CN114357759B - 一种基于蒸发过程的柴油机燃烧放热率预测方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于预测方法，具体涉及一种基于蒸发过程的柴油机燃烧放热率预测方法。它包括下述内容：步骤1，确定公式；步骤2，两种模态放热率归一化换算；步骤3，两种模态归一化燃料消耗率计算；步骤4，两种模态蒸发速率计算；步骤5，总燃料蒸发速率计算。本发明的显著效果是：(1)本发明利用蒸发速率主控燃烧速率很大程度上还原了真实的燃烧过程；(2)复现了实际的喷油、蒸发和燃烧的时间逻辑关系；(3)可以用于对多种工况下柴油机燃烧放热率的快速预测。

Description

一种基于蒸发过程的柴油机燃烧放热率预测方法

技术领域

本发明属于预测方法，具体涉及一种基于蒸发过程的柴油机燃烧放热率预测方法。

背景技术

在柴油机燃烧系统的研究领域中，燃烧模型的使用十分普遍，其可以用于在研发实机之前，对燃烧放热规律及产物等相关物理量进行仿真计算，由此对燃烧系统性能进行预测和优化，可以大幅降低开发实际燃烧系统的资金和时间成本。

柴油机燃烧模型主要分为两类，一种是非预测模型，其中大部分均为零维模型，即缸内物理量以均匀分布计算，例如Wiebe燃烧模型，其优点是计算简单，但其仅给定了放热率的控制函数，而所有系数均需要人为设定，这使其仅适用于已有实验数据，从而可以对系数进行标定的情况下，因此无法实现预测的功能；另一种是预测模型，其中一部分为零维模型，例如Watson燃烧模型，其系数均可以利用具有一定物理含义的半经验公式表达出来，从而实现了对多种工况下放热率的预测，但其忽略了真实燃烧过程中喷油、蒸发和燃烧的时间逻辑关系，因此无法准确地复现燃烧过程，计算准确度较低。另一部分则为准维模型，即缸内物理量以不均匀分布计算，例如广安博之和康明斯燃烧模型，此方法是将缸内物理量分区计算，每个小区内物理量仍是均匀分布的，用一系列数学模型复现了真实的燃烧过程，此预测方法较为精确，但操作极其复杂。

