Впускной клапан
 |
 |
| Си | |
| в палитре | на схеме |
Блок позволяет моделировать впускной клапан двигателя внутреннего сгорания.
Блок считывает значение угла поворота коленчатого вала, подключенного к порту "crankshaft", и определяет угол поворота для цилиндра, к которому относится данный блок, с учетом порядка работы цилиндров двигателя. Порядок работы цилиндров двигателя задается в блоке Геометрические характеристики. В зависимости от профиля открытия клапана и перепада давления между портами "collector" и "cylinder" блок рассчитывает массовый расход газовой смеси через клапан.
Термодинамика
В основе блока лежит блок Дроссель. Формирование математической модели газовоздушной системы двигателя осуществляется путем подключения входных портов данного блока к выходным портам блоков, моделирующих полости с газом, например, блока Простой коллектор, или моделирующих граничные условия по давлению, например, блоков Окружающая среда или Картер.
Подробное описание подхода к моделированию газовоздушной системы приведено на странице Термодинамика.
Профиль открытия клапана
Профиль открытия клапана представляет собой зависимость эффективной площади проходного
сечения клапана от угла поворота коленчатого вала. Предусмотрено два способа параметризации
эффективного проходного сечения клапана:
- Непосредственное задание значений эффективного проходного сечения.
- Задание закона подъема клапана и зависимости коэффициента расхода от подъема клапана. Значения эффективного проходного сечения будут рассчитаны автоматически на основании диаметра седла клапана.
Предусмотрено два способа задания профиля открытия клапана:
- "Полный профиль" - задается массив углов коленчатого вала во всем диапазоне их
значений ([-360, 360) градусов для четырехтактных двигателей, [-180, 180) для
двухтактных) и массив соответствующих им эффективных походных сечений клапана (Рисунок 1).
Рисунок 1. Задание полного профиля открытия клапана - "Профиль от начала открытия" - задаются углы открытия и закрытия клапана (IVO и
IVC), массив долей фазы впуска в диапазоне [0, 1] и массив соответствующих им
эффективных походных сечений клапана (Рисунок 2). Значение
"0" соответствует началу открытия клапана (IVO), значение "1" -
окончанию закрытия (IVC). Для удобства углы открытия и закрытия задаются относительно
верхней и нижней мертвой точки (ВМТ и НМТ).
Рисунок 2. Задание профиля открытия клапана от начала открытия
Входные порты
| Имя | Описание | Тип линии связи |
|---|---|---|
| collector | Порт для подключения впускной системы | ДВС - Термодинамическая |
| cylinder | Порт для подключения блока Камера сгорания | ДВС - Термодинамическая |
| crankshaft | Порт для подключения блока Коленчатый вал либо других блоков библиотеки Механика | Механика вращательная |
Выходные порты
Блок не имеет выходных портов.
Свойства
| Название | Имя | Описание | По умолчанию | Тип данных |
|---|---|---|---|---|
| Порог перепада давления, Па | P_th | Перепад давления, ниже которого рассчитанный массовый расход снижается для достижения устойчивости численного решения | 0.1 | Вещественное |
| Способ задания профиля открытия | AngleType | Позволяет выбрать способ задания профиля открытия клапана ("Полный профиль"/"Профиль от начала открытия") | Полный профиль | Перечисление |
| Способ параметризации сечения клапана | FlowType | Позволяет выбрать способ параметризации эффективного сечения клапана ("Эффективная площадь сечения"/"Подъем клапана и коэффициент расхода") | Эффективная площадь сечения | Перечисление |
| Начало открытия | Группа свойств, позволяющих задать угол начала открытия клапана | |||
| Угол открытия (IVO), град до НМТ | 2Str_IVO | Угол начала открытия впускного клапана для двухтактного двигателя (свойство доступно только для двухтактных двигателей при задании профиля от начала открытия) | 50 | Вещественное |
| Угол открытия (IVO), град до ВМТ | 4Str_IVO | Угол начала открытия впускного клапана для четырехтактного двигателя (свойство доступно только для четырехтактных двигателей при задании профиля от начала открытия) | 50 | Вещественное |
