[发明专利]一种基于碳平衡原理的发动机燃油消耗率计算方法

说明书

一种基于碳平衡原理的发动机燃油消耗率计算方法，属于发动机燃油消耗率检测技术领域。其特征在于：包括如下步骤：步骤1，得到新鲜进气或油气混合气的流量和排气中各含碳气体组分的体积分数；步骤2，得到单位时间发动机进气的总物质的量；步骤3，建立燃料的燃烧模型；步骤4，得到单位时间发动机排气的总物质的量；步骤5，得到排气中含碳气体组分对应的燃料消耗率；步骤6，得到碳烟排放对应的燃油消耗率；步骤7，含碳气体组分与碳烟排放对应的燃油消耗率相加得到发动机燃油消耗率。本基于碳平衡原理的发动机燃油消耗率计算方法，在计算时充分考虑燃料组分、废气成分和碳烟排放的影响，大大降低了计算过程中所出现的误差，保证了计算结果的准确性。

技术领域

一种基于碳平衡原理的发动机燃油消耗率计算方法，属于发动机燃油消耗率检测技术领域。

背景技术

经济性是评价发动机性能的主要指标之一，通常以燃油消耗率表示。保证发动机运行状态不变前提下，迅速、精确地获得发动机的燃油消耗率，对改进提升能量转化效率的技术措施、节约石油资源具有重要意义。然而，对于汽油等低馏程燃料，利用汽油机缸内直喷系统或柴油机高压共轨系统实现高压喷射时，由于温度升高，燃料易在管路中挥发、形成气泡，使常规的容积式、质量式和基于科里奥利原理的油耗仪在测量中产生较大的波动和误差。

近年来，以“预混合、低温燃烧”为基本特征的新型燃烧方式得到了蓬勃发展，成为内燃机满足未来排放法规和热效率目标的关键技术途径，而废气再循环(EGR)作为实现低温燃烧的必要技术手段，通过将上一循环的废气在此循环中重新吸入气缸以降低氮氧化物排放。由于废气中含有较多的二氧化碳、一氧化碳和未燃的碳氢化合物，因此现有技术中的一些燃油消耗率的计算方法仍存在较大误差。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供一种在计算时充分考虑燃料组分、废气成分和碳烟排放的影响，大大降低了计算过程中所出现的误差，保证了计算结果准确性的基于碳平衡原理的发动机燃油消耗率计算方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该基于碳平衡原理的发动机燃油消耗率计算方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1，得到新鲜进气或油气混合气的流量和排气中各含碳气体组分的体积分数；

步骤2，得到单位时间发动机进气的总物质的量；

步骤3，建立燃料的燃烧模型；

步骤4，得到单位时间发动机排气的总物质的量；

步骤5，得到排气中含碳气体组分对应的燃料消耗率；

步骤6，得到碳烟排放对应的燃油消耗率；

步骤7，将步骤5中得到的排气中含碳气体组分对应的燃料消耗率以及步骤6中得到的碳烟排放对应的燃油消耗率相加得到发动机燃油消耗率。

优选的，步骤3中所述的燃料的燃烧模型为：

aC_mH_nO_k+bO₂＝cCO+dCO₂+eHC+fH₂+gH₂O

其中，C_mH_nO_k表示燃料分子式，C、H、O分别表示碳元素、氢元素和氧元素，m表示燃料中碳元素的分子式系数；n表示燃料中氢元素的分子式系数；k表示燃料中氧元素的分子式系数；a、b、c、d、e、f、g表示反应方程式系数。

优选的，步骤2中所述的单位时间发动机进气的总物质的量为：

式中，表示发动机进气流量，单位为L/h；R_EGR(％)表示EGR率；