Development of an Intake Flow Based

Development of an Intake Flow Based Model Calculating Real
Time Exhaust Flow by Accounting for Filling and Emptying of
the Engine Manifolds
Kay Steigerwald, Barbara Zelenka and Günter Hohenberg
University of Technology Darmstadt, Germany
William M. Silvis
AVL North America, Inc.
Copyright © 2007 SAE International
ABSTRACT
According to the ISO 16183 [1] protocol for heavy-duty
diesel engines, particulate matter can be determined
using a partial flow dilution system (PFDS). In order to
control a PFDS, it is necessary to know the exact
exhaust gas mass flow rate at the sample probe of the
system at any given time. For the purpose of operating a
PFDS with online control, a transformation time for the
entire system (exhaust mass flow determination and
partial flow adjustment) of equal or less than 300 ms is
specified. In order to minimize the dynamic requirements
for the PFDS a fast determination of the exhaust flow
rate is necessary, which can be achieved most easily by
using the intake flows (air + fuel flow) into the engine.
This paper reports on the development and testing of an
intake flow based model for calculating real time exhaust
flow rate that accounts for the influence of the filling and
emptying of the manifolds of a turbocharged diesel
engine during dynamic operation. Depending on the
necessary accuracy of the calculated exhaust flow, the
influence of the engine manifolds, the importance of an
accurate determination of the considered volumes and
the influence of fast pressure, temperature and fuel flow
measurement will be considered. Data will be presented
to show the difference between the flow signal from
intake flows, the exhaust flow from model corrected
intake flow and the exhaust flow measured directly by an
ultrasonic sensor system.
The influence in particulate matter (PM) results by
controlling a partial flow PM sampler with different
exhaust flow signals is estimated from soot and
opacimetry data and verified from gravimetric PM
results. Therefore tests were conducted using the intake
flow, the model adjusted intake flow and a time delayed,
model adjusted intake flow (which partially compensates
for the transformation time of a direct measuring system)
for calculating PM emission and controlling a PFDS.

Kết quả (Việt) 1:

Sự phát triển của một dòng lượng dựa trên mô hình tính toán thực tếThời gian lưu lượng khí thải của kế toán để điền vào và đổ củađa tạp của động cơKay Steigerwald, Barbara Zelenka và Günter HohenbergTrường đại học công nghệ Darmstadt, ĐứcWilliam M. SilvisAVL North America, Inc.Bản quyền © 2007 SAE InternationalTÓM TẮTTheo giao thức tiêu chuẩn ISO 16183 [1] cho nặngđộng cơ diesel, hạt vật chất có thể được xác địnhbằng cách sử dụng một hệ thống pha loãng một phần dòng chảy (PFDS). Đểkiểm soát một PFDS, nó là cần thiết để biết chính xácthải khí tỷ lệ khối lượng dòng chảy tại các thăm dò mẫu của cácHệ thống tại bất kỳ thời điểm nào. Cho các mục đích của hoạt động mộtPFDS với kiểm soát trực tuyến, một thời gian chuyển đổi cho cáctoàn bộ hệ thống (thải xác định khối lượng dòng chảy vàđiều chỉnh một phần dòng chảy) bằng hoặc ít hơn 300 ms làđược chỉ định. Để giảm thiểu các yêu cầu năng độngcho PFDS một quyết định nhanh chóng của lưu lượng khí thảitỷ lệ là cần thiết, mà có thể đạt được dễ dàng nhấtsử dụng lượng chảy (máy + nhiên liệu chảy) vào động cơ.Bài báo này báo cáo về sự phát triển và thử nghiệm của mộtlượng dòng chảy dựa trên mô hình cho việc tính toán thời gian thực khí thảitốc độ dòng chảy tài khoản cho ảnh hưởng của việc làm vàlàm rỗng của các đa tạp turbocharged dieselđộng cơ trong khi hoạt động năng động. Tùy thuộc vào cácđộ chính xác cần thiết của dòng khí thải được tính toán, cácảnh hưởng của động cơ manifolds, tầm quan trọng của mộtxác định khối lượng được coi là chính xác vàảnh hưởng của dòng chảy áp suất, nhiệt độ và nhiên liệu nhanhđo lường sẽ được xem xét. Dữ liệu sẽ được trình bàyđể hiển thị sự khác biệt giữa các tín hiệu dòng chảy từlượng dòng chảy, lưu lượng khí thải từ mô hình sửa chữalượng dòng chảy và lưu lượng khí thải đo trực tiếp bằng mộtHệ thống cảm biến siêu âm.Ảnh hưởng trong các hạt vật chất (PM) kết quả bằngviệc kiểm soát một dòng chảy một phần am sampler với khác nhaulưu lượng khí thải các tín hiệu được ước tính từ Bồ hóng vàopacimetry dữ liệu và xác minh từ trọng PMkết quả. Do đó xét nghiệm được tiến hành bằng cách sử dụng lượngdòng chảy, các mô hình điều chỉnh lượng dòng chảy và một thời gian trì hoãn,Mô hình điều chỉnh lưu lượng tiêu thụ (trong đó một phần đền bùtrong thời gian chuyển đổi của một hệ thống đo trực tiếp)để tính toán phát thải AM và kiểm soát một PFDS.

