基于示功图的自由活塞发动机燃烧过程分析(2)

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3 基于示功图的燃烧放热率计算程序设计 19

3.1 MATLAB 软件的介绍 19

3.2 程序设计思路 19

3.3 程序设计流程图 20

3.4 程序运行结果 21

4 燃烧放热率的拟合 23

4.1 韦伯函数的介绍 23

4.2 拟合程序 24

4.3 计算结果 25

结论 27

致谢 28

参考文献 29

附录 A 30

第 II 页本科毕业设计说明书

本科毕业设计说明书第 1 页

1 引言

1.1 本课题的研究目的与意义

从第一台内燃机诞生以来，内燃机工业发展十分迅速。而随之而来的污染问题，能源消耗问题也日益严重。自由活塞发动机作为在能源紧缺和环境严重污染下逐渐发展起来的新型动力系统，舍去了传统内燃机的曲柄连杆机构，具有机构简单，能量转换率高，燃料适应性广等众多性能优势。而研究其燃烧放热规律对认识自由活塞发动机的燃烧特性，合理组织燃烧过程以及提高自由活塞发动机的综合性能具有重要的意义。

1.2 国内外的研究和发展现状

在研究发动机的各类课题中，示功图总是伴随着出现，如何准确地测量示功图已经成为一个重要的环节。通过分析研究示功图，人们能够得到内燃机的各种各样的参数。不仅能够判断内燃机的工作状态，还可以通过基本参数的计算得到燃烧放热规律，而本文就是基于此来分析研究的。示功图是由曲轴转角与缸内压力一一对应得到的，所以测量示功图需要成熟的相位测量技术以及压力测试技术，这两者需要同时完成检测，每一个曲轴转角对应着一个缸内压力值，否则就会产生数据点漂移误差。在实际测量中，遇到一些条件恶劣或变化太快的情况，在保持时间一致的前提下应将相位尽量分成小分度。目前采用较多的测量方法有光栅测量法，磁电测量法，电容法等等[2]。而机械法由于误差较大且相位分度较大致使数据不够连续渐渐被淘汰。论文网

1.2.1 测试技术现状

示功图对于研究判断发动机工作状态以及其工作状态意义重大，它甚至已经成为了最重要的参考依据之一。所以对于示功图研究的技术发展也是日新月异，近些年来像电子计算机技术，通信技术等新新技术发展迅速应用广泛，内燃机测试技术也随之发生了一次质的飞越。目前国内工作者对于试验方法的研究已经取得了长足的进步，不仅如此，也极大地提高了研究测量设备的水平。显著地像国内一些高等院校以及研究院对于缸内燃烧过程的测试技术研究日趋成熟，他们的一些测试仪器甚至能达到领先水平。例如西安交大研发的内燃机燃烧分析仪器；又如天津大学自主研发的电控缸内直喷发动机燃烧分析系统；还有像中国农业大学以 QAR 总线技术为基础开发的新型计算机测试系统。这些系统都先由数据采集系统完成数据的采集工作，再通过软件进行燃烧特性分析。不同的机构系统在开发上注重点各异，但都能满足一般放热规律研究的需要。