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储气罐内单位质量的压缩空气具有的可用能由下式计算

(2)进气带入体系的可用能改变量为传热外表均匀温度。

  1.2内燃机形式可用能平衡方程与紧缩空气动力形式相仿,由热力学第必定律可得内燃机形式下体系的能量守恒方程:(4)活塞功可用能改变量为(7)燃油焚烧发生的可用能改变量由下式断定:(5)体系向缸壁传热的可用能改变量为比熵。

  (3)排气从体系带走的可用能改变量为由热力学第二定律可得到内燃机形式下体系的可用能平衡方程:气缸直径(mm)62活塞行程(mm)66紧缩比8.7吸气压力(MPa)0.10排气压力(MPa)0.11紧缩空气进气压力(MPa)3.00环境压力(MPa)0.10环境温度(IO293料焚烧百分数。

  燃料放热率dX/d可选用韦柏代用放热曲线进行模仿核算,核算精度满足,其经历公式如下:始角。

  内燃机形式可用能平衡方程中其他可用能改变项的核算可拜见紧缩空气动力形式。

  2作业进程可用能剖析根据上述数学模型,在使用热力学第必定律数值模仿得到缸内瞬时温度、压力和气体质量的基础上,使用热力学第二定律对混合动力发动机两种作业形式的作业进程进行能量可用性剖析核算。在城市交通中,均匀车速通常在40km/h左右,此刻发动机转速一般在1500~1800r/min之间。仿真核算时两种作业形式的切换转速设为1500r/min,其他仿真核算初始参数见表1.表1混合动力发动机仿真初始参数2.1紧缩空气动力形式可用能剖析180°)作为核算始点,在355°(即紧缩空气进气提早角为5°时,敞开电磁开关阀向缸内喷入紧缩空气,在,=445°时封闭电磁开关阀(即紧缩空气进气继续角为90°)。仿真可得到转速为1500r/min时体系可用能随曲轴转角改变的曲线(、)。

  所示为气门封闭期缸内可用能随曲轴转角的改变曲线。由于紧缩空气进气压力与缸内压力压差较大,跟着电磁开关阀打开,进入气缸的紧缩空气可用能敏捷添加。紧缩行程时活塞向体系做功,体系内可用能添加,跟着紧缩空气喷入气缸而逐步添加到峰值,继而跟着胀大行程进行逐步削减。紧缩行程时活塞功为负值,胀大行程时活塞功添加到正值,并跟着缸内气体胀大逐步增大。在气门闭合期,传热可用能由负值逐步添加到正值,这说明缸内气体从环境吸取了热量,但传热可用能很小。不可逆性在紧缩行程时近似为零,在紧缩空气进气和胀大行程时逐步增大。

  3.不可逆进程可用能丢失4.活塞功可用能5.缸壁传热可用能紧缩空气动力形式瞬时可用能(气门封闭期)所示为气门敞开期缸内可用能改变曲线。活塞功随排气行程进行略有削减,随进气行程进行又略有添加。排气可用能则随排气行程进行逐步添加并到达峰值。体系内可用能在排气门敞开后敏捷削减,跟着排气进行逐步减小为负值,这是由于缸内温度低于环境温度,具有必定的冷量,在进气行程时环境空气进入气缸,缸内温度回升,体系内可用能略有添加。不可逆进程引起的可用能丢失在排气进程中稍有添加,在进气进程中则稍有削减。

  表2给出了紧缩空气动力形式发动机一个做功循环可用能散布情况。体系经过缸壁换热得到的可用能很少,可用能的丢失首要由紧缩空气减压丢失、排气可用能丢失以及不可逆性引起的。每循环仅有64 2%的紧缩空气可用能能够使用,也就是说由节省减压形成的可用能丢失占358%,要进步紧缩空气可用能使用率,设法下降减压进程可用能丢失是一个重要方面。研讨标明,减小节省前后压差和选用容积减压方法101,能够大为减小节省可用能丢失。由排气形成的可用能丢失占紧缩空气可用能的19. 3%左右,而排气为具有必定压力的冷空气,这一部分可用能是能够收回使用的,比如可作为车辆的空调冷源,然后进步发动机的能量使用率。

  可用能类别ATAcaQAwAeAd各项可用能可用能类别afAWaqaiAEAD各项可用能表2紧缩空气动力形式每个做功循环可用能散布2.2内燃机形式可用能剖析、所示为内燃机形式下转速为1500r/min、过量空气系数为1 1时缸内可用能随曲轴转角改变的曲线。如所示,气门封闭期燃料焚烧发生的可用能、活塞功可用能、体系可用能、不可逆性的改变趋势与紧缩空气动力形式根本相同。缸壁换热可用能与压力空气动力形式差异较大,是由于体系内温度远高于缸壁温度,体系经过缸壁向环境放热,且放热量远大于紧缩空气动力形式下的吸热量。

  5.缸壁传热可用能内燃机形式瞬时可用能(气门封闭期)如所示,气门敞开期排气可用能、活塞功可用能改变趋势也与紧缩空气动力形式相仿。体系内可用能随排气门敞开后快速下降,排气完毕前接近于零,在进气进程中根本不变,近似为零。缸壁换热的可用能改变较小,而不可逆性在气门敞开期呈小幅添加趋势。

  3.排气可用能4.体系内可用能5.缸壁传热可用能内燃机形式瞬时可用能(气门敞开期)表3为内燃机形式下发动机一个做功循环可用能散布情况。可用能的丢失首要由于缸壁换热、排气进程以及不可逆性引起的。其中,排气可用能丢失到达了燃油焚烧可用能的20%左右,选用排气可用能收回办法,能明显进步发动机能量使用率,现在遍及选用的发动机增压技能就是使用了排气可用能。


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