ASM Combustion Engines
Echtzeitfähige Simulationsmodelle für Verbrennungsmotoren
Die ASM Motormodelle sind für die Entwicklung und den Test von Motor- und Abgasnachbehandlungssteuergeräten ideal geeignet. Die Modelle simulieren einen Verbrennungsmotor inklusive aller erforderlichen Komponenten als Regelstrecke für diese Steuergeräte. Es stehen Modelle für Diesel- oder Benzinmotoren mit unterschiedlichen Einspritz- und Abgasnachbehandlungssystemen zur Verfügung. Die Echtzeitsimulationen können mit Mittelwertmodellen oder Modellen physikalischer Präzision durchgeführt werden.
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ModelDesk Processing
Unterstützung von ModelDesk Processing als Nachfolger von ASM Parameterization
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Modelle für die Zukunft
Um neuen Anforderungen an das Abgasverhalten von Verbrennungsmotoren Rechnung zu tragen, müssen sich auch ihre Entwicklungs- und Testumgebungen stetig weiterentwickeln. Für neue Motorengenerationen setzt Weichai daher auf die dSPACE Automotive Simulation Models und dSPACE SYNECT.
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Bewegende Vielfalt
Vielfalt ist bei Nutzfahrzeugen Standard. Die Auswahlmöglichkeiten von Fahrzeugtypen sowie die modulare Konfiguration der Scania-Fahrzeuge sind nahezu unerschöpflich. Das generische Steuergerätesystem fällt entsprechend variantenreich aus. Wie man dieses System zuverlässig absichert, zeigt Scania mit einem neu aufgebauten Testlabor.
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Leistungsträger
Eines steht fest: Wer einen großen Hochleistungsgasmotor mit entsprechendem Generator hochfährt, ist mit einer elektrischen Leistung von beispielsweise rund 4.500 kW augenblicklich der bestmotorisierte Mitarbeiter vor Ort. Solch leistungsfähige Aggregate dienen vor allem der stationären Strom und Wärmeerzeugung. Mit einer neuen, selbstentwickelten Steuerung will Caterpillar Energy Solutions insbesondere die Effizienz, Dynamik und Wartungsfreundlichkeit zukünftiger Anlagen absichern.
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Virtuell zum Wintertest
Ohne vorherige, umfassende Tests wird in der Automobilindustrie kein Fahrzeug mehr auf den Markt gebracht. Die komplexen elektronischen Steuergeräte können im Versuchsfahrzeug nicht mehr hinreichend getestet werden. Diese Rolle übernehmen Simulationsmodelle, indem sie die Steuergeräteentwicklung in die virtuelle Realität, also ein virtuelles Fahrzeug, verlagern. Wie die Simulationsmodelle von dSPACE diese Aufgabe meistern, erläutert Dr. Hagen Haupt, Group Manager Modeling:
- Offenes MATLAB®/Simulink®-Modell
- Für Steuergeräte-Test und Funktionsentwicklung
- Intuitive grafische Parametrierung in ModelDesk
Modelle für die Entwicklung von Motorsteuergeräten.
ASM-Motorsimulationspakete bieten einsatzfertige Konfigurationen für Diesel- und Benzinmotorsimulationen.
Echtzeitsimulation von Verbrennungsmotoren durch Mittelwertmodelle mit drehwinkelabhängiger Berechnung der Zustandsgrößen pro Zylinder.
Echtzeitsimulation von Verbrennungsmotoren mit Modellen physikalischer Präzision; z.B. Zylinderinnendruck, Temperatur, Gas-Massenströme.
Mittelwertmodelle
Vorteil
Mittelwertmodelle weisen ein hervorragendes Echtzeitverhalten auf. Sie sind genau genug, um plausible Signale für herkömmliche Motorsteuerungen zur Verfügung zu stellen, und so den Test der Steuergeräte-Funktionen und -Diagnose zu ermöglichen.
In-Cylinder Modelle
In-Cylinder Modelle simulieren die Zustandsgrößen eines Verbrennungsmotors kurbelwinkelsynchron und konsistent zu jedem Berechnungsschritt. Auf Echtzeitplattformen berechnen sie die thermodynamischen Prozesse im Zylinder und die Massenströme der Gase durch die Einlass- und Auslassventile synchron zur Kurbelwellenrotation.
Vorteil
Die Simulationsgüte, die In-Cylinder Modelle erreichen, ist hoch. In-Cylinder Modelle stellen kurbelwinkelsynchron die Effekte der Verbrennungs- und Ladungswechselprozesse jedes Zylinders dar. Die Modelle werden insbesondere für Steuergeräte benötigt, die den Zylinderdruck sowie den Ventilhub und die Öffnungszeiten jedes Einlass- und Auslassventils evaluieren.
| Leistungsmerkmale | Gasoline Basic | Gasoline | Diesel | InCylinder Gasoline | InCylinder Diesel |
|---|---|---|---|---|---|
| Zylinderanzahl | unbegrenzt | 20 | 20 | 12 | 12 |
| AGR | – | Ja | Ja | Ja | Ja |
| Kennfeldbasierter Turbolader | Ja | Ja | Ja | Ja | Ja |
| Physikalischer Turbolader | – | Ja | Ja | Ja | Ja |
| Common-Rail-System | – | Ja | Ja | Ja | Ja |
| Pumpe-Düse | – | – | Ja | – | – |
| Kraftstoffeinspritzung | Ansaugkrümmer | direkt, Ansaugkrümmer | direkt | direkt, Ansaugkrümmer | direkt |
| Wandfilmverdampfung | Ja | Ja | – | – | – |
| Verbrennungsmodi | Homogen | Homogen, geschichtet | Diffusion | Homogen | Diffusion |
| Abgassystem | Basisvariante | Basisvariante | DPF, DOC 1) | Basisvariante | DPF, DOC 1) |
| Soft-ECU, Motor | Ja | Ja 2) | Ja 2) | Ja 2) | Ja 2) |
| Verbrennungssimulation | Mittelwert | Mittelwert | Mittelwert | Physikalisch | Physikalisch |
| Ventilsimulation | Mittelwert | Mittelwert | Mittelwert | Physikalisch | Physikalisch |
ASM Motormodelle
Übersicht der Mittelwertmodelle und InCylinder-Modelle.
ASM Gasoline Engine Basic ist ein Mittelwertmotormodell mit Verbrennungsmomentmodulation.
ASM Gasoline EngineASM Gasoline Engine ist ein Mittelwertmotormodell mit Verbrennungsmomentmodulation und Abgassystem.
ASM Diesel EngineASM Diesel Engine ist ein Mittelwertmotormodell mit Verbrennungsmomentmodulation und Abgassystem.
ASM Gasoline Engine InCylinderASM Gasoline Engine InCylinder ist ein echtzeitfähiges Benzinmotormodell mit Zylinderinnendruck- und Temperatursimulation.
ASM Diesel Engine InCylinderASM Diesel Engine InCylinder ist ein echtzeitfähiges Dieselmotormodell mit Zylinderinnendruck- und Temperatursimulation.
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