因此，目前迫切需要一种操作简单，计算快速，预测准确，且可以复现真实燃烧过程中喷油、蒸发及燃烧时间逻辑关系的柴油机燃烧放热率预测方法。

发明内容

本发明针对现有技术的缺陷，提供一种基于蒸发过程的柴油机燃烧放热率预测方法。

本发明是这样实现的：一种基于蒸发过程的柴油机燃烧放热率预测方法，其中，包括下述内容：

步骤1，确定公式；

步骤2，两种模态放热率归一化换算；

步骤3，两种模态归一化燃料消耗率计算；

步骤4，两种模态蒸发速率计算；

步骤5，总燃料蒸发速率计算。

如上所述的一种基于蒸发过程的柴油机燃烧放热率预测方法，其中，所述的步骤1包括

将实际燃烧放热率等效为两种燃烧模态的放热率之和，两种燃烧模态分别为预混燃烧和扩散燃烧模态，

其中

为实际燃烧放热率；

为预混燃烧模态的放热率；

为扩散燃烧模态的放热率，上述单位均为J/s。

如上所述的一种基于蒸发过程的柴油机燃烧放热率预测方法，其中，所述的步骤2包括

利用蒸发速率主控燃烧速率，由此分别将步骤1中以时间计的两种燃烧模态放热率

和

展开为带有各自归一化燃烧消耗率

和

的公式，具体公式如下，以下各式中的i可为p表征预混燃烧物理量或d表征扩散燃烧物理量，

其中

为以时间计的两种燃烧模态燃烧放热率，其中i是p或者d，当i是p时

就是

当i是d时

就是

单位J/s；Hu为所选燃料的质量低位热值，单位J/g；

为归一化的两种燃烧模态的燃料消耗率，无量纲；

为以时间计的两种燃烧模态的燃料蒸发速率，单位g/s。

如上所述的一种基于蒸发过程的柴油机燃烧放热率预测方法，其中，所述的步骤3包括

两种模态归一化燃料消耗率利用Watson公式计算，计算公式如下：

预混燃烧模态：

扩散燃烧模态：

其中，

为无量纲曲轴转角因子，式中

为曲轴转角，

为着火时刻，

为燃烧持续期，单位均为°CA。由于上式将真实曲轴转角无量纲化，在此式中

值均不需要输入，而τ值会在0至1之间变化，作为输入的因变量。

上述各系数推荐公式如下，C₁＝1.78+(1.25×10^-8)(rpm·t_ig)^2.4，其中rpm为转速，单位为r/min，需要根据工况输入；t_ig为以时间计的滞燃期，单位为ms，具体计算公式如下：

滞燃期分为化学和物理滞燃期两部分，化学滞燃期使用Hardenberg-Hase公式，公式如下所示：

其中，t_ig,ch为化学滞燃期，单位为ms；v_m为活塞平均速度，单位为m/s，需要根据实际发动机结构参数输入；rpm为转速，单位为r/min，需要根据选定工况输入；

为活化能，单位为kJ/mol，其中CN为十六烷值，需要根据选定燃料输入；R＝287为气体状态常数，单位为kJ/(kg·K)；T为缸内的实时温度，单位为K，利用发动机性能计算程序实时提供，可自主编程或使用第三方软件获得，

物理滞燃期使用Garcia公式，公式如下：

t_ig,ph＝(3.5×10¹²)d_nozzlep_inj ^-0.5ρ^-0.3T^-3.3

其中，t_ig,ph为物理滞燃期，单位为ms；d_nozzle为喷孔直径，单位为mm，需要根据选定喷嘴型号输入；p_inj为喷油压力，单位pa，需要根据选定喷油系统型号输入；ρ为缸内环境密度，单位为kg/m³，可利用进气充量与初始容积之比计算得到，T为缸内的实时温度，单位为K，利用发动机性能计算程序实时提供，可自主编程或使用第三方软件得到，

由于在滞燃期内缸内容积的变化导致缸温与缸压也是变化的，因此利用Livengood-Wu积分计算缸内热力状态变化情况下的滞燃期，计算公式如下：

其中，t_inj为喷油时刻，单位为ms，根据选定喷油正时输入；t_burn为着火时刻，单位为ms；t_ig,ch与t_ig,ph将上述化学和物理滞燃期代入进行积分计算，单位均为ms，通过上述即可计算出滞燃期t_ig＝t_burn-t_inj，单位为ms，

