本帖最后由 william.yusong 于 2010-1-30 00:09 编辑
汽油发动机的进排气质量计算问题 计算条件: 发动机排量 1.6L NA 自然吸气式汽油机 转速n=7000 rev/min 这个是tintin哥想要的转速,呵呵 节气门100%全开 即全负荷 在这样的条件下计算每分钟发动机的进气量,以及排气量。 其实只要算出进气量,就可以通过空燃比Air Fuel Ratio (AFR)来估算所需燃油质量,进而排气可以由质量守恒定律得到。 这里讨论一下另外两个必需的参数,充气效率 volumetric efficiency 和 当量燃空比equivalence ratio 1. 充气效率 volumetric efficiency是指 气缸在每个工作循环内实际吸入的空气质量 与 理想情况,即进气管状态下的空气完全充满整个气缸工作容积时的空气质量的比值,对于自然吸气式的汽油发动机,其进气冲程结束的时候,气缸内的空气的密度总是小于 进气管中空气的密度,所以NA的汽油机充气效率 总小于1; 而对于增压的发动机,则充气效率可以大于1。 对充气效率影响最大的是 节气门开度,节气门开度越大 充气效率越高;另外气门正时也对其有较大的影响,对非可变气门正时来讲,利用进气谐振效果可以使一定转速下充气效率达到峰值(这个只针对全负荷来讲才有意义),一般这个转速就是车子提速最快对应的转速;而近年来汽车公司搞出来的可变气门正时技术,诸如VVT、VVA、VTEC、Valvetronic等等,目的全部是在最大转速范围内实现最大充气效率的技术,从而拓宽峰值扭矩的转速范围。所以充气效率,这个是对汽油发动机性能影响最大的一个参数。 这里我专门找了一个充气效率对转速变化的曲线图,帮助选择这个参数:
这是一台2.0 NA非可变气门正时
汽油发动机在节气门全开的情况下的曲线,当然不同发动机的曲线固然不同,不过差别不会太大
n= 7000 rev/min
充气效率 ηv可以取 0.85
2. 当量燃空比equivalence ratio
α
其实一般用得多的是另外一个叫过量空气系数,也就是通常大家所说的λ 值,
当量燃空比equivalence ratio
AFR: Air Fuel Ratio 空燃比
AFRstoich 是代表燃油和空气的比例恰好完全燃烧时候的空燃比,对于汽油来说
一般是 14.7:1
现代汽油发动机一般都用λ传感器,即氧传感器实行闭环控制,除怠速 和 全负荷两种工况需要加浓混合气以外,其余工况为了达到最好的三元催化净化的效果,均把λ值控制在1附近。控制λ的值也就是控制喷油量的多少。 在全负荷工况下,发动机需要得到最大的功率,因此混合气一般加浓到 λ= 0.85-0.9左右,此时混合气的火焰传播速度最大,燃烧热效率最高。 这里计算我们就选λ= 0.9, 即
以上计算均针对发动机一个工作循环而言,对于每分钟7000转的转速,是3500个工作循环,所以每分钟的进气量:
完!
刚刚图片贴反了,不好意思啊
|