Change search
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf
 Transient Engine Model for Pressure, Temperature and Flow
KTH, School of Industrial Engineering and Management (ITM), Machine Design (Dept.).
2010 (English)Independent thesis Advanced level (degree of Master (Two Years)), 20 credits / 30 HE creditsStudent thesis
Abstract [sv]

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.

Abstract [en]

With the ever increasing demands for cheaper and more effective ways to develop a wide range of heavy duty vehicles and engines a potent simulation tool is necessary to speed up the testing and analysis of new engine or vehicle concepts. Engineers at Scania have for many years worked on developing a simulation tool that can simulate how all the vehicle components interact when driven in various vehicle configurations and conditions. This tool connects models for all vehicle components that are crucial for the propulsion of the vehicle, like for instance tires, topography and engine.

The objective of this thesis work is to improve the present transient model for boost and exhaust pressure, air mass flow and the temperature of the gases going in and out of the engine required for simulations due to lack of sensor signals. The created model shall be easy to adjust to different engines in order to limit the calibration time needed for the model. Several modelling concepts are studied and a grey box-model and a black box model are analysed further.

During the thesis work the assumption that if the mass flow through the engine and the pressure on either side of the cylinder can be modelled in such a way that they are known in each sample the temperature can be calculated using the ideal gas law. Due to this the temperature will not be modelled or analysed in this report.

The black box-modelling concept, which was fully explored, proves to be satisfactorily accurate in both the depiction of the characteristic signal behaviour but also in its general assumptions of the different phases of a transient response. When compared to the model that was in place at the start of the thesis work the improvement of the accuracy is around five times.

Further work suggested to improve the created model is a higher accuracy of the overshoot maps. This is suggested to be done by increasing the number of load levels of the steps in the automatic test cycle.

Place, publisher, year, edition, pages
2010. , 50 p.
Series
MMK 2010:102 MFM136
Identifiers
URN: urn:nbn:se:kth:diva-29739OAI: oai:DiVA.org:kth-29739DiVA: diva2:397425
Uppsok
Technology
Supervisors
Available from: 2011-02-14 Created: 2011-02-14 Last updated: 2011-02-14

Open Access in DiVA

fulltext(1631 kB)392 downloads
File information
File name FULLTEXT01.pdfFile size 1631 kBChecksum SHA-512
56664b0d7e6a8e1c3cc19bd313f4ca24c71014eeb95323b03c0574697578302de36d4b5906f947ae278a3e9a3244bc39160ba8e3a8501c53ef83782f51de499b
Type fulltextMimetype application/pdf

By organisation
Machine Design (Dept.)

Search outside of DiVA

GoogleGoogle Scholar
Total: 392 downloads
The number of downloads is the sum of all downloads of full texts. It may include eg previous versions that are now no longer available

urn-nbn

Altmetric score

urn-nbn
Total: 294 hits
CiteExportLink to record
Permanent link

Direct link
Cite
Citation style
  • apa
  • harvard1
  • ieee
  • modern-language-association-8th-edition
  • vancouver
  • Other style
More styles
Language
  • de-DE
  • en-GB
  • en-US
  • fi-FI
  • nn-NO
  • nn-NB
  • sv-SE
  • Other locale
More languages
Output format
  • html
  • text
  • asciidoc
  • rtf