C₁'＝14.2φ_ig ^-0.644，φ_ig为着火时刻缸内的平均当量比，着火时刻缸内的平均当量比计算公式如下：

其中，

为喷油速率，单位为g/s，根据实验数据输入；m_air为缸内空气质量，单位为g，根据实验数据输入；FAR₀为理论燃空比，根据选定空燃比输入，

其余各系数推荐取值如下，C₂＝5000；C₃＝100；C₂'＝0.88C₁'^0.25；C₃'＝330。

如上所述的一种基于蒸发过程的柴油机燃烧放热率预测方法，其中，所述的步骤4包括

将总蒸发速率乘上预混和扩散两种燃烧模态的燃料比例得到各自的蒸发速率，两种燃烧模态下各自的燃油蒸发速率如下所示：

预混燃烧模态：

扩散燃烧模态：

上述两式中

和

分别预混和扩散燃烧模态的燃料蒸发速率；

为总燃料蒸发速率，上述单位均为g/s，m_pfrac和m_dfrac分别为预混和扩散燃烧模态的燃料消耗比例，单位均为g。

如上所述的一种基于蒸发过程的柴油机燃烧放热率预测方法，其中，所述的步骤5包括

计算步骤5中的总燃料蒸发速率，利用Whitehouse理论，利用喷油速率和氧分压进行计算，计算原理如下：

其中，

为发动机一个工作循环经历的时间，单位为s，式中rpm为转速，单位为r/min，需要根据工况输入；dt为时间的微分，单位为s；

为总燃料蒸发率，

为喷油速率，根据实验数据输入，

为单位时间内还未蒸发的燃油量，根据实验数据输入，各式单位均为g/s；各常数推荐值，B1＝0.0175，B2＝0.333，B3＝0.36，上述各式中的常数系数是依据大量试验数据而确定的，使用者根据不同发动机工况或机型进行适当修正，

为缸内实时的氧分压，其利用实时缸压与耗氧速率根据道尔顿分压定律计算，计算公式如下：

其中，

为缸内的实时氧分压，单位为Pa；p₀，T₀，V₀，β₀分别为进气压力、温度、气缸总容积和氧气在空气中的摩尔分数，单位分别为Pa、K、m³和％，均需根据选定工况数据输入；R＝8.314为气体状态常数，单位为J/(mol·K)；

为燃料消耗率，单位为g/s，利用步骤1计算出上一个时间步的燃料消耗率进行迭代计算，

为0～t时间内的累计燃料消耗量，单位为g；M_fuel为燃油的摩尔质量，单位为g/mol，n为燃料中的碳原子数目，m为燃料中的氢原子数目，各参数均需要根据选定燃料特性输入；p为缸内的实时缸压，单位为Pa，利用发动机性能计算程序实时提供，可自主编程或使用第三方软件。

如上所述的一种基于蒸发过程的柴油机燃烧放热率预测方法，其中，所述的步骤6包括

计算步骤4中的预混和扩散两种燃烧模态的燃料比例，其根据Ramos公式利用滞燃期和燃烧时刻的当量比计算得到，具体计算公式如下：

预混燃烧模态：

m_pfrac＝1-0.926φ_ig ^0.37t_ig ^-0.26

其中，m_pfrac为预混燃烧模态的燃料比例；t_ig为滞燃期，单位为ms，已在步骤3中计算得到；φ_ig为着火时刻缸内的平均当量比，已在步骤3中计算得到，

扩散燃烧模态：

m_dfrac＝1-m_pfrac，

其中，m_dfrac为扩散燃烧模态的燃料比例，m_pfrac为预混燃烧模态的燃料比例。

本发明的显著效果是：(1)本发明利用蒸发速率主控燃烧速率很大程度上还原了真实的燃烧过程；(2)复现了实际的喷油、蒸发和燃烧的时间逻辑关系；(3)可以用于对多种工况下柴油机燃烧放热率的快速预测。

