PHẦN MỀM AVL BOOST HYDSIM

3.1. Giới thiệu tổng quan về phần mềm AVL BOOST Hydsim

AVL BOOST HYDSIM là một chương trình phân tích động lực học của những hệ thống thủy lực và thủy cơ. Nó được xây dựng trên cơ sở ý thuyết động lực học và dao động chất lỏng của những hệ thống đa phần tử. Trong động cơ đốt trong, AVL BOOST HYDSIM được dùng để mô phỏng cho các hệ thống thủy lực như: hệ thống nhiên liệu, hệ thống bôi trơn, các hệ thống truyền động bằng thủy lực. Nhưng chủ yếu phần mềm được ứng dụng để mô phỏng hệ thống phun nhiên liệu Diesel hay các loại nhiên liệu khác như xăng, cồn, gas… Từ kết quả nhận được bằng việc mô phỏng, ta chọn được hệ thống cấp nhiên liệu cũng như kết cấu, đặc tính các chi tiết trong hệ thống đó thích hợp nhất. Ngoài ra, chương trình cũng hữu ích trong nhiều lĩnh vực liên quan đến việc phân tích động lực học của những thiết bị điều khiển thủy lực. Chẳng hạn như việc mô phỏng động lực học của những thiết bị điều khiển thủy lực cũng như sự dao động trong quá trình truyền động.

3.2. Tạo mơ hình khơng gian hai chiều:

3.2.1 Trình bày mơ hình BOOST Hydsim

Hình 3-1 Giao diện phần mềm AVL BOOST HYDSIM

Mục đích của sự trình bày mơ hình trong khơng gian hai chiều là cung cấp một cái nhìn chung của hệ thống được định nghĩa bởi người sử dụng. Một cách cơ bản, mỗi phần tử riêng biệt của hệ thống được trình bày bằng một biểu tượng trên màn hình GUI. Những biểu tượng này được kết nối bằng các liên kết màu đỏ hoặc màu xanh (tùy theo

20

loại liên kết). Trong đó, màu đỏ thể hiện liên kết cơ khí (lị xo hoặc bộ giảm chấn) và màu xanh da trời thể hiện liên kết thủy lực (hướng dịng chảy). Một số phần tử khác có thể được kết nối bằng đường màu xanh lá cây ( liên kết đặc biệt).

3.2.2. Nhập thông số ban đầu

Để nhập thơng số đầu vào, chúng ta kích đơi chuột trái vào một biểu tượng được chọn hoặc có thể kích sáng biểu tượng bằng chuột trái, sau đó kích chuột phải để mở menu rồi chọn tab “Properties”, lúc này hộp thoại đầu vào sẽ hiện ra. Ngoài ra, bằng cách mở những hộp thoại khác nhau từ thanh menu, người sử dụng có thể ghi rõ những điều kiện ban đầu, những thông số đầu ra theo yêu cầu và định nghĩa một trong những thông số khác liên quan đến phần tử. Những tính chất của liên kết cơ khí cũng được ghi giống như vậy. Liên kết thủy lực và liên kết đặc biệt khơng có những tính chất được định nghĩa bởi người sử dụng.

Dữ liệu đầu vào phụ thuộc vào cấu hình hệ thống và tác vụ được chỉ định như standard run, restart, run với tối ưu hóa hoặc tính tốn chuỗi. Một tập hợp các tham số đầu vào cố định được liên kết với từng phần tử. Một số thông số là tùy chọn (được cung cấp dưới dạng tích để chọn). Mỗi yếu tố được đặc trưng bởi một số ID và tên do người dùng xác định. Tính chất lỏng và kết nối cơ học địi hỏi đầu vào riêng biệt. Hơn nữa, dữ liệu chung cho điều khiển tính tốn phải được chỉ định.

