Transient Engine Model for Pressure, Temperature and Flow

Sammanfattning: Med de ständigt ökande kraven på både billigare och mer effektiva lösningar för att kunna utveckla ett brett spektra av tunga fordon krävs ett kraftfullt simuleringsverktyg för att kunna utföra både testning och analys på ett snabbt och effektivt sätt. Ingenjörer på Scania har under många år arbetat med att utveckla ett simuleringsverktyg som gör det möjligt att simulera hur samtliga delaktiga fordonskomponenter samverkar då kompletta fordonskoncept körs i olika förhållanden. Verktyget gör det möjligt att genom att koppla samman enskilda modeller för alla komponenter med en inspelad körsträcka utvärdera hur fordonet presterar utifrån ett emissions och förbrukningsperspektiv. Målet med det här examensarbetet är att förbättra den nuvarande transientmodellen för de annars naturliga signalerna för laddtryck, avgasmottryck, luftmassflöde samt temperatur in och ut ur motorn. Den framtagna modellen skall vara lätt att anpassa till olika motorer för att minimera kalibreringstiden för modellen. Flera olika modellkoncept studeras var av vidare analys görs på en grey box-modell samt en black box-modell. Under detta examensarbete har det utgåtts ifrån att om massflödet genom motorn samt trycket före och efter motorn kan modelleras på ett sådant sätt att de kan anses kända i varje tidpunkt kan temperaturen på var sida om motorn beräknas med hjälp av ideala gaslagen. På grund av detta kommer inte temperaturen att modelleras eller analyseras i denna rapport. Black box-konceptet, som användes för att skapa den slutgiltiga modellen, visade sig ha tillfredställande noggrannhet i dess beskrivning av det karakteristiska beteendet hos signalerna. Även de grundläggande antagandena om hur en transient kan delas upp i olika faser visade sig vara framgångsrika. En jämförelse mellan den utvecklade modellen och den gamla transientmodellen som fanns implementerad vid examensarbetets början visar att den nya modellen är ca 5 gånger noggrannare än den gamla. För att förbättra den utvecklade modellen vidare föreslås att en högre upplösning i överslängsmapparna införs genom att öka antalet unika stegsvar.