3.6工作过程的热力学模型杜常清发动机原理A,武汉理工大学,汽车学院选读.pptxVIP

内燃机工作过程的热力学模型;不考虑气缸内各点的压力、温度与浓度场的差异，并认为在进气期间，流入气缸内的空气与气缸内的残余废气实现瞬时的完全混合，缸内的状态是均匀的，亦即为单区过程。 工质为理想气体，其比热容、内能仅与气体的温度和气体的组成有关。 不计及进气系统内压力和温度波动的影响。气体流入与流出气缸为准稳定流动，不计流入或流出时的动能。 缸内工质在封闭过程中无泄漏。 ;下标含义: B-burn w-Wall s-suck e-exhaust 参数含义: T-temperature m-mass Q-Quantity of heat ;式中，下标s表示通过进气门流人气缸的气体参数， 下标e表示通过排气门流出气缸的气体参数， 下标B表示燃料燃烧放热项， 下标w表示通过壁面与热力学系统间发生的热量交换。 其余无下标的各项，分别表示气缸内的有关参数，而λ为瞬时过  量空气系数。;为了使得计算顺利进行，假定加入系统的能量或质量为正，离开系统的能量或质量为负。同时，假设内能为温度和成分的函数，并以λ来反映混合气的组成成分，则有;有关约束条件的计算要点如下： 1)气缸工作容积根据活塞连杆机构运动学的几何关系式导出 ;零维模型;式中，各换热表面积Fi可根据活塞位移情况以及发动机的几何参数确定； 壁面温度Twi根据统计值选定； 换热系数α有多种经验或半经验的回归公式，实际应用时根据所研究对象的具体情况选定一种,Woschni应用较多 ;4)燃料的燃烧放热过程 韦伯函数是应用较广泛的一种，其形式为 ;该式适用于混合气较稀的柴油机，而汽油机由于存在不完全燃烧、高温分解等特殊现象，其计算式较为复杂一些。 ;λ的定义是缸内瞬时空燃比与化学计量空燃比的比值，而瞬时空燃比则是某一瞬时缸内的空气质量与该瞬时缸内累计燃料质量之比，即; 通过以上方程，可以求出压力温度随曲轴转角的变化关系，以及整个循环工质的质量、瞬时过量空气系数等，就可以得到发动机的指示性能指标。要得到有效指标，还需要计算机械损失，需要考虑发动机形式、转速、气缸直径、负荷、温度、增压压力、润滑油温???、冷却水温度等，目前尚无通用计算方法，需根据具体情况而定。;零维模型用于预测发动机的动力性能，是最简单的计算模型； 为了考虑缸内燃烧的差异，将燃烧室分成已燃区和未燃区，出现了准维双区模型，以及准维多区模型； 零维模型和准维模型无法准确反映缸内燃烧和流动过程，无法预测发动机排放物的生成，三维模型应运而生。