附图说明

图1为由蒸发主控的柴油机燃烧放热率快速预测计算流程

图2为喷油速率曲线图

图3为瞬时放热率预测结果与实验数据对比

图4为喷油、蒸发、燃烧时间逻辑关系图

具体实施方式

一种基于蒸发过程的柴油机燃烧放热率预测方法，包括下述步骤：

步骤1，确定公式

将实际燃烧放热率等效为两种燃烧模态的放热率之和，两种燃烧模态分别为预混燃烧和扩散燃烧模态。

其中

为实际燃烧放热率；

为预混燃烧模态的放热率；

为扩散燃烧模态的放热率，上述单位均为J/s。

步骤2，两种模态放热率归一化换算

利用蒸发速率主控燃烧速率，由此分别将步骤1中以时间计的两种燃烧模态放热率

和

展开为带有各自归一化燃烧消耗率

和

的公式，具体公式如下，以下各式中的i可为p表征预混燃烧物理量或d表征扩散燃烧物理量。

其中

为以时间计的两种燃烧模态燃烧放热率，其中i是p或者d，当i是p时

就是

当i是d时

就是

单位J/s；Hu为所选燃料的质量低位热值，单位J/g；

为归一化的两种燃烧模态的燃料消耗率，无量纲；

为以时间计的两种燃烧模态的燃料蒸发速率，单位g/s。

步骤3，两种模态归一化燃料消耗率计算

两种模态归一化燃料消耗率可以利用Watson公式计算，计算公式如下：

预混燃烧模态：

扩散燃烧模态：

其中，

为无量纲曲轴转角因子，式中

为曲轴转角，

为着火时刻，

为燃烧持续期，单位均为°CA。由于上式将真实曲轴转角无量纲化，在此式中

值均不需要输入，而τ值会在0至1之间变化，作为输入的因变量。

上述各系数推荐公式如下，C₁＝1.78+(1.25×10^-8)(rpm·t_ig)^2.4，其中rpm为转速，单位为r/min，需要根据工况输入；t_ig为以时间计的滞燃期，单位为ms，具体计算公式如下：

滞燃期分为化学和物理滞燃期两部分，化学滞燃期使用Hardenberg-Hase公式，公式如下所示：

其中，t_ig,ch为化学滞燃期，单位为ms；v_m为活塞平均速度，单位为m/s，需要根据实际发动机结构参数输入；rpm为转速，单位为r/min，需要根据选定工况输入；

为活化能，单位为kJ/mol，其中CN为十六烷值，需要根据选定燃料输入；R＝287为气体状态常数，单位为kJ/(kg·K)；T为缸内的实时温度，单位为K，利用发动机性能计算程序实时提供，可自主编程或使用第三方软件获得。

物理滞燃期使用Garcia公式，公式如下：

t_ig,ph＝(3.5×10¹²)d_nozzlep_inj ^-0.5ρ^-0.3T^-3.3

其中，t_ig,ph为物理滞燃期，单位为ms；d_nozzle为喷孔直径，单位为mm，需要根据选定喷嘴型号输入；p_inj为喷油压力，单位pa，需要根据选定喷油系统型号输入；ρ为缸内环境密度，单位为kg/m³，可利用进气充量与初始容积之比计算得到。T为缸内的实时温度，单位为K，利用发动机性能计算程序实时提供，可自主编程或使用第三方软件得到。

由于在滞燃期内缸内容积的变化导致缸温与缸压也是变化的，因此利用Livengood-Wu积分计算缸内热力状态变化情况下的滞燃期，计算公式如下：

其中，t_inj为喷油时刻，单位为ms，根据选定喷油正时输入；t_burn为着火时刻，单位为ms；t_ig,ch与t_ig,ph将上述化学和物理滞燃期代入进行积分计算，单位均为ms。通过上述即可计算出滞燃期t_ig＝t_burn-t_inj，单位为ms。

C₁'＝14.2φ_ig ^-0.644，φ_ig为着火时刻缸内的平均当量比，着火时刻缸内的平均当量比计算公式如下：

其中，

为喷油速率，单位为g/s，根据实验数据输入；m_air为缸内空气质量，单位为g，根据实验数据输入；FAR₀为理论燃空比，根据选定空燃比输入。

其余各系数推荐取值如下，C₂＝5000；C₃＝100；C₂'＝0.88C₁'^0.25；C₃'＝330。

步骤4，两种模态蒸发速率计算

将总蒸发速率乘上预混和扩散两种燃烧模态的燃料比例得到各自的蒸发速率，两种燃烧模态下各自的燃油蒸发速率如下所示：

预混燃烧模态：

扩散燃烧模态：

上述两式中

和

分别预混和扩散燃烧模态的燃料蒸发速率；

为总燃料蒸发速率，上述单位均为g/s。m_pfrac和m_dfrac分别为预混和扩散燃烧模态的燃料消耗比例，单位均为g。

步骤5，总燃料蒸发速率计算

计算步骤5中的总燃料蒸发速率，利用Whitehouse理论，利用喷油速率和氧分压进行计算，计算原理如下：

其中，

为发动机一个工作循环经历的时间，单位为s，式中rpm为转速，单位为r/min，需要根据工况输入；dt为时间的微分，单位为s；

为总燃料蒸发率，

为喷油速率，根据实验数据输入，

为单位时间内还未蒸发的燃油量，根据实验数据输入，各式单位均为g/s；各常数推荐值，B1＝0.0175，B2＝0.333，B3＝0.36，上述各式中的常数系数是依据大量试验数据而确定的，使用者可以根据不同发动机工况或机型进行适当修正。