Kết quả (Việt) 2:

Phát triển của một dòng chảy dựa trên mô hình tính toán Bất Intake
Thời gian xả dòng chảy của Kế toán và chiết đổ của
Engine đa tạp
Kay Steigerwald, Barbara Zelenka và Günter Hohenberg
Đại học Công nghệ Darmstadt, Đức
William M. Silvis
AVL North America, Inc.
Bản quyền © 2007 SAE Quốc tế
TÓM TẮT
Theo ISO 16.183 [1] giao thức cho nhiệm vụ nặng
động cơ diesel, hạt vật chất có thể được xác định
bằng cách sử dụng hệ thống dòng chảy pha loãng một phần (PFDs). Để
điều khiển một PFDs, nó là cần thiết để biết chính xác
tốc độ dòng chảy khối lượng khí thải tại các đầu dò lấy mẫu của
hệ thống tại bất kỳ thời điểm nào. Đối với mục đích của hoạt động một
PFDs với điều khiển trực tuyến, một thời gian chuyển biến đối với
toàn bộ hệ thống (xác định xả lưu lượng và
điều chỉnh dòng chảy một phần) bằng hoặc dưới 300 ms được
quy định. Để giảm thiểu các yêu cầu năng động
cho PFDs một quyết định nhanh chóng của dòng khí xả
tỷ lệ là cần thiết, có thể đạt được một cách dễ dàng nhất bằng cách
sử dụng các dòng nạp (không khí + lưu lượng nhiên liệu) vào động cơ.
Bài viết này báo cáo về sự phát triển và thử nghiệm của một
mô hình dựa trên dòng chảy lượng để tính thời gian xả thực
tốc độ dòng chảy thích cho sự ảnh hưởng của điền và
đổ của các đa tạp của một động cơ diesel tăng áp
động cơ trong quá trình hoạt động. Tùy thuộc vào
độ chính xác cần thiết của dòng khí xả tính, các
ảnh hưởng của các đa tạp động cơ, tầm quan trọng của một
xác định chính xác khối lượng xem xét và
ảnh hưởng của áp lực nhanh, nhiệt độ và lưu lượng nhiên liệu
đo đạc sẽ được xem xét. Dữ liệu sẽ được trình bày
để thấy sự khác biệt giữa các tín hiệu dòng chảy từ
dòng tiêu thụ, lưu lượng khí thải từ mô hình điều chỉnh
lưu lượng tiêu thụ và các dòng khí xả đo trực tiếp bởi một
hệ thống cảm biến siêu âm.
Sự ảnh hưởng trong vấn đề hạt (PM) kết quả của
việc kiểm soát dòng chảy một phần PM sampler với nhau
tín hiệu dòng khí xả được ước tính từ bồ hóng và
dữ liệu opacimetry và xác minh từ PM trọng lực
kết quả. Do đó xét nghiệm đã được tiến hành bằng cách sử dụng lượng
dòng chảy, mô hình điều chỉnh dòng nạp và một thời gian trì hoãn,
mô hình điều chỉnh lượng dòng chảy (mà một phần bù đắp
cho thời gian chuyển đổi của một hệ thống đo lường trực tiếp)
để tính PM khí thải và kiểm soát một PFDs.