHIỆT ĐỘNG HỌC VÀ CHU TRÌNH CÔNG TÁC CỦA ĐỘNG CƠ

2.1.1 Giới thiệu về phần mềm mô phỏng động cơ BOOST

Phần mềm BOOST là một phần mềm nằm trong bộ phần mềm của hẵng AVL, cửa sổkhởi động phần mềm BOOST được thể hiện trên hình 1

Hình 1: Cửa sổ khởi động của phần mềm Boost

Cửa sổ giao diện của phần mềm BOOST khi khởi động xong để chuẩn bị bước vàoquá trình xây dựng mô hình để mô phỏng được thể hiện ở hình 2

Thanh công cụ Programs, File, Edit, Element, Model, Simulation, Options, Utilities vàHelp Chức năng của các thanh công cụ thể hiện rõ ở phần Help Các phần tử có sẵn củachương trình được đặt phía bên trái màn hình Việc xây dựng mô hình được thực hiện bênphải màn hình Các phần tử được copy từ bên trái màn hình (danh mục các phần tử) vàđược đưa sang bên phải màn hình (trong vùng vẽ) Việc sắp xếp, thay đổi kích thước vàhướng của các phần tử được thực hiện bằng các phím chức năng khác nhau

Hình 2: Cửa sổ giao diện chính của phần mền boost

Các biểu tượng sử dụng theo các chức năng riêng biệt khác nhau Các chức năng củacác biểu tượng được mô tả cụ thể hơn ở bảng 2:

Bảng 2: Các biểu tượng và chức năng của các biểu tượng trong BOOST

File mới

GhiInXoá CắtCopy DánZoom Chọn đối tượngThay đổi đườngChèn đường

Vẽ đường elíp

Biểu tượng Chức năng

Vẽ hình vuôngTẩy hìnhViết văn bảnHiện thị đối tượng lên trênHiện thị đối tượng xuống sauMàu và nét đặc trưng

Phông chữPhông chữ toPhông chữ nhỏ

Để có được mô hình tính, trước tiên cần phải triển khai việc xây dựng mô hình trênvùng vẽ

Các phần tử sử dụng để xây dựng mô hình được lựa chọn phù hợp theo từng loại động

cơ Sau khi đã chọn phần tử, hình dạng, kích thước và hướng của các phần tử trên vùng vẽ

có thể thay đổi được

Các biểu tượng có chức năng thay đổi hình dạng, kích thước và hướng của phần tửđược thể hiện trên bảng 3:

Bảng 3: Các biểu tượng và chức năng của các biểu tượng

Nối bình tiêu âmĐổi chiều dòng chảyThay đổi dành dạng ống nối và các dây nốiXoay phần tử ngược chiều kim đồng hồ một góc 90 độXoay phần tử theo chiều quay đồng hồ một góc 90 độ

Điều khiển mô hìnhChạy mô hình

Sau khi thực hiện xong công việc lựa chọn và định vị các phần tử trên vùng vẽ, tiếptục thực hiện việc nối các phần tử với nhau thông qua phần tử ống hoặc dây nối Phầncuối của quá trình xây dựng mô hình là việc đặt các phần tử đo trên ống theo yêu cầu.

2.1.2 Tính năng và ứng dụng của phần mềm BOOST

Phần mềm BOOST có nhiều tính năng và tác dụng trong cả lĩnh vực thiết kế cũng nhưthí nghiệm, sau đây là một số tính năng và tác dụng cơ bản:

Mô phỏng các quá trình công tác của động cơ với độ chính xác và tính tin cậy cao, tạothuận lợi trong mục tiêu thiết kế động cơ hoặc phân tích các quá trình nhiệt động học

Có thể mô phỏng các động cơ từ loại một xilanh đến nhiều xilanh, cho loại động cơxăng hay động cơ diezel, động cơ hai kỳ hay động cơ bốn kỳ với dải công suất khác nhau

từ đông cơ cở nhỏ như xe máy đến các động cơ cở lớn như tàu thuỷ, mô phỏng được cácchế độ làm việc của động cơ

Xác định các thông số trong quá trình nhiệt động học, dòng chảy trong quá trình traođổi khí, quá trình phun nhiên liệu, quá trình cháy mà trước kia phải sử dụng phươngpháp kỹ thuật đo phức tạp và tốn kém mới có thể xác định được

Có khản năng kết nối với các phần mềm khác (liên kết động) như MATLAB để môphỏng với các dữ liệu động

Trong đào tạo có khả năng tái hiện các hình ảnh gần như thực tế một cách trực quan,

mổ xẽ các hiện tượng xảy ra bên trong để giúp học viên có thể quan sát được những phần

mà không thể quan sát trực tiếp trên mô hình thực hoặc nếu quan sát được cũng phải dùngcác thiết bị rất đắt tiền

