【豆知識】エンジンモデル#2

ひさしぶりの投稿です。今回はエンジンモデルの燃焼の話です。

前回のブログで紹介したとおりシミュレーションでの空気の流れは上流側の圧力と温度⇒流れる先の圧力と温度で空気の質量流量が算出できますので、シリンダの混合気量を求めることができます。

混合気は燃焼行程を通じてクランク力を発生させ、その後排気行程に移ります。

クランク力の発生源は燃焼行程で得られる熱（熱発生率）です。この熱は理論的に算出しても同定しないのでシミュレーションでは実エンジンで測定した筒内圧力データに基づいて算出します。

　熱発生率：dQ[J/°]=Cv/R*P*V’ + Cv/R*V*P’
　（P：筒内圧力、V：現在のピストン容積、Cv：定積比熱、R:気体状数）

この式からわかるように、熱発生率は実エンジンで計測したPとV（Vはクランク角Θ[°]から換算）です。で、測定するのに↓↓こんな機材等を使っているみたいです。うーん、使ってみたい。。。


以下が実測定データをグラフ化したものです。


実際にシミュレーションで使うときは、測定データから前述の式で熱発生率を算出した後にWiebe関数で近似します（一般的のようです）。


φ0：燃焼行程期間の角度
φ：燃焼行程開始点からの現在角度
Q0：1サイクルの供給燃料発熱量（↓参照値を使ってピストン室内に流れ込んだ質量流量を空燃費比で割った燃料質量で算出）


aとmは測定データから求めます。自動算出できるフリーソフトあったので使ってみました。なおφ0も自動で算出されます。


※書ききれないので、第二回に続きます。