第3章 进排气系统中的热力过程计算.

dmA d i 1 i
n
排气系统的进气， 排气系统的散热，
dQ3W d dm3 A d
流出排气系统的质量变化率。
k3 1 2 2k3 p0 k3 p0 k3 ( ) ( ) k3 1 p3 p3 k3 1 2 2k3 p4 k3 p4 k3 ( ) ( ) k3 1 p3 百度文库 p3
dT 1 dE dm u d m u m d mcv d d m d
dT2 dmE dm2 K dQ2W dm2 u2 d m 1 n u2 m2 hE h2 K d m2 cv 2 i 1 d i d d d m d dT2 dmE dm2 K dQ2W dm2 1 n u2 hE h2 K d m2cv 2 i 1 d i d d d
p f t, x
3.2排气系统内的热力过程计算（容积法） 3.2.1容积法基本假设：
1.排气管容积V3不变， V3=排气道容积+排气歧管容积+排气总管容积+涡
轮进气涡壳容积
2.排气管中的状态参数值随时间t（或曲轴转角φ）变化，在足够小的时 间步长内，把排气管的不稳定流动简化为准稳定流动，把排气过程视为 排气对容积为V3的容器准稳定流入和排出的过程。 3.排气从气缸经排气阀流入排气管，总是有n个气缸依次流入同一根排气 管。 d m 4.实际排气成分变化很小，假定排气过程排气成分不变。 d 0 5.排气的气体常数变化很小，故去R3=常数。 6.排气管内，排气不对外做功。
AK dmA dT dA AK T TWAK dA c pm dT dmA T TWAK d c pm TAK d AK dT T T TWAK A dmA dA c pm d A AK AK AK A TWAK T T T exp AK AK WAK ln TAK TWAK ln T TWAK dmA c dmA d pm c pm d
dm3 A 1 若为非增压柴油机： u3 F3 p3 3 d dm3 A 1 若为增压柴油机： uT FT p3 3 d
3.2.3排气系统中的散热
dQ3W dQWAK dQWA dQWT d d d d dQWAK 1 dmA c pm T TAK d 6n d
3）状态方程
p3 V3 m3 R3 T3
dT 1 dE dm u d m u m d mcv d d m d
dT3 dm3 A dQWB dm3 dmA 1 n u d m u3 m hA h3 A d m3cv 3 i 1 d i d d d m d dT3 dm3 A dQ3W dm3 dmA 1 n u3 hA h3 A d m3cv 3 i 1 d i d d d
dm2 dm2 K n dmE d d d i 1 i
2）状态方程
p2 V2 m2 R2 T2
3）能量守恒方程
d m2 u2 dm2 K n dmE dQ2W h2 K hE d d d i d i 1
第3章 进排气系统中的热力 过程计算
3.1概述
3.2排气管中的热力过程
3.3进气管中的热力过程
3.4中冷器的计算
3.1概述
进气管子系统：
（进气总管、进气歧管、进气道）
1.压气机，2.进气管，3.气缸， 4.排气管，5.涡轮，6.中冷器
排气管子系统： （排气道、排气歧管、排气总管、 涡轮进气涡壳）
实际的进排气过程：不稳定的流动过程。
定压增压系统 脉冲增压系统
进排气系统的计算通常采用的计算模型：
1.充满-排空法（或称容积法） 将不稳定流动过程简化为准稳定流动，只考虑状态参数随时间的变化
p f t
2.特征线法（目前已不常用） 将不稳定流动过程简化为非定常一维流动，状态参数随时间和地点变化
p f t, x
3.有限体积法（GT-POWER采用） 将不稳定流动过程简化为非定常一维流动，状态参数随时间和地点变化
3.2.2排气管内的基本微分方程
1）能量守恒方程
d m3 u3 n dm3 A dQ3W dmA hA h3 A d d i d d i 1
2）质量守恒方程
n dm3 dmA dm3 A d i 1 d i d
3）热电偶平均值
T3a

cyc
a T3 d ad

cyc
T3t T3a T3h
3.3进气管中的热力过程
稳定工况下，进气管中压力一般是为常数。
增压柴油机要考虑进气压力波的影响。 过渡工况，进气容积对发动机瞬态特性有延迟作用， 因此要考虑进气系统中状态随时间变化。
1）质量守恒方程
3.2.4排气平均温度 柴油机重要参数之一。
非增压柴油机：反应热负荷的大小。
增压柴油机：根据排气温度计算排 气能量。 1）时间平均值
T3t
2）能量平均值
T d 1 720 d
cyc 3 cyc
cyc 3
T d
dm3 cyc c pm T3 d d T3h dm3 cyc c pm d d