3.2.3. Kết quả

Mỗi phần tử có một tập hợp kết quả được xác định trước (nếu được người dùng chọn), được lưu trữ trên các tệp ASCII khác nhau. Theo mặc định, dữ liệu và thông tin điều khiển được lưu trữ trên tệp GIDas. Nội dung của nó có thể được mở trực tiếp với Case Explorer, được tích hợp trong bộ xử lý biểu đồ. Để tối ưu hóa việc chạy chương trình, một tệp lịch sử tương tự cũng được tạo ra (tệp GAD). Đầu ra của kết quả là miền thời gian (mặc định) và miền của góc quay trục (nếu được chọn).

Kết quả mơ phỏng điển hình cho các yếu tố thủy lực là: áp suất, nhiệt độ, tốc độ dịng chảy (tốc độ thể tích hoặc tốc độ khối lượng), tỷ lệ tích lũy (thể tích hoặc khối lượng), khu vực dịng chảy hình học và hiệu suất, dòng chảy / xả, khoang hơi.

Đối với các yếu tố cơ học, kết quả mơ phỏng điển hình là: tỉ lệ vận tốc và/hoặc gia tốc, lực động và mô-men xoắn, thông số động học.

Việc xử lý của dữ liệu kết quả đầu ra (các trục đồ thị) được thực hiện bởi IMPRESSTM Chart (Biểu đồ hiển thị) của không gian làm việc AVL. Biểu đồ hiển thị

21

cho phép tạo các trục tự động linh hoạt bằng cách sử dụng các mẫu được xác định trước (được cung cấp với BOOST Hydsim hoặc được thiết kế bởi người dùng), cũng như tạo tương tác của biểu đồ, sơ đồ...

3.2.4. Bộ tiền xử lý (GUI)

Bộ tiền xử lý (GUI) cho phép người dùng:

− Xây dựng mơ hình 2D của mơ hình BOOST Hydsim. − Xác định các thuộc tính và thơng số kỹ thuật khác.

− Tạo dữ liệu biên tác động vào hệ thống (các tác động bên ngồi vào mơ hình). − Thực hiện tính tốn (một hoặc nhiều lần chạy).

− Truy cập biểu đồ kết quả để đánh giá kết quả. − Truy cập PP3 cho ảnh động kim phun /vòi phun.

3.2.4.1. Mơ hình 2D (code)

Mục đích của biểu diễn 2D của mơ hình BOOST Hydsim là cung cấp hình ảnh chung của hệ thống theo định nghĩa của người dùng. Về cơ bản, một biểu tượng trên màn hình GUI đại diện cho một yếu tố cụ thể của hệ thống vật lý. Các biểu tượng chứa các số liệu sơ đồ của các yếu tố vật lý. Các biểu tượng được kết nối bằng các đường mũi tên màu đỏ hoặc màu xanh. Đường màu đỏ ngụ ý kết nối cơ học (lò xo và/hoặc giảm chấn) và đường màu xanh là kết nối thủy lực (hướng dịng chảy). Một số yếu tố có thể được kết nối bằng các đường màu xanh lá cây (kết nối đặc biệt) và bằng các đường màu cam (kết nối dây).

3.2.4.2. Xác định các thuộc tính và thơng số kỹ thuật

Khi mơ hình 2D của hệ thống được xác định, các thuộc tính của các phần tử và kết nối cơ học cần được chỉ định. Đối với điều này, chọn biểu tượng bằng nút chuột trái và nhấp vào nút phải để mở hộp thoại nhập của phần tử. Ngoài ra, bằng cách mở các hộp thoại khác nhau từ thanh Menu, người dùng có thể chỉ định các điều kiện ban đầu, các tham số đầu ra mong muốn và xác định các thuộc tính khác liên quan đến phần tử. Tính chất của các kết nối cơ học (đường màu đỏ) cũng được chỉ định theo cách tương tự. Kết nối thủy lực (màu xanh), đặc biệt (màu xanh lá cây) và dây (màu cam) khơng có thuộc tính do người dùng xác định.

