摘要
开发了一种降阶、质量守恒且能量守恒的燃烧容量模型，用于表征直喷柴油发动机中的预混和混合控制放热过程。与规定放热形状或直接通过拟合函数关联放热的传统降阶公式不同，所提出的框架首先根据喷入燃料和化学计量空气的同时可用性，确定物理上能够燃烧的燃料质量。在着火延迟期内准备好的燃料形成一个有限的预混燃料库，通过解析消耗定律进行消耗。燃烧开始后，剩余燃料和卷吸空气定义了不断演化的混合控制燃烧容量，通过有限速率公式进行消耗。明确的燃料分配和守恒约束防止了两个燃烧阶段之间的重复计数，并将累积放热限制在可用的燃料化学能范围内。使用实验推导的表观放热速率历史数据对该模型进行了评估，包括六个发动机转速（1200至2200转/分钟）以及制动扭矩150和200牛·米的工况。预混燃烧速率系数根据每个工况相应的平均燃油喷射压差确定，而混合控制系数保持不变。在12个工况下，均方根误差（RMSE）范围为0.0055至0.0224 kJ/°CA，平均绝对误差（MAE）为0.0032至0.0113 kJ/°CA，R2值为0.446至0.968。在12个工况中的10个工况中，峰值放热速率的绝对误差保持在3%以下。结果表明，所提出的框架能够再现主要的表观放热特性，同时保持预混和混合控制燃料库的明确分离和守恒。
