1.示功圖計(jì)算燃燒放熱率的原理由示功圖計(jì)算燃燒放熱率的出發(fā)點(diǎn)是熱力學(xué)第一定律。在計(jì)算放熱率時(shí)，采用零維燃燒模型，認(rèn)為氣缸內(nèi)為均勻分布的混合氣。燃料燃燒放出的熱量一部分用于提高缸內(nèi)氣體的內(nèi)能并用來對(duì)外做功，一部分傳給燃燒室壁構(gòu)成散熱損失，燃燒過程中任一瞬時(shí)的熱量平衡方程式為：Qf=Q+Q=au+w+qfww式中：Qf——該瞬時(shí)前燃料燃燒放出的熱量；Q 該瞬時(shí)前缸內(nèi)氣體吸收的熱量；Qw——該瞬時(shí)前傳給缸壁的熱量；AU=U—Ua，其中Ua%計(jì)算始點(diǎn)氣體內(nèi)能；aaW 從計(jì)算始點(diǎn)至該瞬時(shí)氣體所做的功。在步長A申曲柄轉(zhuǎn)角內(nèi)有：AQf=AU+AW+AQw為了計(jì)算A申步長內(nèi)的燃燒放熱量AQf,即放熱率，可以根據(jù)實(shí)測的p-e示功圖及有關(guān)參數(shù)，分別算出A申步長內(nèi)的內(nèi)能變化量AU，做功量AW和散熱量AQw。1.1內(nèi)能變化AUMcT-v0v00式中：M、M0cAUMcT-v0v00式中：M、M0cv、cv0T、T0—某瞬時(shí)、壓縮始點(diǎn)缸內(nèi)工質(zhì)物質(zhì)的量，kmol；—某瞬時(shí)、壓縮始點(diǎn)缸內(nèi)工質(zhì)的平均定容比熱，kJ/（kmol?K）；某瞬時(shí)、壓縮始點(diǎn)缸內(nèi)工質(zhì)的溫度，K。1.1.1工質(zhì)物質(zhì)的量M0=(1+r)?gf?L0?aM(j)MM(j)M0?[1+X(j)]

□o?Lo?(1+r)?a式中：r式中：r殘余廢氣系數(shù)；gf——循環(huán)噴油量；L0——燃料燃燒理論上所需空氣量（kg/kg）；a——過量空氣系數(shù)；x（j）――至該曲柄轉(zhuǎn)角已燃燒的燃油百分比；|10 空氣的千克分子量（28.97kmol/kg）。L=丄（匪+靈—?）

o0.2142432丿式中：gC、gH、gO——1kg燃料中碳、氫、氧的重量成分。對(duì)于一般的輕柴油Lo=14.3kg/kg。1.1.2工質(zhì)溫度由氣體狀態(tài)方程：PVMR式中：R——摩爾氣體常數(shù)，8.3145J/(mol.K)；V——瞬時(shí)氣缸容積，mT；nD2SnD2SS/ 1V-^{F-1+2[(1+Xcos(歸)+1廠頑S0頑其中：其中：式中：D 氣缸直徑；&――壓縮比；S——沖程；入一一連桿曲柄比；?——曲柄轉(zhuǎn)角，上止點(diǎn)時(shí)?=0。1.1.3平均定容比熱根據(jù)空氣的平均定容摩爾比熱cva、純?nèi)紵a(chǎn)物的平均定容摩爾比熱Cve、以及混合氣體va ve中純?nèi)紵a(chǎn)物所占的比例kr可以求出工質(zhì)混合氣的平均定容摩爾比熱：C=kC+(1-k)Cvrve rva(a-1+B)BX+Brakr=(a-1+B0)[(1+r)a+X(Bo-l)]Cva=4.1868(a°+b°?T+C°?T2jcve=4.1868(ar+br?T+cr?T2)式中：B式中：B0a0、b0、c0——純?nèi)紵a(chǎn)物參數(shù);ar、br、cr 空氣參數(shù)；T——缸內(nèi)工質(zhì)溫度，Ko1.2做功量根據(jù)實(shí)測示功圖中的壓力值p可算出：AW=P(j)+P(j-Jx[V(j)-V(j-1)]1.3工質(zhì)與燃燒室壁面換熱AQ=-—a?A?(T-T)

w6n gi wii=1式中：n 發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速，r/min；ag 瞬時(shí)傳熱系數(shù)，W/(m2?K)；Ai 換熱面積，m2；Twi――燃燒室壁面溫度，Ko對(duì)于四沖程小型柴油機(jī)換熱系數(shù)采用Sitikei公式：

