压燃式发动机单区热力学模型的模拟[外文翻译].rar

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压燃式发动机单区热力学模型的模拟[外文翻译],压燃式发动机单区热力学模型的模拟 摘要本文对有传热和摩擦损失的标准柴油机进行热力学性能分析。 提出了一种模拟内燃机静态响应的通用方法并给出了一些发动机功效参数对其的影响。此外,本文给出了存在两个发动机最佳转速的证据,这两个最佳转速一个对应最大功率,另一个对应最高效率。关键词:一种热力学模型;压燃式发动机;传热;摩擦;性...
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压燃式发动机单区热力学模型的模拟

摘要
本文对有传热和摩擦损失的标准柴油机进行热力学性能分析。 提出了一种模拟内燃机静态响应的通用方法并给出了一些发动机功效参数对其的影响。此外,本文给出了存在两个发动机最佳转速的证据,这两个最佳转速一个对应最大功率,另一个对应最高效率。
关键词:一种热力学模型;压燃式发动机;传热;摩擦;性能优化
1.简介
一些作者用有限的时间对内燃机进行了热力学分析和优化。霍夫曼等人运用最优控制理论中的数学方法确定了四冲程发动机和柴油机中活塞的最佳运动方案。安古洛-布朗和陈等人优化了有限时间摩擦周期中的摩擦能量损失,安古洛-布朗等人优化的四冲程发动机还包括了化学反应能量损失在内。陈等人找到了柴油机和四冲程发动机中净功率输出和效率之间的关系,除了等熵情况外热量损失只存在于热源和散热片间的转化。任何假定dT/dt=常数的定理,并不适用于来源和散热片之间的关系。此外海伍德提出了一个更加完整的摩擦代表模型。

2.内燃机建模
2.1模型的一般方程
本文打算制作一个模型,用于固定发动机的应用,基本上是热电联产发动机。对热电联产压燃式发动机的“一类”模型将被应用,也就是气缸充气的情形被限定在一般空间属性下。假定压力、温度和汽缸充气成分在每个时段是一样的,也就是说已燃烧和未燃烧的气体在燃烧阶段是没有区别的(见图1)。
如果连杆和曲柄长度比R=2LSt ,那么瞬时气缸容积Vg(θ)取决于活塞位置X(θ)
并由下列方程计算得出:
(1)
当Vclear=Vg(θ)ε 时 (ε 压缩比)
活塞速度:

关闭进气阀后,mg是粉封闭在气缸内的气体质量。假设缸内气体为理想气体并且发热能力和温度无关,相应于mg的熵由下式获得: