[發明專利]確定發動機排氣帶走熱量方法

在審

• 申請號: 202111190222.0
• 申請日: 2021-10-13
• 公開（公告）號: CN114036860A
• 公開（公告）日: 2022-02-11
• 發明（設計）人: 袁曉軍;曾小春;駱旭薇;王功成;吳相承;黃賢龍
• 申請（專利權）人: 江鈴汽車股份有限公司
• 主分類號: G06F30/28
• 分類號: G06F30/28;G16C20/10;G06F119/08
• 代理公司: 南昌青遠專利代理事務所(普通合伙) 36123
• 代理人: 范文菊

本發明涉及一種確定發動機排氣帶走熱量方法，根據燃燒反應方程式，計算不同空燃比下，將各組分的摩爾份數，轉化為質量分數，計算排氣帶走的熱量值；將冷卻系統散熱作為閉環，根據能量平衡確定冷卻散熱能量值；通過編制excell計算表格，適用于所有發動機；通過摩爾數的計算，精確計算排氣組分的質量分數，最終excell表格中計算，做好模板后，一小時內之內得到計算結果，提高系統校核的準確性，降低技術人員的工作強度，減少測試誤差，提高工作效率，為散熱器的設計提供準確的依據，防止發動機由于散熱不良造成的安全隱患，確保發動機正常工作。

技術領域

本發明涉及發動機能量平衡校核，具體的說，是涉及一種確定發動機排氣帶走熱量方法。

背景技術

目前，發動機能量平衡的計算都是基于國外的商業軟件，商業軟件建模復雜，需要至少兩周時間。

傳統的公式能量平衡計算中，關于廢氣能量這一塊，統一按照1.1的比熱容，但由于柴油機燃燒都會有一點的過量空氣系數，一般氧氣比需要的氧氣多50％左右，排氣的成分隨著過量空氣系數的不同而不同，因此實際熱值比傳統計算方法高，計算誤差大。

現有技術，冷卻系統帶走的熱量主要靠測試，但測試誤差20％以上，水溫升一般10℃左右，而臺架控制水溫穩定性，以及傳感器原因，誤差很容易達到2℃以上，達到20％誤差。

本發明用能量平衡方法倒推修正冷卻系統測試，能量平衡計算值，廢氣溫度比較高，測量誤差1％以內，可以忽略，無法測量的輻射，比例也小，按照3％做假設。最后能量平衡的閉環就是冷卻液的能量。

發明內容

針對上述現有技術中的不足，本發明提供一種根據燃燒反應方程式，計算不同空燃比下，各組分的摩爾分數，轉化為質量分數，最后得到準確的熱量值的確定發動機排氣帶走熱量方法。

本發明所采取的技術方案是：

一種確定發動機排氣帶走熱量方法，發動機輸入總熱值為：燃油和進氣總熱值；發動機輸出總熱值為：排氣能量、做功能量、冷卻散熱、中冷器散熱和輻射熱，根據燃燒反應方程式，計算不同空燃比下，將各組分的摩爾份數，轉化為質量分數，計算排氣帶走的熱量值；將冷卻系統散熱作為閉環，根據能量平衡確定冷卻散熱能量值。

優選的，能量平衡計算步驟如下：

首先確定計算工況點；

測試噴油量計算噴油熱值；

測試進氣量計算進氣熱值；

測試渦輪后排氣溫度計算排氣熱值；

散熱器溫差計算冷卻散熱；

測量中冷器溫差計算散熱；

輻射、對流散熱按照總熱量的3％計算。

優選的，排氣總能量計算步驟如下：

確定燃油分子式CaHb中a,b值；

完全燃燒對于氧摩爾數的要求n；

確定過量空氣系數λ；

計算各燃燒組分的摩爾數

計算燃燒組分的總摩爾數；

計算燃燒組分的總摩爾質量kJ/kmol；

各組分的摩爾分數；

各組分的質量分數；

不同溫度下排氣組分比熱容查表；

每1kg排氣質量各組分的熱值；

計算排氣總能量。

優選的，排氣帶走的熱量值計算方法如下：