发动机缸内工作过程计算

发动机工作过程数值计算作业

缸内封闭过程数值计算

学 院：汽车学院 专 业：动力机械及工程 姓 名：滑海宁 学 号：2012122056 教 师：张春化

二〇一三年五月

气缸封闭过程的数值计算

发动机缸内工作过程的数值计算，是以内燃机缸内各工作阶段的物理模型为基础， 通过微分方程来对其各阶段工作过程进行数学描述， 然后通过程序编写求解微分方程， 得到缸内温度、压力等参数随曲轴转角的变化曲线。

一、 基本热力学模型

图1 发动机缸内热力系统

在简化假设的基础上，取气缸为一个热力学系统，如图1所示。这个热力系统包括了质量交换项， 如排气 dmA，进气 dmE，喷入气缸内瞬时燃料质量 dmB ； 与能量交换项，如焓变， 功， 燃烧放热等。 图中 T 、P 、V、 m 及 u 分别为缸内瞬时气体温度、压力、体积、燃料质量及比内能。

二、 简化假设

1.假定工质为理想混合气体；

2.假定缸内各处温度、压力及混合气浓度均匀； 3.用纯空气的气体常数代替混合气气体常数； 4.假定扫气完全，即不考虑残余废气；

5.不计漏气损失，并假定只有在燃烧始点才有燃油喷入气缸； 6.按代用燃烧规律进行喷油，并认为着火延迟等于零；

7.假定放热率为100%。

三、 基本方程

1、气体状态方程 PV=mRT

2、压缩期(?ES????VB) 能量方程：

dQ1dTdV＝（w－p） mcvd?d?d?质量方程：

dm＝0 d?3、燃烧期(?VB????VE) 能量方程：

dQdQ1dTdVdm?ud?＝（B＋w－p－u－m） mcvd?d?d?d?d???d?1dQBdmdmB??＝ Hd?d?d?u质量方程：

4、膨胀期(?VE????AO) 能量方程：

dQ1dTdV＝（w－p） mcvd?d?d?质量方程：

dm＝0 d?四、 其他计算公式

1、气缸瞬时工作容积：

V(?)?Vh212[?1?cos??(1?1??2s?sin?)]2??1?s

V1Vh??D2S=L(??1)

?4式中：Vh-气缸行程容积 VL-发动机排量