3.2.4.3. Tạo dữ liệu tác động từ bên ngoài

Tất cả các tác động từ bên ngoài tác động vào hệ thống, trong BOOST Hydsim được chỉ định thông qua các yếu tố Boundary. Về cơ bản, cả kích thích cơ học và thủy lực có

22

thể được chỉ định dưới dạng chuyển vị, vận tốc, áp suất và dòng chảy là một hàm của thời gian hoặc góc quay trục.

3.2.4.4. Thực hiện tính tốn (chạy chương trình)

Chạy chương trình BOOST Hydsim trực tiếp từ GUI bằng cách nhấp vào Simulation| Run. Thủ tục Run hoặc Restart thông thường sẽ được thực hiện. Nếu màn hình chính hoặc hệ điều hành GUI khơng đưa ra bất kỳ thơng báo lỗi nào thì BOOST Hydsim đã bắt đầu thực hiện mơ hình. Trong q trình tính tốn số lượng thơng tin khác nhau, các thơng báo cảnh báo và lỗi có thể được tạo ra bởi các tính tốn nội bộ.

Chúng được lưu trữ trên tệp văn bản Simulation.out và có thể được xem bằng cách chọn Simulation| View Logfile. Cuối cùng nên sử dụng tùy chọn này sau mỗi lần khởi động chương trình (đặc biệt là với một mơ hình mới). Bất kỳ sự cố chương trình nào gây ra bởi lỗi thời gian chạy nghiêm trọng hoặc vi phạm tương thích dữ liệu sẽ được báo cáo ở đó. Chỉ có thể bắt đầu chạy chương trình BOOST Hydsim nếu tất cả dữ liệu cần thiết được cung cấp một cách đúng chuẩn. Ngoài ra, một loạt các kiểm tra tương thích dữ liệu được GUI thực hiện trước khi bắt đầu tính tốn. Nếu tính tốn khơng thể được bắt đầu, một thơng báo lỗi thích hợp sẽ được đưa ra trên màn hình.

3.2.4.5. Truy cập kết quả tính tốn IMPRESSTM Chart

IMPRESSTM Chart có thể được truy cập trực tiếp từ GUI để xem các kết quả tính tốn được thể hiện thông qua các đồ thị 2D bằng cách chọn Simulation| Show Results. Công cụ IMPRESSTM Chart được sử dụng để đánh giá kết quả mô phỏng BOOST Hydsim. Theo mặc định, kết quả được vẽ là một hàm của thời gian và góc quay trục (nếu được chọn). Tuy nhiên, bất kỳ tham số đầu ra nào cũng có thể được chọn làm miền đầu ra (trục x). Các tham số đầu ra mong muốn phải được chọn từ danh sách được xác định trước trong GUI thông qua lệnh Element| Store Results…. Đối với các hệ thống phun nhiên liệu, các thông số đầu ra điển hình sẽ là chuyển động của kim và pít-tơng, tốc độ và lượng nhiên liệu phun, Diện tích dịng chảy, áp suất trong đường dẫn nhiên liệu, buồng bơm và vịi phun...

PP3 có thể được truy cập trực tiếp từ GUI để thực hiện ảnh động của dòng vòi phun. Ảnh động PP3 chỉ khả dụng cho các mơ hình BOOST Hydsim có chứa các yếu tố cơ bản hoặc mở rộng của vòi phun (loại SAC hoặc VCO). Các tính năng ảnh động mở rộng có sẵn cho van điều khiển 2/2 chiều và kim phun đơn với thiết bị phun tách (SID) của hệ thống Common rail tiêu chuẩn.