为缸内实时的氧分压，其可以利用实时缸压与耗氧速率根据道尔顿分压定律计算，计算公式如下：

其中，

为缸内的实时氧分压，单位为Pa；p₀，T₀，V₀，β₀分别为进气压力、温度、气缸总容积和氧气在空气中的摩尔分数，单位分别为Pa、K、m³和％，均需根据选定工况数据输入；R＝8.314为气体状态常数，单位为J/(mol·K)；

为燃料消耗率，单位为g/s，可以利用步骤1计算出上一个时间步的燃料消耗率进行迭代计算，

为0～t时间内的累计燃料消耗量，单位为g；M_fuel为燃油的摩尔质量，单位为g/mol，n为燃料中的碳原子数目，m为燃料中的氢原子数目，各参数均需要根据选定燃料特性输入；p为缸内的实时缸压，单位为Pa，利用发动机性能计算程序实时提供，可自主编程或使用第三方软件。

步骤6，两种模态的燃料消耗比例计算

计算步骤4中的预混和扩散两种燃烧模态的燃料比例，其可以根据Ramos公式利用滞燃期和燃烧时刻的当量比计算得到，具体计算公式如下：

预混燃烧模态：

m_pfrac＝1-0.926φ_ig ^0.37t_ig ^-0.26

其中，m_pfrac为预混燃烧模态的燃料比例；t_ig为滞燃期，单位为ms，已在步骤3中计算得到；φ_ig为着火时刻缸内的平均当量比，已在步骤3中计算得到。

扩散燃烧模态：

m_dfrac＝1-m_pfrac。

其中，m_dfrac为扩散燃烧模态的燃料比例，m_pfrac为预混燃烧模态的燃料比例。

下面给出一个具体的例子。

本实施例在Matlab/Simulink中建立了发动机性能计算模型，其中包括了容积变化计算模块、传热率计算模块、进排气流量计算模块、工质热物性计算模块以及按照如附图1所示的计算流程建立的燃烧放热率预测模块，此性能计算模型可以对缸压与缸温进行实时求解，用于为燃烧模型提供动态的缸压p与缸温T数据预测每一个时间步的放热率，而燃烧模型又同时为计算缸压p与缸温T提供燃烧放热量的实时预测结果，因此缸压p、缸温T的计算和燃烧放热率Q_b的预测是平行的。

在本实施例中研究对象为一台0.79L单缸四冲程柴油机，转速为3600rpm，压缩比为18，当量比为0.69，进气压力为2.4bar，进气温度为300K，进气充量为2.21g，喷油速率曲线如附图2所示，选用燃料为柴油，燃料等效化学式为C₁₆H₃₄，摩尔质量为226g/mol，质量低位热值为44000J/g。

运行此发动机性能计算模型，输出燃烧放热率的预测结果，为了说明此预测模型的可靠性，将其与Gamma Technologies公司在此发动机上测到的瞬时放热率结果进行对比，如附图3所示，预测结果和实验数据相近，说明此预测模型的可靠性较高。

为了说明本发明中的放热率预测方法可以复现实际燃烧过程中的喷油、蒸发和燃烧的时间逻辑关系，将此预测模型预测得到的累计喷油率、累计蒸发率与累计燃烧率绘制到了一幅图中，如附图4所示，由此图可以看出，在同一曲轴转角时，累计喷油率>累计蒸发率>累计燃烧率，这复现了实际燃烧过程中喷油、蒸发和燃烧的时间逻辑关系。