式中：bp0.7C0.7a=0.205(1+b)—式中：bg d0.3T0.2e經(jīng)驗(yàn)常數(shù)，對(duì)于直噴式燃燒室b=0.12；活塞平均速度，Cm=nxS30d——當(dāng)量直徑，d=紐嘉；e eD+2%h? 曲柄轉(zhuǎn)角為9時(shí)，活塞頂面距氣缸蓋燃燒室表面的距離，對(duì)于大型低速二沖程柴油機(jī)換熱系數(shù)采用Eichelberg公式ag=29-8vCmvpT實(shí)驗(yàn)證明，該公式對(duì)活塞平均速度的估計(jì)過低，因此莒采用cm0-6代替,m；更符合實(shí)際。1.4已然燃油百分比式中：X= Qf gf-Hu-1000Qf——至該曲柄轉(zhuǎn)角的累積放熱量；Hu——燃油低熱值，kJ/kg。2差分法放熱率計(jì)算程序流程圖3燃燒放熱率計(jì)算軟件介紹基于以上燃燒放熱率計(jì)算原理及程序流程圖在Labview平臺(tái)上開發(fā)的燃燒放熱率計(jì)算軟件如下圖所示。該軟件可以實(shí)現(xiàn)對(duì)四沖程和二沖程柴油機(jī)的燃燒放熱率計(jì)算，載入的示功圖文件可以是包含或不包含曲柄轉(zhuǎn)角信息的示功圖，實(shí)現(xiàn)了對(duì)示功圖壓力單位的修正，光順次數(shù)調(diào)整等。并能保存輸入?yún)?shù)，以便實(shí)現(xiàn)下次運(yùn)行時(shí)可以直接載入已保存的輸入?yún)?shù)。本軟件的操作界面包括：程序控制區(qū)、參數(shù)輸入?yún)^(qū)、結(jié)果顯示去。其操作流程為：單擊“載入數(shù)據(jù)”按鈕，載入以保存的輸入?yún)?shù)?；蛟趨?shù)輸入?yún)^(qū)輸入計(jì)算所需的各種參數(shù)，然后單擊“載入示功圖”按鈕，載入示功圖文件。單擊“運(yùn)行”按鈕，顯示計(jì)算結(jié)果：修正后的示功圖，燃燒放熱率，已燃燃油百分比。修改輸入?yún)?shù)，單擊“運(yùn)行”，查看計(jì)算結(jié)果變化。單擊“保存數(shù)據(jù)”按鈕，保存輸入?yún)?shù)及示功圖為二進(jìn)制文件。下次運(yùn)行時(shí)可以直接載入該文件。柴油機(jī)燃燒放熱審計(jì)其時(shí)itfg掘値3ii￡；：kT鼬2 iiitr?2yfcJWBWTME^C 1?軒岸時(shí)itfg掘値3ii￡；：kT鼬2 iiitr?2yfcJWBWTME^C 1?軒岸感屈卬《0曲金昭H 0JZ5i武禍工尢學(xué)能?■■■■jT4T-rc?A云功圖II計(jì)算參敎柴油機(jī)結(jié)柜參數(shù)巻油機(jī)運(yùn)訂參數(shù)蜷油參數(shù)-￡苗Nr退出

程序-175-150-125-ICO-?5 -5(3 -25D254AVL燃燒放熱率計(jì)算結(jié)果對(duì)比4.1小型四沖程高速柴油機(jī)本軟件計(jì)算結(jié)果如下：

12Q31G5-20J12Q31G5-175-150-125-100 -75 -50 -25 08642.2.4■■■■-o-AvAVL8642.2.4■■■■-o-AvZDD-i-200-150-10001001ED-R0HRCJ燦eg) netROMR[Jrdeg)obpsechqh150■Cra