23

3.3. Hệ thống đơn vị

AVL-Workspace chuyển đổi các giá trị đầu vào từ các đơn vị đầu vào (đơn vị do người dùng xác định trong “Vùng làm việc”) thành các đơn vị mô phỏng (đơn vị được sử dụng bên trong của phần mềm). Nói chung, các đơn vị mặc định sẽ được sử dụng cho các giá trị đầu vào, nhưng bạn có thể ghi đè các đơn vị mặc định cho từng giá trị đầu vào riêng lẻ trong bất kỳ hộp thoại nào. Đơn vị mặc định có thể được xác định trong hộp thoại Options | Units:

Hình 3-2 Hộp thoại đơn vị

Cài đặt đơn vị mặc định có thể được chấp nhận từ cấp độ người dùng, trang web hoặc hệ thống. Những cài đặt có thể được xác định ở cấp độ người dùng và trang web, bằng cách sao chép từ các cấp cấu hình cao hơn hoặc bằng cách thay đổi các đơn vị đầu vào mặc định riêng lẻ.

− SI: cài đặt trên các đơn vị SI mặc định.

− English Metric: cài đặt trên đơn vị số liệu tiếng Anh mặc định. − N-mm-s: cài đặt trên các đơn vị N-mm-s mặc định.

− Engine Cycle Simulation

− Site: cài đặt được chia sẻ bởi tất cả người dùng trang web của bạn. − User: cài đặt cho người dùng cá nhân.

Để thay đổi các đơn vị đầu vào mặc định, mở rộng tệp đơn vị có liên quan và nhấp đúp vào đơn vị mong muốn. Một điểm đánh dấu màu xám sẽ xuất hiện bên cạnh đơn vị đầu vào mặc định mới như trong Hình 3-3 sau đây:

24

Hình 3-3 Hộp thoại đơn vị

3.4. Trợ giúp trực tuyến

Trợ giúp trực tuyến có sẵn cho các máy trạm LINUX thơng qua Trình duyệt Netscape cho tất cả các hộp thoại BOOST Hydsim. Trên các nền tảng Windows (XP, Windows 7...) có thể truy cập trợ giúp trực tuyến thông qua Netscape và Internet Explorer (tùy thuộc vào sự lựa chọn của người dùng).

3.5. Bắt đầu chương trình

3.5.1. Truy cập vào AVL BOOST Hydsim

Mở không gian làm việc AVL từ menu Start| Programs hoặc nhấp đúp vào biểu tượng trên màn hình, một cửa sổ như Hình 3.4 sẽ xuất hiện. GDI chuyển con trỏ vào biểu tượng một số tùy chọn sẻ hiện ra và chọn vào BOOSTTM Hydsim để mở không gian làm việc của BOOST Hydsim như trong hình bên dưới

25

Hình 3-5 Khơng gian làm việc của AVL Boost Hydsim

3.5.2. Bắt đầu làm việc với BOOST Hydsim

3.5.2.1. Thanh công cụ

Thanh cơng cụ chính

Từ giao Diện như Hình 3.5 tại đây chúng ta sẽ bắt đầu một phiên làm việc mới. BOOST Hydsim đưa ra một thanh cơng cụ chính với 10 nhóm lệnh chính để chúng ta giao tiếp với phần mềm, bao gồm: Menu, Programs, File, Edit, Element, Model, Export, Simulation, Optimization, Options, Help. Chi tiết về các công cụ và công dụng của chúng được thể hiện trong bảng bên dưới:

Bảng 3.1 Các công cụ trong BOOST Hydsim

Menu Menu con Mô tả

Programs New Mở một phiên mới của BOOST Hydsim.

Exit Kết thúc một phiên làm việc.

File New Mở một phiên mới của Workspace (xóa phiên hiện

tại).

Open Mở một phiên đã lưu của Workspace. Save Lưu phiên hiện tại của Workspace.

26

Page Setup Size: Kiểm tra chiều của trang và xác định kích thước theo phần trăm của trang A4 tiêu chuẩn.

Grid: Kiểm tra lưới hoạt động để bật lưới. Kiểm tra lưới hiển thị cho thấy lưới trên trang. Kích thước lưới xác định khoảng cách dọc và ngang giữa các điểm lưới. Offset: xác định điểm bắt đầu của lưới từ góc trên bên trái của trang.