| Угол открытия (IVO) по углу коленвала, град | IVO | Угол начала открытия впускного клапана приведенный к углу поворота коленчатого вала (свойство доступно только для чтения и отображается только при задании профиля от начала открытия) | 310 | Вещественное |
| Окончание закрытия | Группа свойств, позволяющих задать угол окончания закрытия клапана | |||
| Угол закрытия (IVC), град после НМТ | 2Str_IVC | Угол окончания закрытия впускного клапана для двухтактного двигателя (свойство доступно только для двухтактных двигателей при задании профиля от начала открытия) | 50 | Вещественное |
| Угол закрытия (IVC), град после НМТ | 4Str_IVC | Угол окончания закрытия впускного клапана для четырехтактного двигателя (свойство доступно только для четырехтактных двигателей при задании профиля от начала открытия) | 20 | Вещественное |
| Угол закрытия (IVC) по углу коленвала, град | IVC | Угол окончания закрытия впускного клапана приведенный к углу поворота коленчатого вала (свойство доступно только для чтения и отображается только при задании профиля от начала открытия) | -160 | Вещественное |
| Профиль | Группа свойств, позволяющих задать профиль открытия клапана | |||
| Массив долей фазы впуска [0, 1] | RelAngles_Arr | Массив долей фазы впуска после начала открытия клапана (свойство доступно только при задании профиля от начала открытия) | [0, …, 1] | Массив |
| Массив углов коленвала [-360, 360], град | CrankAngles_Arr | Массив углов коленчатого вала (при задании профиля от начала открытия свойство блокируется для редактирования и отображает массив углов коленчатого вала, соответствующих заданным углам открытия и закрытия и массиву долей фазы впуска) | [-360, …,360] | Массив |
| Массив эффективных проходных сечений, м2 | MuF_Arr | Массив эффективных проходных сечений клапана, соответствующих углам коленчатого вала (свойство доступно только при способе параметризации сечения клапана Эффективная площадь сечения) | Массив | |
| Массив высоты подъема клапана, мм | ValveH_Arr | Массив значений высоты подъема клапана, соответствующих углам коленчатого вала (свойство доступно только при способе параметризации сечения клапана Подъем клапана и коэффициент расхода) | [0, 1, …,1, 0] | Массив |
| Внутренний диаметр седла клапана, мм | ValveSeat_D | Внутренний диаметр седла клапана, используемый для параметризации эффективного проходного сечения (свойство доступно только при способе параметризации сечения клапана Подъем клапана и коэффициент расхода) | 25 | Вещественное |
| Коэффициент расхода | Группа свойств, позволяющих задать коэффициент расхода | |||
| Массив значений относительного подъема клапана | ValveRelH_Arr | Массив значений подъема клапана, деленного на диаметр седла (свойство доступно только при способе параметризации сечения клапана Подъем клапана и коэффициент расхода) | [0, 0.125, 0.25, 0.375, 0.5] | Массив |
| Массив коэффициентов расхода | ValveMu_Arr | Массив коэффициентов расхода при соответствующих значениях относительного подъема клапана (свойство доступно только при способе параметризации сечения клапана Подъем клапана и коэффициент расхода) | [0, 0.3, 0.5, 0.65, 0.7] | Массив |
Параметры
| Название | Имя | Описание | Тип данных |
|---|---|---|---|
| Угол поворота коленвала, град | CranckAngle | Угол поворота коленчатого вала с учетом номера цилиндра и порядка работы цилиндров | Вещественное |
| Эффективное проходное сечение, м2 | MuF | Текущее значение эффективного проходного сечения клапана | Вещественное |
Примеры
Примеры использования блока:
- Бензиновый двигатель B4 1.4 л (авиационный)
- Бензиновый двигатель L4 1.5 л (автомобильный)
- Бензиновый двигатель L6 2.2 л (автомобильный)
- Дизельный двигатель L4 с турбонаддувом 2.2 л (автомобильный)
- Дизельный двигатель L4 с турбонаддувом 4.4 л (грузовой)
- Дизельный двигатель V8 10.8 л (грузовой)
- Дизельный двигатель V8 с турбонаддувом 110 л (промышленный)
- Одноцилиндровый отсек 0.4 л