方清华 刘 昊 陶国良

1.浙江大学流体动力与机电系统国家重点实验室气动实验室，杭州，310027

2.无锡气动技术研究所有限公司，无锡，214072

0 引言

近年来，压缩空气／燃油混合动力发动机［1－3］作为一种低污染排放的新型混合动力发动机逐渐成为研究热点之一，它能够在压缩空气动力模式（二行程）和内燃机模式（四行程）两种工作模式下运行，分别以压缩空气和燃油作为动力源。这种混合动力发动机的主要设计理念在于：在车辆起动和低速阶段，以压缩空气作为动力源，使发动机在压缩空气动力模式下运行，以发挥气动发动机低速大扭矩和零污染排放［4－7］的特点；在较高的转速或负荷下采用内燃机模式，以克服内燃机起动和低速时能耗高、有害排放多的缺点，使发动机在低能耗、低污染的最佳工况附近运行［8］。

本文以笔者提出的一种四行程压缩空气／燃油混合动力发动机［9］为研究对象，在应用热力学理论建立其工作过程数学模型的基础上，运用数值模拟的方法对其工作特性进行了研究。

1 混合动力发动机工作过程数学模型

图1为单缸四行程压缩空气／燃油混合动力发动机的结构示意图。以单个气缸作为一个热力学系统，系统边界由活塞顶、气缸盖及气缸套壁面组成（图1中虚线包围部分）。为简化计算过程，假定：①气缸内的气体状态是均匀的，各点压力、温度相同；②工质为理想气体，比热、内能、焓等仅与气体温度和气体成分有关；③气体流入或流出气缸为准稳定流动；……