本发明中公开的一种基于蒸发过程的柴油机燃烧放热率预测方法，它既具有零维燃烧预测模型操作简单和计算快速的优点，又利用蒸发速率主控燃烧速率很大程度上还原了真实的燃烧过程，从而复现了实际的喷油、蒸发和燃烧的时间逻辑关系，由此可以实现多种工况下柴油机燃烧放热率快速且准确的预测。

上述实施例仅为本发明的一种应用场景，本发明并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于蒸发过程的柴油机燃烧放热率预测方法，其特征在于，包括下述内容：

步骤1，确定公式；

步骤2，两种模态放热率归一化换算；

步骤3，两种模态归一化燃料消耗率计算；

步骤4，两种模态蒸发速率计算；

步骤5，总燃料蒸发速率计算；

所述的步骤1包括：

将实际燃烧放热率等效为两种燃烧模态的放热率之和，两种燃烧模态分别为预混燃烧和扩散燃烧模态，

其中

为实际燃烧放热率；

为预混燃烧模态的放热率；

为扩散燃烧模态的放热率，上述单位均为J/s；

所述的步骤2包括：

利用蒸发速率主控燃烧速率，由此分别将步骤1中以时间计的两种燃烧模态放热率

和

展开为带有各自归一化燃烧消耗率

和

的公式，具体公式如下，以下各式中的i为p表征预混燃烧物理量或d表征扩散燃烧物理量，

其中

为以时间计的两种燃烧模态燃烧放热率，其中i是p或者d，当i是p时

就是

当i是d时

就是

单位J/s；Hu为所选燃料的质量低位热值，单位J/g；

为归一化的两种燃烧模态的燃料消耗率，无量纲；

为以时间计的两种燃烧模态的燃料蒸发速率，单位g/s；

所述的步骤3包括：

两种模态归一化燃料消耗率利用Watson公式计算，计算公式如下：

预混燃烧模态：

扩散燃烧模态：

其中，

为无量纲曲轴转角因子，式中

为曲轴转角，

为着火时刻，

为燃烧持续期，单位均为°CA，由于上式将真实曲轴转角无量纲化，在此式中

值均不需要输入，而τ值会在0至1之间变化，作为输入的因变量；

上述各系数推荐公式如下，C₁＝1.78+(1.25×10^-8)(rpm·t_ig)^2.4，其中rpm为转速，单位为r/min，需要根据工况输入；t_ig为以时间计的滞燃期，单位为ms，具体计算公式如下：

滞燃期分为化学和物理滞燃期两部分，化学滞燃期使用Hardenberg-Hase公式，公式如下所示：

其中，t_ig,ch为化学滞燃期，单位为ms；v_m为活塞平均速度，单位为m/s，需要根据实际发动机结构参数输入；rpm为转速，单位为r/min，需要根据选定工况输入；

为活化能，单位为kJ/mol，其中CN为十六烷值，需要根据选定燃料输入；R＝287为气体状态常数，单位为kJ/(kg·K)；T为缸内的实时温度，单位为K，利用发动机性能计算程序实时提供，自主编程或使用第三方软件获得；

物理滞燃期使用Garcia公式，公式如下：

t_ig,ph＝(3.5×10¹²)d_nozzlep_inj ^-0.5ρ^-0.3T^-3.3

其中，t_ig,ph为物理滞燃期，单位为ms；d_nozzle为喷孔直径，单位为mm，需要根据选定喷嘴型号输入；p_inj为喷油压力，单位pa，需要根据选定喷油系统型号输入；ρ为缸内环境密度，单位为kg/m³，利用进气充量与初始容积之比计算得到，T为缸内的实时温度，单位为K，利用发动机性能计算程序实时提供，自主编程或使用第三方软件得到；

由于在滞燃期内缸内容积的变化导致缸温与缸压也是变化的，因此利用Livengood-Wu积分计算缸内热力状态变化情况下的滞燃期，计算公式如下：

其中，t_inj为喷油时刻，单位为ms，根据选定喷油正时输入；t_burn为着火时刻，单位为ms；t_ig,ch与t_ig,ph将上述化学和物理滞燃期代入进行积分计算，单位均为ms，通过上述计算出滞燃期t_ig＝t_burn-t_inj，单位为ms，