Trong sản xuất nó giúp rút ngắn thời gian thiết kế, giảm chi phí và số lượng sản phẩmmẫu trong quá trình thiết kế, tối ưu hoá được các quá trình công tác cũng như kết cấu để

có được động cơ với các tính năng cao

Loại trừ được một số trường hợp bất thường có thể xảy ra trên thực tế mà không làmtổn hại đến động cơ thực, lựa chọn được khoảng cần thí nghiệm giúp giảm bớt số lượngthí nghiệm thực tế, tiết kiệm được thời gian và tiền bạc

Giúp chẩn đoán được những hư hỏng ban đầu có thể xảy ra trong một số trường hợplàm tăng nhanh tiến độ sữa chữa động cơ

2.1.3 Cơ sở lý thuyết của phần mềm BOOST

Phương trình nhiệt động học thứ nhất

Trong động cơ đốt trong quá trình cháy là quá trình không thuận nghịch biến nănglượng hoá học thành nhiệt năng Việc xác định trạng thái của môi chất tại từng thời điểmcủa quá trình cần phải biết cụ thể các phản ứng trung gian biến đổi từ hỗn hợp ban đầuthành sản phẩm cháy cuối cùng Cho tới nay, các phản ứng đó chỉ mới được xác định đốivới những nhiên liệu đơn giản như hydrogene và methane, vv Tuy nhiên trong tất cả các

trường hợp, chúng ta đều có thể dùng định luật nhiệt động học thứ nhất để xác định mốitương quan giữa trạng thái đầu và cuối của quá trình cháy

Việc áp dụng định luật này không đòi hỏi phải biết diễn biến các giai đoạn trunggian của quá trình Định luật nhiệt động học thứ nhất thể hiện mối quan hệ giữa sự biếnthiên của nội năng (hay enthalpie) với sự biến thiên của nhiệt và công Khi áp dụng địnhluật này đối với hệ thống mà thành phần hoá học của nó thay đổi chúng ta cần phải xácđịnh trạng thái chuẩn zero của nội năng hay enthanpie của tất cả các chất trong hệ thống

Trong trường hợp cụ thể thì việc tính toán quá trình cháy trong động cơ đốt trongđược dựa trên phương trình nhiệt động học thứ nhất:

dQ d

dQ d

dV p d

u m

BB w F

c

Trong đó:

- biến đổi nội năng bên trong xilanh;

- công chu trình thực hiện;

- nhiệt lượng cấp vào;

QF - nhiệt lượng của nhiên liệu cung cấp;

Qw - nhiệt lượng tổn thất cho thành;

 - góc quay trục khuỷu;

hBB - trị số enthalpy;

- biến thiên khối lượng dòng chảy

Phương trình 1-1 được áp dụng cho cả động cơ hình thành hỗn hợp bên trong và hỗnhợp bên ngoài Tuy nhiên sự thay đổi thành phần hỗn hợp của hai trường hợp trên là khácnhau Đối với trường hợp quá trình hình thành hỗn hợp bên trong xilanh thì có giả thiết:

 Nhiên liệu cấp vào trong xilanh được đốt cháy tức thì.

 Hỗn hợp cháy được hoà trộn tức thì với lượng khí sót trong xilanh

Tỷ lệ A/F giảm liên tục từ giá trị cao ở điểm bắt đầu tới giá trị thấp ở điểm kết thúcquá trình cháy

Như vậy phương trình (1-1) sau khi biến đổi sẽ trở thành:

(1-2)

Trong đó:

Tc - nhiệt độ xilanh;

mc - khối lượng môi chất trong xilanh;

pc - áp suất trong xilanh;

uc - nội năng riêng của khối lượng môi chất bên trong xilanh;

Hc- nhiệt trị thấp;

 - hệ số dư lượng không khí (1/);

 - tỷ lệ tương đương;

Vc - thể tích xilanh

Việc giải phương trình trên phụ thuộc vào mô hình quá trình cháy, quy luật toả nhiệt

và quá trình truyền nhiệt qua thành xilanh, cũng như áp suất, nhiệt độ và thành phần hỗnhợp khí Cùng với phương trình trạng thái

Thiết lập quan hệ giữa áp suất, nhiệt độ và tỷ trọng, từ phương trình 1-2 ta sử dụngphương pháp Runge-kutta giải để xác định nhiệt độ trong xilanh Từ đó sẽ xác định được

áp suất thông qua phương trình trạng thái

Lý thuyết cháy Vibe

Quá trình cháy chịu ảnh hưởng của rất nhiều thông số, phần mềm AVL-Boost mô tảquá trình cháy thông qua đặc tính tỏa nhiệt, chu trình cháy lý thuyết, quá trình cháy dongười sử dụng định nghĩa hoặc đặc tính tỏa nhiệt dự tính Trong đó cách thức tiếp cận tiệnlợi và phổ biến nhất là sử dụng phương trình cháy Vibe