Unit: Đặt tùy chọn đơn vị mm, cm, inch hoặc pt. Print Lưu phiên hiện tại của BOOST Hydsim Workspace

vào tệp tin để in.

Edit Cut, Copy,

Paste, Delete

Cắt, sao chép, dán và xóa các lệnh để tạo và thao tác các phần tử.

Modules Các mô-đun được sử dụng để xây dựng một hệ thống cơ sở dữ liệu trong đó các kết hợp phần tử khác nhau trong các mơ-đun khác nhau có thể được lưu trữ. Chúng có thể được kết hợp thành một mơ hình sau. Với kiểu mơ hình hóa này, cơng việc đầu vào có thể được giảm thiểu và việc kiểm tra các hệ thống bộ phận có thể được đơn giản hóa.

Load Module: Chọn Mô-đun tải để mở hộp thoại chọn tệp trong đó mọi mơ-đun đã lưu trước đó có thể được chèn vào mơ hình thực tế bằng cách chọn tệp mô-đun (default-extension .mod).

Save Module: Các bộ phận của mơ hình có thể được lưu dưới dạng mô-đun. Đầu tiên chọn một phần của mơ hình trong vùng làm việc. Cửa sổ chọn tệp sẽ mở để chỉ định tên tệp để lưu mô-đun (phần mở rộng mặc định

.m od). Các mô-đun được lưu với Save Module không

được đưa vào thư mục.

Save As User Module: Tiếp tục với Lưu Mô-đun. Thư mục lưu mô-đun người dùng được xác định trước là (AWS_USERHOME / client / tycon / lib / macro - trong đó AWS_USERHOME là biến mơi trường). Sau khi chỉ định tên tệp (phần mở rộng mặc

định .mod), chọn enter để xác nhận. Cửa sổ Mô-đun lưu trử mở ra và người dùng chọn thư mục nơi mô- đun sẽ được đưa vào. Tất cả người dùng có quyền xác định mô-đun người dùng.

27

Save As Site Module: Tiếp tục với Save Module. Thư mục lưu các mô-đun trang web được xác định trước là (AWS_SITEHOME / client / tycon / lib / macro - trong đó AWS_SITEHOME là một biến mơi trường). Sau khi chỉ định tên tệp (phần mở rộng mặc định .mod), chọn ENTER để xác nhận. Cửa sổ SAVING MODULE mở ra và người dùng chọn thư mục nơi môđun sẽ được đưa vào. Chỉ người dùng có quyền viết trên AWS_SITEHOME mới có thể xác định mơ- đun trang web (do bảo vệ tệp).

Blocks Create: Chọn hoặc kéo chuột qua các yếu tố cần thiết để nhóm lại với nhau.

Break up: Rả nhóm các yếu tố của khối. Select All: Chọn mọi thứ trong Vùng vực làm việc.

All Elements: Chọn tất cả các thành phần từ element tree trong Vùng làm việc.

All Connections: Chọn tất cả các kết nối phần tử được sử dụng trong mơ hình.

All

Decorations

All Decorations: Chọn tất cả các yếu tố đồ họa trên màn hình, ví dụ: hình chữ nhật, hình trịn, EPS, văn bản ...

Order Raise: Nếu các phần tử chồng lấp hoàn toàn hoặc một phần, sẽ đưa một phần tử lên nền trước bằng cách chọn nó.

Lower: Phần tử được chọn sẽ làm nền.

Group Group: Kết nối một số yếu tố đồ họa được chọn với nhau. Bao quanh các thành phần đồ họa bằng một hình chữ nhật bằng con trỏ chuột. Giữ nút chuột trái và nhấp vào Group. Các yếu tố được chọn được nhóm vĩnh viễn theo yêu cầu.

Ungroup: Hủy bỏ nhóm các yếu tố đồ họa.

Element Properties… Chỉ định các thuộc tính của phần tử được chọn

Initial

ConGDItions

Chỉ định các điều kiện ban đầu của phần tử được chọn Store

Results…

Chỉ định tham số đầu ra cho phần tử được chọn