[发明专利]一种适用于增压氢内燃机的压气机选型方法

摘要

本发明公开了一种适用于增压氢内燃机的压气机选型方法，通过给定的目标值和发动机的基本参数，考虑到常规发动机进入气缸的燃料为液态，不产生分压，而氢内燃机以氢气为燃料，进入气缸之后，气体燃料会产生分压，考虑气体燃料产生的分压对压气机压比计算的影响，由此，本发明计算氢气和空气在气缸中的分压，作为气缸中的总压，进而计算压气机的压比；另外，根据压气机出口处的温度的经验值，在合理范围内选定若干压气机出口温度，得到压比后，再通过热力学方程得到压气机出口温度的理论值，将压气机出口温度选定的经验值近似等于理论值时得到的压比作为最后结果，如此实现对增压之后温度的修正，得到更加精确的结果。

主权项

1.一种增压氢内燃机的压气机的选型方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、利用氢燃料内燃机的相关技术参数，计算增压氢内燃机所需压气机的氢气流量MH：式中，Hμ为氢气的热值；ηet为有效热效率；Pe为目标功率；步骤2、根据给定的浓度λ，计算得到所需的空气流量MC：式中，L0为每千克氢气完全燃烧时，理论上所需的空气量；λ为达到目标功率时的混合气浓度；步骤3、利用气体状态方程和质量方程计算出氢气在气缸中的分压pH，由公式[3]和公式[4]得：式中，τ为冲程系数；ηV为充气系数；Vh为气缸的容积；n为发动机的额定转速；ρH、pH、TH，RH分别为氢气在气缸中的密度、分压、温度和氢气气体常数；同理，由公式[5]计算出气缸中空气的分压pC：式中，RC和pC分别为气缸中的空气气体常数和分压；TC为压气机出口处的温度；步骤4、计算出气缸中的总压p总：p总＝pH+pC      [6]步骤5、根据气缸中的总压和沿程损失计算出压气机出口的压力pC1：pC1＝p总+Δp    [7]式中，Δp为气体经过压气机出口到进入气缸过程中的沿程损失；步骤6、利用压气机的定义，计算出压气机的压比πC：pa＝p1‑Δp1    [8]pa为经滤清器后压气机进口处的空气压力；p1表示环境压力，Δp1表示压气机进口处的空气压力与环境压力p1的差值；步骤7、把公式[1]到[8]代入公式[9]中，整理得出：令简化得到公式[11]：πC＝K2TC+K1    [11]利用热力学方程，计算压气机出口温度的理论值TO：TO＝πC(κ‑1)/κ     [12]式中，κ为压气机的平均多变指数；步骤8、根据经验，在压气机出口处的温度TC的合理取值范围内任意选取一个温度TC值，代入到公式[11]中，得到压比后，再代入到公式[12]中，得到压气机出口处的温度的理论值TO，比较压气机出口处的温度的计算值TC与TO，当两者之差在允许误差范围内时，此时的温度TC即为选定的压气机出口处的温度，代入公式[11]中得到的压比为最终选定的压气机的压比，实现压气机选型。