Quy luật Vibe được xác định thông qua các tham số như: điểm bắt đầu cháy, thời giancháy, tham số đặc trưng cháy “m” Các thông số trên có thể là không đổi hoặc thay đổiphụ thuộc vào từng chế độ làm việc của động cơ thông qua phương trình sau:

0 - điểm bắt đầu cháy;

c - khoảng thời gian cháy;

m - tham số đặc trưng cháy;

Tích phân phương trình 1-4 ta có:

x - phần trăm khối lượng môi chất đốt cháy

Hình 3 là đồ thị mô tả quan hệ tốc độ toả nhiệt và phần trăm khối lượng môi chất cháytheo góc quay trục khuỷu (ROHR rate of heat release (tốc độ toả nhiệt))

Hình 3 Đồ thị mô tả tốc độ tỏa nhiệt

Hình 4 là đồ thị mô tả ảnh hưởng của tham số đặc trưng cháy “m” đến hình dạng củahàm Vibe

Hình 4 : ảnh hưởng của tham số đặc trưng cháy.

Truyền nhiệt

Truyền nhiệt trong xilanh

Quá trình truyền nhiệt từ trong buồng cháy qua thành buồng cháy như nắp xilanh,piston, và lót xilanh được tính dựa vào phương trình truyền nhiệt sau:

Qwi – nhiệt lượng truyền cho thành (nắp xilanh, pittông, lót xilanh);

Ai – diện tích truyền nhiệt (nắp xilanh, pittông, lót xilanh);

w – hệ số truyền nhiệt;

Tc – nhiệt độ môi chất trong xilanh;

Twi – nhiệt độ thành (nắp xilanh, pittông, lót xilanh);

Trong trường hợp nhiệt độ của thành lót xilanh, biến đổi nhiệt độ dọc trục giữa vị tríĐCT và ĐCD được tính theo biểu thức sau:

TL, ĐCT – nhiệt độ lót xilanh tại vị trí ĐCT;

TL, ĐCD – nhiệt độ lót xilanh tại vị trí ĐCD;

x – dịch chuyển tương đối của pittông (vị trí thực tế của pittông sovới toàn bộ hành trình)

Đối với hệ số truyền nhiệt thì phần mềm BOOST cho phép lựa chọn một trong 4 môhình sau:

 Woschni 1978

 Lorenz (chỉ dùng cho động cơ có buồng cháy ngăn cách)

Mô hình Woschni 1978 được lựa chọn cho việc tính toán quá trình truyền nhiệt trongđộng cơ thử nghiệm D1146TI

C2 = 0,00324 đối với động cơ phun trực tiếp;

C2 = 0,00622 đối với động cơ phun gián tiếp;

D - đường kính xilanh;

cm - tốc độ trung bình của pittông;

cu – tốc độ tiếp tuyến; (cu = .D.nd/60 trong đó nd – tốc độ xoáy củamôi chất, nd = 8,5 n)

VD – thể tích công tác của 1 xilanh;

pc - áp suất môi chất trong xilanh;

pc,o - áp suất khí trời;

Tc,1 – nhiệt độ môi chất trong xilanh tại thời điểm đóng xupáp nạp;

pc,1 - áp suất môi chất trong xilanh tại thời điểm đóng xupáp nạp

Trao đổi nhiệt tại cửa nạp, thải

Trong quá trình quét khí, việc lưu tâm đến quá trình trao đổi nhiệt tại của nạp và thải

là hết sức quan trọng Quá trình này có thể lớn hơn rất nhiều so với dòng chảy trongđường ống đơn giản do hệ số truyền nhiệt cao và nhiệt độ trong vùng giữa xupáp và đếxupáp Trong Boost mô hình Zapf hiệu chỉnh được sử dụng để tính toán cho quá trìnhnày

Hệ số trao đổi nhiệt p phụ thuộc vào hướng của dòng chảy (vào hoặc ra khỏi xilanh):

(1-13)dùng cho dòng chảy ra, và:

(1-14)cho dòng chảy vào

Trong đó:

p – hệ số trao đổi nhiệt tại cửa

Td – Nhiệt độ sau cửa

Tu – nhiệt độ trước cửa

Tw – nhiệt độ thành cửa

Aw – diện tích bề mặt cửa

- lưu lượng khối lượng

cp – nhiệt dung riêng đẳng áp

hv - độ nâng xupáp

dvi - đường kính trong của đế xupáp

Bảng 4 thể hiện các hệ số sử dụng trong các phương trình ở trên

Bảng 4: Các hệ số của phương trình trao đổi nhiệt tại cửa nạp và thải

mc – lượng môi chất bên trong xilanh

u – nội năng;

pc - áp suất bên trong xilanh;

V – thể tích xilanh;

