| 释义 |
【燃烧放热率】
拼译：heat release rate
又称燃烧放热规律，指内燃机单位曲轴转角的放热量(QE)随曲轴转角(φ)的变化规律，其数学表达式为 。 内燃机是利用燃料在气缸内通过燃烧化学反应释放热能并转变为机械能的动力机械；显然，燃烧放热率对于气缸内能量的转换和利用具有极为重要的作用，从而影响着内燃机的功率、油耗、排污、噪声以及零部件负荷等一系列主要性能。因此，近30年来，燃烧放热率引起了国内外内燃机科技工作者高度的重视，并对此进行了大量的研究。早在20世纪30年代，美国L．C．Lichty在其著名的《内燃机》中提出了燃烧放热率这一概念，并且认为对于火花点燃式预混燃烧的汽油机，如果已知其燃烧室形状和火焰传播速度，即可计算出燃烧放热率。但是，后来很少看到有这方面的论著发表，其原因可能是受当时燃烧测试条件的限制，缺乏火焰传播速度的具体数据。对于压缩自燃式扩散燃烧的柴油机，虽然后来有人断断续续地发表过一些关于燃烧放热率的报告，但也未看到做过更多的工作。直到现代测试技术，特别是快速模数转换装置和专用电子计算机技术的迅速发展，才有条件使内燃机科技工作者对于燃烧放热率的研究不断深入、不断发展，并取得了突出的成果。50年代末，前苏联И．и．BиБe在他的《发动机的工作循环与燃烧速度》中提出了燃烧放热率(当时称之为燃烧速度)计算的半经验表达式。他以连锁反应理论及大量试验数据为基础，将柴油机复杂的燃烧过程归纳为用两个简单参数表示，燃烧品质指数m和燃烧持续时间Φz。根据不同燃烧系统的特点选定m和Φz值以后，即可按Бe的燃烧过程半经验公式进行燃烧放热率的计算。60年代初，美籍华裔学者林慰梓(W．T，Lyn)等对于柴油机燃烧放热率的研究作了大量的开创性工作。当时主要是研究柴油机供油规律与燃烧放热率之间的关系，并企图根据理想的燃烧放热率来设计供油系统。尽管这一企图当时未能实现，但是他将直喷式燃烧系统柴油机的燃烧放热图景描述为3个阶段(初始放热、主燃放热和尾部放热)，并提出了林氏三角形模式，以此建立起供油规律与燃烧放热率之间的内在联系；随着现代测试技术和电子计算机技术的发展和应用，终于完成了根据实测示功图计算燃烧放热率的研究。林的研究指出；直喷式燃烧系统柴油机理想燃烧放热率应是先缓后急，即初始放热阶段应缓慢，以降低压力升高比和最高燃烧压力，保证柴油机运转柔和；主燃放热阶段应急速，使绝大部分燃油尽可能在上止点附近完成燃烧，以提高柴油机经济性；同时，燃烧持续时间不宜过长，应在上止点后30°～40°曲轴转角处燃烧80%～90%的燃油。70年代以来，经过美、英、德、日等国众多内燃机科技工作者的不懈努力，直喷式柴油机燃烧放热率的研究已经日臻成熟、日益推广，达到了实用化阶段。同时，随着现代电子计算机技术在内燃机领域的推广应用，国外许多智能化的燃烧分析仪中已将燃烧放热率计算程序固化在计算机中，例如日本小野测器的CF750、CB－366、CB－466型燃烧分析仪，奥地利AVL的646、656、657型燃烧分析系统等，这些国外先进的专用仪器设备无论是在精度和速度方面无疑都为内燃机燃烧放热率的计算、分析和应用创造了良好的条件。中国对于内燃机燃烧放热率的研究开始于70年代，不少高等学校和科研院所都相继开展了研究工作。例如，清华大学徐大宏在《内燃机》杂志上发表的“根据示功图用电子计算机计算柴油机燃烧放热率”就是国内最早正式发表的研究论文之一，对于柴油机燃烧放热率计算的理论基础、基本公式、具体问题、程序框图及计算示例等作了比较全面的论述。80年代，中国对于直喷式柴油机燃烧放热率的研究进展较快、逐步成熟。清华大学、上海内燃机研究所等进行的燃烧放热率的测试精度、影响因素、计算处理和燃烧分析等问题的研究，比70年代主要解决计算方法和计算程序已经大大提高，并且通过大量各种不同机型燃烧放热图形的比较分析和归纳规律，以此作为直喷式柴油机性能评价和技术诊断的一种有效手段，将燃烧放热率的研究又进一步提高到技术诊断和改善性能的水平，达到实用阶段，取得了更为可喜的研究成果。同时国内的燃烧分析仪也在不断地开发研制，例如上海铁道学院的RSO－Ⅰ型、上海内燃机研究所的EAS系统和大连海运学院等单位研制的燃烧分析仪均已投入使用，为国内进一步推广燃烧放热率的计算、分析和应用提供了条件。60年代末，国外林慰梓等对于非直喷式(分隔室)燃烧系统柴油机燃烧放热率也进行过研究，但是限于条件，种种假设过多，计算精度不高。在较长的时期内，对于分隔室柴油机燃烧放热率有时就按直喷式柴油机进行计算，但必然会造成较大误差，影响燃烧分析精度。为此，80年代开始，国内开展了对分隔室柴油机燃烧放热率的研究，已取得了进展，正在逐步形成一套较完整的理论和方法，不断提高测试和计算精度，赶上国际先进水平。总的说来，目前国内外对于燃烧放热率的研究已经日益成熟，特别是对于直喷式柴油机已经达到实用化阶段。今后的研究工作主要是继续不断提高气缸压力、曲轴转角、上止点标定等示功图测试精度以及确定动态放热系数、流量系数等经验模型计算精度，使燃烧放热率进一步更准确地反映气缸内燃烧进程的本质，更有效地成为内燃机燃烧分析、技术诊断和改善性能的工具。【参考文献】：1 Lichty L C．Internal Combustion Engines，McGraw-Hill，19392 Lyn W T．Colculations of the Effect of Rate of Heat Release on the shape of Cylinder-Pressure Diagram and Cycle Efficiency，I M E proc．，A．D．，1960～19613 BиБe И И．Hoвoe o paБoцeм цикΛe двигaтeneй，Cкopoстb Cгopaния и paБoциl цикΛдвигaтeΛя，МAШГИ3，19624 徐大宏．内燃机，1973，55 刘炽棠．上海交通大学学报，1978，26 李德桃，蔡忆昔．内燃机学报，1986，47 孙桂苓，吴旭陵，顾德明．放热规律在发动机性能评定与诊断中的应用．19888 Ge X K．Liu J P，Peng L X．Journal of Automobile，1989，12(上海工程技术大学葛贤康教授撰) |