[发明专利]发动机的燃烧等容度计算方法、装置及发动机燃烧分析仪

说明书

本发明公开一种发动机的燃烧等容度计算方法、装置及发动机燃烧分析仪，属于发动机技术领域，方法包括将一个实际燃烧循环的总放热量Q_n均分为不同曲轴转角处的多段等容放热，且各放热段之间认为是绝热过程，这样将一个实际燃烧循环划分为多段奥托循环，将划分后的多段奥拓循环的平均热效率比该发动机燃烧循环的理论热效率，得到该实际燃烧循环的等容度并输出。本发明可以实时显示发动机燃烧循环的等容度，为实际工程中的燃烧分析诊断提供了直接与客观的参考数据，同时为发动机的自动标定工作提供了参考数据。

技术领域

本发明涉及发动机技术领域，更具体地说，涉及一种发动机的燃烧等容度计算方法、装置及发动机燃烧分析仪。

背景技术

定容燃烧，亦称等容燃烧，是指燃料与氧在容积保持不变的条件下所进行的燃烧。在实际燃烧循环中，等容燃烧占整个燃烧过程中的比例为燃烧的等容度，燃烧的等容度越高，则整个燃烧过程越接近于上止点完成，因而循环的热效率越高，发动机的燃油经济性越好。因此，把等容度作为一个参考参数对指示循环燃烧的好坏，以及判断点火正时均具有十分重要的指导意义。但是，在实际工程应用中，由于等容度的量化存在一定难度，等容度反馈计算的燃烧分析系统的开发存在一定的挑战性。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种发动机的燃烧等容度计算方法、装置及发动机燃烧分析仪，欲实现燃烧等容度的量化分析并输出，为实际工程中的燃烧分析诊断提供直接与客观的参考数据，同时为发动机的自动标定工作提供参考数据的目的。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种发动机的燃烧等容度计算方法，包括：

获取一个燃烧周期内的发动机的缸内容积与缸内压力的关系式；

根据所述缸内容积与缸内压力的关系式，计算得到所述燃烧周期内的放热率与曲轴转角的关系式；

根据所述放热率与曲轴转角的关系式，对所述放热率进行积分运算得到所述燃烧周期的总放热量；

将所述总放热量均分为i份子放热量，所述i为大于1的正整数；

根据所述放热率与曲轴转角的关系式，计算得到每份子放热量对应的放热重心曲轴转角；

针对每份子放热量，根据其对应的放热重心曲轴转角，计算得到其对应的等效压缩比；

依据等容度公式，计算得到等容度，所述等容度公式为：

其中，η_V为等容度，γ为工质比热比，ε为发动机的压缩比，ε_m为第m份子放热量对应的等效压缩比；

输出计算得到的所述等容度。

可选的，所述根据所述放热率与曲轴转角的关系式，计算得到每份子放热量对应的放热重心曲轴转角，具体为：

利用放热重心曲轴转角公式，计算得到每份子放热量对应的放热重心曲轴转角，所述放热重心曲轴转角公式为：

其中，所述Q_n为所述总放热量，所述为起始曲轴转角，所述为第m份子放热量对应的放热重心曲轴转角，所述为所述放热率与曲轴转角的关系式，所述为曲轴转角。

可选的，所述针对每份子放热量，根据其对应的放热重心曲轴转角，计算得到其对应的等效压缩比，具体为：

根据发动机的固有参数，计算得到在发动机的曲轴转角等于放热重心曲轴转角时的缸内容积；

利用等效压缩比公式，计算得到每份子放热量对应的等效压缩比，所述等效压缩比公式为：