Qw – nhiệt tổn thất qua thành;

dmi – khối lượng phân tử chất khí đi vào xilanh;

dme – khối lượng phân tử chất khí đi ra ngoài xilanh;

hi – enthalpy của chất khí bên trong;

he - enthalpy của chất khí bên ngoài

Tương tự như đối với quá trình cháy, phương trình nhiệt động học thứ nhất có thể khaitriển để xác định sự biến đổi của nhiệt độ trong xilanh theo biểu thức sau:

Phương trình 1-16 sử dụng cho động cơ diesel

Sự thay đổi lượng môi chất nạp vào xilanh có thể được xác định thông qua lượng khí

ra và vào xilanh, thể hiện qua biểu thức sau:

(1-17)

Lưu lượng dòng khí nạp và thải

Tốc độ dòng khí tại cửa nạp và thải được tính theo công thức viết cho dòng chảy đẳngentropy mà kể đến hệ số cản dòng được quyết định bởi kích thước đường kính họng

Từ phương trình bảo toàn năng lượng viết cho dòng ổn định tại miệng hút ta cóphương trình xác định lưu lượng dòng khí nạp:

(1-18)

Trong đó:

- lưu lượng dòng khí;

Aeff – diện tích tiết diện lưu thông;

p01 - áp suất trước miệng hút;

T01 – nhiệt độ trước miệng hút;

ở cùng điều kiện biên Hệ số dòng chảy liên quan đến diện tích tiết diện ngang của ốngnối

Đường kính bên trong của đế xupáp dùng cho việc xác định độ nâng van định mứcđược thể hiện trên hình 5

R – khí nạp mới.

Truyền nhiệt trong quá trình trao đổi chất.

Truyền nhiệt trong quá trình trao đổi chất được tính toán tương tự như ở chu trìnhcháy Đối với quá trình trao đổi chất cả hai mô hình Woschni đều được sử dụng để tính hệ

(1-26)

Công thức 1-26 sử dụng cho dòng khí chảy vào

p – hệ số truyền nhiệt tại của nạp và xả;

Td – nhiệt độ dòng chảy xuôi;

Tu – nhiệt độ dòng chảy ngược;

Tw – nhiệt độ thành tại cửa nạp và xả;

Aw – diện tích cửa nạp và xả;

- tốc độ dòng chảy;

cp – nhiệt dung riêng đẳng áp;

hv – độ nâng của xupáp;

dvi - đường kính đế xupáp

Dòng chảy trong đường ống

Động lực học dòng chảy không khí một chiều trong đường ống được thể hiện thôngqua phương trình liên tục,

E – thành phần năng lượng của khí

cv – nhiệt dung riêng đẳng tích

Trong đó:

t – bước thời gian tính

x – chiều dài phần tử tính toán

u – tốc độ dòng chảy

a – tốc độ âm thanhĐiều này có nghĩa là giữa bước thời gian tính và chiểu dài phần tử tính toán phải cómột quan hệ nhất định BOOST thể hiện quan hệ bước thời gian tính và chiều dài phần tửtính toán ngay tại lúc bắt đầu quá trình tính dựa trên điều kiện ban đầu nhất định trongđường ống đó Nếu tiêu chuẩn ở trên không được đáp ứng do các thông số của dòng chảythay đổi quá lớn thì bước thời gian tính sẽ được tự động hạ xuống

Đối với đường ống cong:

Boost thể hiện mô hình đơn giản trong đó có tính đến ảnh hưởng của độ cong của ốngtới tổn thất dòng chảy Mô hình đường ống cong trong BOOST làm tăng tổn hao ma sátvới thành ống theo hệ số tổn hao .

kiện bên ngoài như nhiệt độ, áp suất…

trong một vị trí giới hạn của mô hình Phần tửQuy định điều kiện bên trong ống tại

được sử dụng để nghiên cứu, đo đạc vàxác định các điều kiện bên trong ống tạimọi vị trí Kết quả đầu ra của phần tử nàycho phép xác định các điều kiện biên củađường nạp và đường xả Tại các vị trí đặtđiểm đo sẽ xác định được nhiệt độ và ápsuất theo góc quay trục khuỷu

các thông số đặc trưng và trạng thái quátrình lưu động của môi chất trong ốngtheo góc quay trục khuỷu ở bất kì vị trínào trên ống thuộc mô hình Các vị trí đặtphần tử đo được xác định trong phạm vikích thước cho phép của ống Thông sốlấy được từ các phần tử đo bao gồm nhiệt

