1、第七章增壓柴油機(jī)熱力過程模擬計(jì)算山東大學(xué)能源與動力工程學(xué)院能源與動力工程學(xué)院 增壓柴油機(jī)熱力過程模擬計(jì)算本章的主要教學(xué)內(nèi)容：1.概述2. 工質(zhì)成分、比熱容、等熵指數(shù)、相對分子質(zhì)量及氣體常數(shù)3. 缸內(nèi)熱力過程計(jì)算4. 排氣管內(nèi)的熱力過程計(jì)算5. 渦輪增壓器與中冷器的計(jì)算6. 常微分方程的數(shù)值解法7. 增壓柴油機(jī)綜合參數(shù)計(jì)算第七章 第七章增壓柴油機(jī)熱力過程模擬計(jì)算教學(xué)目的與要求:要求比較系統(tǒng)地掌握：工質(zhì)成分、比熱容、等熵指數(shù)、相對分子質(zhì)量及氣體常數(shù)；缸內(nèi)熱力過程計(jì)算；排氣管內(nèi)的熱力過程計(jì)算；渦輪增壓器與中冷器的計(jì)算；常微分方程的數(shù)值解法 7.1 概述（1）預(yù)測柴油機(jī)的性能指標(biāo)。在柴油機(jī)制造之前，僅

2、根據(jù)設(shè)計(jì)圖樣提供的結(jié)構(gòu)參數(shù)，可以預(yù)測其性能指標(biāo)。如不能滿足設(shè)計(jì)要求則重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，可以縮短研制周期并提高研制的成功率。（2）對柴油機(jī)和渦輪增壓器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化。根據(jù)柴油機(jī)性能指標(biāo)的設(shè)計(jì)要求，確定其主要部件的最優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)，如配氣相位、進(jìn)氣和排氣凸輪型線、氣門的結(jié)構(gòu)尺寸、壓縮比、進(jìn)氣和排氣管結(jié)構(gòu)尺寸、渦輪增壓器及中冷器的結(jié)構(gòu)尺寸等，均可進(jìn)行優(yōu)化，并為柴油機(jī)選配合適的渦輪增壓器。（3）為柴油機(jī)的可靠性校核計(jì)算提供依據(jù)。在柴油機(jī)的設(shè)計(jì)階段，通過熱力過程的模擬計(jì)算，求得缸內(nèi)示功圖、最高燃燒爆發(fā)壓力、最高壓力升高率等，可以作為動力計(jì)算和強(qiáng)度計(jì)算的依據(jù)；缸內(nèi)溫度變化規(guī)律、最高燃燒溫度、排氣溫度等，可以作為熱

3、負(fù)荷計(jì)算的依據(jù)。（4）進(jìn)行工作過程分析?？梢詫υS多難以通過試驗(yàn)測取的參數(shù)進(jìn)行分析，如滯燃期、燃燒持續(xù)期、燃燒放熱率、泵氣損失、排氣管壓力波等。 7.1 概述 7.1 概述 7.1 概述 7.1 概述 7.1 概述1 .已知條件(1柴油機(jī)的各種結(jié)構(gòu)參數(shù)(2柴油機(jī)的工作參數(shù)(3渦輪增壓器的有關(guān)參數(shù)(4中冷器有關(guān)參數(shù)(5靠經(jīng)驗(yàn)選取的參數(shù)2計(jì)算步驟(1缸內(nèi)壓縮過程計(jì)算（2）燃燒過程計(jì)算(3膨脹過程計(jì)算(4排氣過程計(jì)算(5掃氣過程計(jì)算(6進(jìn)氣過程計(jì)算(7壓縮始點(diǎn)缸內(nèi)參數(shù)校核(8渦輪增壓器的計(jì)算(9中冷器計(jì)算(10進(jìn)氣管內(nèi)壓力的校核3計(jì)算結(jié)果（1缸內(nèi)壓力、溫度隨曲軸轉(zhuǎn)角的關(guān)系；（2排氣管內(nèi)壓力、溫度隨曲軸

4、轉(zhuǎn)角的關(guān)系；（3）燃燒放熱率、累積燃燒放熱幸、缸內(nèi)壓力升高率;(4增壓壓力、空氣流量、渦輪增壓器轉(zhuǎn)速、壓氣機(jī)效率等渦輪增壓器的工作參數(shù);(5柴油機(jī)的綜合性能參數(shù)。 7.2 工質(zhì)成分、比熱容、等熵指數(shù)、相對分子質(zhì)量及氣體常數(shù) 7.2 工質(zhì)成分、比熱容、等熵指數(shù)、相對分子質(zhì)量及氣體常數(shù) 7.2 工質(zhì)成分、比熱容、等熵指數(shù)、相對分子質(zhì)量及氣體常數(shù) 7.3 缸內(nèi)熱力過程計(jì)算用三個基本參數(shù)(M，P,T表示缸內(nèi)氣體的狀態(tài)，用能量守恒方程、質(zhì)量守 恒方程和狀態(tài)方程這三個基本方程聯(lián)立求解三個基本參數(shù)式中，hd和he分別為從進(jìn)氣門和排氣門流過氣體的比焓；Qr為燃料燃燒的熱量；Qw為冷卻介質(zhì)帶走的熱量；Vz為此瞬時的氣缸容積；md為進(jìn)氣門流人質(zhì)量；me為排氣門排出質(zhì)量。 7.3 缸內(nèi)熱力過程計(jì)算 7.3 缸內(nèi)熱力過程計(jì)算燃饒放熱率的定義：1 用單 Vibe(韋博 曲線模擬2 用雙Vibe(韋博 曲線模擬3 用三段斜線模擬 7.3 缸內(nèi)熱力過程計(jì)算在缸內(nèi)不同的工作階段，上述各項(xiàng)中可能會有一項(xiàng)或多項(xiàng)為零，這將使方程和計(jì)算有所簡化。 7.3 缸內(nèi)熱力過程計(jì)算 7.3 缸內(nèi)熱力過程計(jì)算 7.3 缸內(nèi)熱力過程計(jì)算 7.3 缸內(nèi)熱力過程計(jì)算 7.4 排氣管內(nèi)的熱力過程計(jì)算 7.4 排氣管內(nèi)的熱力過程計(jì)算 7.4 排氣管內(nèi)的熱力過程計(jì)算 排氣管中的能量守恒