[发明专利]确定发动机排气带走热量方法

说明书

本发明涉及一种确定发动机排气带走热量方法，根据燃烧反应方程式，计算不同空燃比下，将各组分的摩尔份数，转化为质量分数，计算排气带走的热量值；将冷却系统散热作为闭环，根据能量平衡确定冷却散热能量值；通过编制excell计算表格，适用于所有发动机；通过摩尔数的计算，精确计算排气组分的质量分数，最终excell表格中计算，做好模板后，一小时内之内得到计算结果，提高系统校核的准确性，降低技术人员的工作强度，减少测试误差，提高工作效率，为散热器的设计提供准确的依据，防止发动机由于散热不良造成的安全隐患，确保发动机正常工作。

技术领域

本发明涉及发动机能量平衡校核，具体的说，是涉及一种确定发动机排气带走热量方法。

背景技术

目前，发动机能量平衡的计算都是基于国外的商业软件，商业软件建模复杂，需要至少两周时间。

传统的公式能量平衡计算中，关于废气能量这一块，统一按照1.1的比热容，但由于柴油机燃烧都会有一点的过量空气系数，一般氧气比需要的氧气多50％左右，排气的成分随着过量空气系数的不同而不同，因此实际热值比传统计算方法高，计算误差大。

现有技术，冷却系统带走的热量主要靠测试，但测试误差20％以上，水温升一般10℃左右，而台架控制水温稳定性，以及传感器原因，误差很容易达到2℃以上，达到20％误差。

本发明用能量平衡方法倒推修正冷却系统测试，能量平衡计算值，废气温度比较高，测量误差1％以内，可以忽略，无法测量的辐射，比例也小，按照3％做假设。最后能量平衡的闭环就是冷却液的能量。

发明内容

针对上述现有技术中的不足，本发明提供一种根据燃烧反应方程式，计算不同空燃比下，各组分的摩尔分数，转化为质量分数，最后得到准确的热量值的确定发动机排气带走热量方法。

本发明所采取的技术方案是：

一种确定发动机排气带走热量方法，发动机输入总热值为：燃油和进气总热值；发动机输出总热值为：排气能量、做功能量、冷却散热、中冷器散热和辐射热，根据燃烧反应方程式，计算不同空燃比下，将各组分的摩尔份数，转化为质量分数，计算排气带走的热量值；将冷却系统散热作为闭环，根据能量平衡确定冷却散热能量值。

优选的，能量平衡计算步骤如下：

首先确定计算工况点；

测试喷油量计算喷油热值；

测试进气量计算进气热值；

测试涡轮后排气温度计算排气热值；

散热器温差计算冷却散热；

测量中冷器温差计算散热；

辐射、对流散热按照总热量的3％计算。

优选的，排气总能量计算步骤如下：

确定燃油分子式CaHb中a,b值；

完全燃烧对于氧摩尔数的要求n；

确定过量空气系数λ；

计算各燃烧组分的摩尔数

计算燃烧组分的总摩尔数；

计算燃烧组分的总摩尔质量kJ/kmol；

各组分的摩尔分数；

各组分的质量分数；

不同温度下排气组分比热容查表；

每1kg排气质量各组分的热值；

计算排气总能量。

优选的，排气带走的热量值计算方法如下：