độ, áp suất, tốc độ và lưu lượng dòng môichất, v v Ngoài ra còn có khả năng đưa

ra được đặc tính sóng áp suất, tốc độ phía

STT Phần tử Kí hiệu Tính năng và tác dụng

trước và phía sau vị trí đặt phần tử đo

trong thực tế của động cơ

phần tử thay thế cho các ống nạp, thảitrong thực tế

thể tích công tác bên trong buồng cháycủa động cơ, cũng có thể được định nghĩabằng hành trình dịch chuyển của piston

hình thay thế cho các đoạn ống có trạngthái ổn định về nhiệt độ, áp suất, thànhphần hỗn hợp

thể tích thay

đổi

Phần tử này bổ sung cho phần tử bình

ổn áp chuẩn trong trường hợp thể tích củabình ổn áp thay đổi thay đổi theo thời gian

có thể xác định được Ví dụ hộp cácte vàbơm quét khí có ảnh hưởng nhiều tới sựthay đổi thể tích Phần tử này được sửdụng trong mô hình để thay thế cho hộpcác te và bơm quét khí của động cơ thực

giá nhân tố cản dòng trong hệ thống Nó

có thể được sử dụng để nối kết các ống cókích thước khác nhau hoặc các mô hình cótiết diện thay đổi đột ngột, ví dụ nhưbướm ga, vòi phun Phần tử tiết lưu đưavào mô hình để đánh giá tổn thất áp suấttrên hệ thống ống dẫn Các nguyên nhânnhư kích thước tiết diện mặt cắt ngangống thay đổi (như bướm tiết lưu, vòi

STT Phần tử Kí hiệu Tính năng và tác dụng

phun, vv ) hoặc hiện tượng phân dòngtrong hệ thống, cũng như các thay đổikích thước ống và những vị trí góc hẹpống đều gây ra hiện tượng cản dòng

dòng đặc biệt, hệ số cản dòng phụ thuộcvào thời gian hoặc góc quay của trụckhuỷu Tốc độ của van quay có thể khác

so với tốc độ động cơ Phần tử van cónhiệm vụ thay thế cho thiết bị điều khiểnquá trình nạp trên mô hình thực của động

cơ hai kỳ Phần tử van quay được sử dụng

để điều khiển lưu lượng dòng môi chấttheo góc quay trục khuỷu hoặc theo thờigian Trong mô hình của động cơ 2 kỳ cóđiều khiển quá trình nạp thì phần tử vanquay thường được đưa vào

dòng trên hệ thống ống dẫn Trong môhình phần tử Junction đóng vai là phần tửtrung gian để kết nối các phần tử ống khi

có hiện tượng phân dòng

lọc khí nạp của mô hình thực, bằng phần

tử lọc khí trên mô hình xây dựng sẽ đánhgiá được ảnh hưởng do tổn thất áp suấtgây ra đối với quá trình nạp

trong hoặc chế hoà khí của động cơ xăng.Đối với động cơ xăng hỗn hợp cháy đượcmặc định hình thành bên ngoài buồngcháy kể cả trường hợp phun xăng

15 Bộ xúc tác khí

xả bộ xúc tác khí xả trên mô hình thực đểPhần tử này có nhiệm vụ thay thế cho

đánh giá ảnh hưởng trên đường xả

STT Phần tử Kí hiệu Tính năng và tác dụng

Turbo tăng áp

động cơ tăng áp cơ khí Trong trường hợp

tỷ số tăng áp không đổi và hiệu suất máynén không đổi, theo lý thuyết có thể xácđịnh được đường tốc độ chuẩn hoặc mộtmap Nếu một đường tốc độ chuẩn hoặcmột map của máy nén được xác định, thì

tỉ số tăng áp và hiệu suất được xác địnhtheo tỷ lệ khối lượng tức thời của dòngchảy và tốc độ của máy nén thực tế

dụng cho mô hình có làm mát khí tăng áp.Các dữ liệu đối với phần tử làm mát khítăng áp về cơ bản là giống phần tử lọc khí.Các giá trị về tổn thất áp suất, hiệu suấtlàm mát và khối lượng dòng khí ổn địnhtương đối được xác định từ bên ngoài

tăng áp biến áp trong thực tế

STT Phần tử Kí hiệu Tính năng và tác dụng

các thông số để điều khiển các phần tửtrong BOOST và mở rộng một số khảnăng khác của BOOST Nó tương tự nhưmột chiếc ECU để điều khiển các thông sốcho các phần tử Hình 6 mô tả một ví dụ

về sự kết nối này

API mềm ứng dụng để kết nối giữa hai phầnĐây cũng là một trong những phần

mềm BOOST và MATLAB SIMULINK.Liên kết API này khác so với phần tửDLL ở chỗ nó mang tính chi tiết hơn, nóđiều khiển sâu hơn vào các phần tử cụ thểtrong BOOST Cụ thể hơn là nếu dùngphần tử DLL thì BOOST sẽ cung cấp choMATLAB SIMULINK hai biểu tượng củaBOOST, các thông số của BOOST ở điểmkết nối vào MATLAB SIMULINK sẽđược đưa hoàn toàn vào MATLABSIMULINK để xử lý Còn phần tử API thìlại tác động chi tiết hơn đến từng phần tử

để tăng độ chính xác đến các phần tử sovới thực tế Hai phần tử API và DLL cóthể thay thế cho nhau nhưng cách tácđộng đến BOOST là khác nhau Hình 7

mô tả một ví dụ cụ thể về việc sử dụngliên kết API

Hình 6: Ví dụ khi sử dụng Matlab DLL điều khiển một xylanh

Hình 7: Ví dụ về kết nối giữa Boost và Matlab API

2.1.4 Các bước cơ bản để xây dựng một mô hình

Quá trình xây dựng mô hình một động cơ bất kì trải qua các giai đoạn sau:

 Chọn các phần tử: các phần tử được lựa chọn phụ thuộc vào kết cấu thực tếcủa động cơ như số xilanh, động cơ tăng áp hay không tăng áp, các đườngống dài bao nhiêu

 Nối các phần tử lại với nhau: nối các phần tử bằng pipe (đường ống) hay dâynối riêng theo quy định của các phần tử khi nối với nhau

 Khai báo các thông số cho các phần tử: các thông số đã được đo sẵn trênđộng cơ thực cho các phần tử

 Chạy mô hình và lấy kết quả

2.2 MÔ PHỎNG ĐỘNG CƠ D240

2.2.1 Các thông số kỹ thuật của động cơ D240

Các thông số kỹ thuật cơ bản được thể hiện trên bảng 5, mặt cắt dọc và mặt cắt ngangđược thể hiện trên các hình 24 và 25

Bảng 5: Các thông số kỹ thuật của động cơ D240

17 Suất tiêu hao nhiên liệu ge 180 g/ml.h

Hình 8: Mặt cắt dọc động cơ D240

Hình 9: Mặt cắt ngang của động cơ D240

2.2.2 Xây dựng mô hình

- Lựa chọn các phần tử cho mô hình

Số lượng và thể loại các phần tử được lựa chọn phù hợp theo từng loại động cơ, Ví dụđối với động cơ D240 số lượng và thể loại phần tử được lựa chọn như (hình 10), còn đốivới một số động cơ đặc biệt khác thì cần phải có thêm các phần tử khác, vv Việc xâydựng mô hình được thực hiện sau khi chọn xong phần tử theo yêu cầu

Hình dạng của phần tử ống nối có thể thay đổi bằng cách chọn phần tử ống và sau đónhấn vào biểu tượng Change Tất cả các điểm nối trên phần tử ống sẽ xuất hiện và có thểthay đổi trực tiếp Ngoài ra có thể tăng hoặc giảm bớt các điểm nối trên phần tử ống saocho có phần tử ống hợp lý với mô hình xây dựng Kết thúc công việc thay đổi phần tử ốngnối bằng phím chuột bên phải.

Các điểm nối trên các phần tử như phần tử bình ổn áp, phần tử làm mát khí tăng áp,phần tử lọc khí nạp và phần tử tiêu âm có thể thay đổi tuỳ theo mục đích, thậm chí có thểthay đổi hình dạng bên ngoài của các phần tử

Hình 11: Mô hình ban đầu khi chưa nhập dữ liệu của động cơ D240

Còn đối với dây nối ( Wire) sử dụng kết nối giữa phần tử ECU hoặc phần tửMATLAB với các phần tử khác trong mô hình cũng được sử dụng tương tự như phần tửống nối

Ngoài ra đối với perforated pipe in Plenum ( Perforated Pipe in Plenum) dùng để kếtnối phần tử bình tiêu âm (perforated Pipe in Pipe) trong mô hình

Các phần tử đo (Measuring Point) được đưa vào mô hình tương tự như các phần tửkhác

2.2.3 Nhập dữ liệu cho mô hình

Nhập dữ liệu cho mô hình là vấn đề quyết định thành bại của mô hình đó Một môhình muốn có được kết quả theo đúng mong muốn thì dữ liệu nhập vào phải chính xác.Trong phần mềm BOOST việc nhập dữ liệu là vấn đề hết sức quan trọng BOOST chia raviệc nhập dữ liệu cho các phần tử khác nhau là khác nhau để tăng tính chính xác cho môhình Có thể chia ra việc nhập dữ liệu trong BOOST thành hai phần: nhập dữ liệu chung

và nhập dữ liệu cho các phần tử

Dữ liệu điều khiển chung mô hình (Simulation Control)

Dữ liệu chung là dữ liệu chi phối toàn bộ quá trình mô phỏng của mô hình Dữ liệuchung cần phải nhập đầu tiên trước khi nhập dữ liệu cho các phần tử cụ thể của BOOST.Màn hình nhập dữ liêu chung được thể hiện ở hình 12

Các dữ liệu này được nhập thông qua các của sổ giao diện Trong suốt quá trình tínhcác dữ liệu chung này sẽ là thông số điều khiển bên ngoài, điều khiển các quá trình chạy,truy xuất dữ liệu, cách tính cơ bản …