C₁'＝14.2φ_ig ^-0.644，φ_ig为着火时刻缸内的平均当量比，着火时刻缸内的平均当量比计算公式如下：

其中，

为喷油速率，单位为g/s，根据实验数据输入；m_air为缸内空气质量，单位为g，根据实验数据输入；FAR₀为理论燃空比，根据选定空燃比输入，

其余各系数推荐取值如下，C₂＝5000；C₃＝100；C₂'＝0.88C₁'^0.25；C₃'＝330。

2.如权利要求1所述的一种基于蒸发过程的柴油机燃烧放热率预测方法，其特征在于：所述的步骤4包括

将总蒸发速率乘上预混和扩散两种燃烧模态的燃料比例得到各自的蒸发速率，两种燃烧模态下各自的燃油蒸发速率如下所示：

预混燃烧模态：

扩散燃烧模态：

上述两式中

和

分别为预混和扩散燃烧模态的燃料蒸发速率；

为总燃料蒸发速率，上述单位均为g/s，m_pfrac和m_dfrac分别为预混和扩散燃烧模态的燃料消耗比例，单位均为g。

3.如权利要求2所述的一种基于蒸发过程的柴油机燃烧放热率预测方法，其特征在于：所述的步骤5包括

计算步骤5中的总燃料蒸发速率，利用Whitehouse理论，利用喷油速率和氧分压进行计算，计算原理如下：

其中，

为发动机一个工作循环经历的时间，单位为s，式中rpm为转速，单位为r/min，需要根据工况输入；dt为时间的微分，单位为s；

为总燃料蒸发率，

为喷油速率，根据实验数据输入，

为单位时间内还未蒸发的燃油量，根据实验数据输入，各式单位均为g/s；各常数推荐值，B1＝0.0175，B2＝0.333，B3＝0.36，上述各式中的常数系数是依据大量试验数据而确定的，使用者根据不同发动机工况或机型进行适当修正，

为缸内实时的氧分压，其利用实时缸压与耗氧速率根据道尔顿分压定律计算，计算公式如下：

其中，

为缸内的实时氧分压，单位为Pa；p₀，T₀，V₀，β₀分别为进气压力、温度、气缸总容积和氧气在空气中的摩尔分数，单位分别为Pa、K、m³和％，均需根据选定工况数据输入；R＝8.314为气体状态常数，单位为J/(mol·K)；

为燃料消耗率，单位为g/s，利用步骤3计算出上一个时间步的燃料消耗率进行迭代计算，

为0～t时间内的累计燃料消耗量，单位为g；M_fuel为燃油的摩尔质量，单位为g/mol，n为燃料中的碳原子数目，m为燃料中的氢原子数目，各参数均需要根据选定燃料特性输入；p为缸内的实时缸压，单位为Pa，利用发动机性能计算程序实时提供，自主编程或使用第三方软件。

4.如权利要求3所述的一种基于蒸发过程的柴油机燃烧放热率预测方法，其特征在于：所述的步骤4包括

计算步骤4中的预混和扩散两种燃烧模态的燃料比例，其根据Ramos公式利用滞燃期和燃烧时刻的当量比计算得到，具体计算公式如下：

预混燃烧模态：

m_pfrac＝1-0.926φ_ig ^0.37t_ig ^-0.26

其中，m_pfrac为预混燃烧模态的燃料比例；t_ig为滞燃期，单位为ms，已在步骤3中计算得到；φ_ig为着火时刻缸内的平均当量比，已在步骤3中计算得到，

扩散燃烧模态：

m_dfrac＝1-m_pfrac，

其中，m_dfrac为扩散燃烧模态的燃料比例，m_pfrac为预混燃烧模态的燃料比例。

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