Hình 12: Khai báo dữ liệu cơ bản ban đầu

Việc khai báo dữ liệu chung bao gồm việc khai báo các thông số sau:

* General Control (điều khiển chung): trên cửa sổ giao diện (hình 13) cần xác địnhtham số:

- Date, Project ID và Run ID: Dữ liệu date sẽ được phần mềm tự động ghi vào CònProject ID và Run ID chính là đường dẫn để nhận biết trong quá trình chạy và xem kếtquả

- Tốc độ động cơ (Engine Speed): Tốc độ động cơ được định nghĩa theo tốc độ quaytrục khuỷu Trong trường hợp mô phỏng một chế độ ổn định thì giá trị tốc độ được giữkhông đổi, còn khi mô phỏng quá trình chuyển tiếp, tăng hoặc giảm tốc thì tốc độ động cơ

sẽ được giữ nguyên giá trị ở 3 chu kỳ đầu, còn chu kỳ tiếp theo tốc độ sẽ thay đổi

- Cách tính (Calculation Modes), phần mền đưa ra 2 cách tính:

+) Cách tính đơn giản (Single calculation): Tính một chế độ làm việc của động cơ;Các kết quả tính được bao gồm các thông số của dòng môi chất trong động cơ

+) Cách tính Animation (Animations); Kết quả đầu ra của cách tính animation sẽ chophép mô tả ở dạng động một chế độ làm việc của động cơ

Hình 13: Khai báo dữ liệu điều khiển chung

- Mô phỏng quá trình chuyển tiếp (Transient Simulation): Ngoài việc mô tả trạng tháilàm việc ổn định (tốc độ động cơ không thay đổi), Chương trình còn mô phỏng chế độchuyển tiếp của động cơ (quá trình tăng hoặc giảm tốc) Theo yêu cầu sử dụng động cơthường sẽ phải làm việc ở chế độ chuyển tiếp (tăng hoặc giảm tốc) như vậy đối với môhình yêu cầu cần phải đề cập đến các nhân tố ảnh hưởng

Nhân tố quán tính, là quán tính trung bình của hệ trục bao gồm hệ trục khuỷu và hệtrục phụ khác trong động cơ, và quán tính của phương tiện vận hành khi tăng hoặc giảmtốc

Quan hệ giữa khối lượng, tốc độ của phương tiện vận hành với tốc độ động cơ, thểhiện qua biểu thức sau:

Trong đó:

I - Quán tính của phương tiện;

rT -Bán kính quay;

i - Tỉ số truyền giữa động cơ và bánh xe

Với i được xác định theo biểu thức sau:

(2.39)Trong đó:

ne - Tốc độ động cơ;

nw - Tốc độ bánh xe

Mô men cản được xác định theo biểu thức sau;

(2.40)Trong đó:

D - Cản lăn, trượt của bánh xe;

- Miture Preparation: Phương pháp hình thành hỗn hợp cháy:

+) Internal: quá trình hình thành hỗn hợp cháy bên trong xylanh động cơ;

+) External: Quá trình hình thành hỗn hợp cháy được thực hiện bên ngoài xylanh,trường hợp này sử dụng cho động cơ sử dụng carburetor hoặc phun xăng

- Fuel: Đối với nhiên liệu phần mềm cho phép chọn các loại nhiên liệu phổ biến sau:

+) Gasoline (xăng)+) Diesel (điêzen)+) Methanol+) Ethanol+) Hydrogen (hyđrô)Sau khi chọn loại nhiên liệu cho mô hình thì giá trị các thông số nhiệt trị thấp nhiênliệu (QH) và lượng không khí lý thuyết cần thiết để đốt cháy hết một kg nhiên liệu (A/F)đều được tự động mặc định

- Reference Condition (điều kiện chuẩn); các điều kiện về nhiệt độ, áp suất được xácđịnh thông qua điều kiện chuẩn, các thông số này có ảnh hưởng đến tỷ lệ phân chia lượngkhí nạp cho từng xylanh, hệ số nạp, vv

- Gas Properties (đặc tính hỗn hợp khí); thành phần của hỗn khí trong hệ thống phụthuộc vào áp suất và nhiệt độ của hệ ở từng vị trí khác nhau Trong mô hình không cóxylanh thì thành phần khí được coi là không đổi

* Time Step Control (điều khiển bước tính): Được thể hiện trên hình 14

- Cycle (kỳ): lựa chọn theo loại động cơ 2 kỳ hoặc động cơ 4 kỳ cho mô hình tươngđương.

- Maximum Calculation Period (Chu kỳ tính cực đại): Được chọn theo số chu kỳ củađộng cơ hoặc theo giá trị góc quay trục khuỷu Sau một chu kỳ tính kết quả sẽ được ghivào file.bst Đối với mô hình mô tả trạng thái làm việc ổn định thì số chu kỳ tính lựa chọnphụ thuộc vào kết quả đầu ra đạt giá trị ổn định ở các chu kỳ cuối

Hình 14: Khai báo thông số điều khiển bước tính

Số chu kỳ tính (số chu kỳ lặp) cần được lựa chọn tùy thuộc vào độ chính xác mà người

sử dụng yêu cầu, số chu kỳ tính cực đại càng lớn thì thời gian cho mỗi bước tính sẽ dàinhưng độ chính xác đạt được càng cao Tuy nhiên, tuy thuộc vào bài toán, có thể chỉ cầnchọn 20 chu kỳ lặp, bài toán đã hội tụ Người dùng cũng có thể nhập góc quay trục khuỷuthay vì nhập chu kỳ lặp

- Pipe (đường ống):

Bước tính lựa chọn cho mô hình quyết định đến độ chính xác của kết quả đầu ra Tuynhiên số lượng các đoạn ống tăng cùng với thời gian các bước tính giảm sẽ dẫn đến tăngdung lượng bộ nhớ cho chương trình Trong quá trình nhập dữ liệu có thể lựa chọn mộttrong hai thông số Average Cell Size (cỡ của từng đoạn ống) hoặc Calculation time step(thời gian của từng bước tính) Kết quả đưa ra được quyết định do thông số Output

* Firing order (thứ tự nổ): Được thể hiện trên hình 15

Thứ tự làm việc của các xylanh được xác định theo xylanh thứ nhất.

Hình 15: Khai báo thứ tự nổ

* Engine Only (xét riêng động cơ):

Mômen cản của động cơ được xác định thông qua phương trình (2.40) Vì vậy cầnphải đưa vào các hệ số, a, b, c, d

* Driver (hệ thống dẫn động):

Đối với Driver yêu cầu cần cung cấp các dữ liệu sau:

- Maximum Clutch Torque (mômen lớn nhất của ly hợp)

- Shifting Time (thời gian sang số)

- Acceleration Pedal Off (không chọn chế độ tăng tốc)

- Acceleration Pedal On (chọn chế độ tăng tốc)

- Clutch Pedal Off (đóng ly hợp)

- Minimum Engine Speed (tốc độ nhỏ nhất của động cơ)

- Maximum Engine Speed (tốc độ cực đại của động cơ)

- Vehicle Velocity (tốc độ ôtô); tốc độ xe đưa vào có thể là giá trị khôngđổi hoặc thay đổi

- Gear Step at Calculation Start (tốc độ ban đầu); tốc độ ban đầu đựơclấy theo dữ liệu đầu vào ban đầu

- Table of gear ratios (bảng tỷ số truyền): Tỷ số truyền tại các vị trí tay

số (= tốc độ động cơ/tốc độ xe)

* Vehicle (ôtô):

Mômen cản của xe được xác định theo biểu thức (2.40) với các hệ số được lựa chọnphù hợp với điều kện vận hành xe

* Gas properties (đặc tính hỗn hợp khí):

Thành phần của hỗn hợp khí trong trường hợp này được lựa chọn là không thay đổi

* Initialization (điều kiện đầu): Thể hiện trên hình 16

Điều kiện ban đầu được xác định bằng các tham số sau: áp suất, nhiệt độ, hơi nhiênliệu, sản phẩm cháy, tỷ lệ giữa không khí và nhiên liệu

Điều kiện ban đầu thường được sử dụng làm điều kiện ban đầu cho các phần tử Pipe

và junction

Hình 16: Khai báo điều kiện đầu

* Engine Friction (tổn thất ma sát động cơ): Màn hình khai báo được trình bày ở hình

17 Tổn thất ma sát được xác định theo tốc độ vòng quay của động cơ, dữ liệu đưa vào ở

dạng bảng Dữ liệu này có thể lấy từ một file kết quả đã được xác định bằng phương phápđo

Hình 17: Khai báo tổn thất ma sát trong động cơ

- Dữ liệu cho các phần tử cơ bản

Thông số đầu vào cho từng phần tử được thực hiện sau khi hoàn thành việc nhậpthông số chính cho mô hình

Sau khi kích đúp phím chuột trái vào phần tử chọn của cửa sổ giao diện nhập dữ liệucủa phần tử đó sẽ hiện ra, các dữ liệu cần nhập được thực hiện trên cửa sổ giao diện Saukhi kết thúc việc nhập dữ liệu phần tử sẽ đổi màu

Cần chú ý rằng dữ liệu đưa vào trên mỗi cửa sổ giao diện của các phần tử được xácđịnh theo từng loại động cơ, hoặc các dữ liệu đã được xác định bằng các mô hình thựcnghiệm trước đó

Phần tử ống được định nghĩa bằng các dữ liệu sau:

* General (dữ liệu chung): Thể hiển ở hình 18