外文翻譯--優(yōu)化活塞行動(dòng)改進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)性能.doc

1畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)外文資料翻譯系部：機(jī)械系專業(yè)：機(jī)械工程及自動(dòng)化姓名：學(xué)號(hào)：外文出處：DepartmentofChemistryandtheJamesFranckInstitute附件：1.外文資料翻譯譯文；2.外文原文。指導(dǎo)教師評語：譯文基本能翻譯表達(dá)出原文的內(nèi)容，條理較為分明，語句基本通順，總體譯文質(zhì)量尚可，但少數(shù)專業(yè)術(shù)語翻譯不夠準(zhǔn)確，一些語句比較生硬。簽名：年月日注：請將該封面與附件裝訂成冊。(用外文寫)2附件1：外文資料翻譯譯文優(yōu)化活塞行動(dòng)改進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)性能(奧托循環(huán)或優(yōu)化熱引擎或最優(yōu)控制)MICHAELMOZURKEWICH和R.S.BERRY伊利諾伊州，芝加哥大學(xué)化學(xué)系和，詹姆斯法朗克研究所，由R.斯蒂芬莓果，1980年12月29日摘要利用有限時(shí)間熱力學(xué)方法發(fā)現(xiàn)奧托循環(huán)的優(yōu)先時(shí)間路徑及摩擦和熱滲漏。最優(yōu)性由工作的最大化定義每個(gè)周期；系統(tǒng)被控制在一個(gè)固定的空間內(nèi)，因此便能獲得最大動(dòng)力。結(jié)果是每一個(gè)近正弦的發(fā)動(dòng)機(jī)改善了大約10%的效率(第二定律效率)。有限時(shí)間熱力學(xué)是引伸常規(guī)熱力學(xué)相關(guān)原則上橫跨主題的整個(gè)間距，從最抽象的水平到廣泛的應(yīng)用。方法是根據(jù)廣義熱力學(xué)的創(chuàng)立(1)為包含時(shí)間或?qū)υ谙拗浦械臈l件估計(jì)在系統(tǒng)之內(nèi)(2)和在產(chǎn)生對應(yīng)于那些廣義潛力的極值的最佳路徑的計(jì)算。迄今為止，有限時(shí)間熱力學(xué)的工作集中于較為理想化的模型(2-7)和存在性定理(2)，且全部集中在抽象方面。這項(xiàng)工作是希望作為一個(gè)步驟連接在實(shí)用的有限時(shí)間熱力學(xué)方面涌現(xiàn)了的抽象熱力學(xué)概念，工程學(xué)方面的課題，一臺(tái)實(shí)用機(jī)器的設(shè)計(jì)的原則。在這個(gè)報(bào)告中，我們用接近理想的奧多周期來研究內(nèi)燃機(jī)模型，但由于頻率限制使得在實(shí)際的發(fā)動(dòng)機(jī)中是以二主要損失的形式存在。我們通過“控制”時(shí)間改善活塞運(yùn)動(dòng)來優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)的性能。結(jié)果，沒有進(jìn)行一項(xiàng)詳細(xì)的工程學(xué)研究，我們能夠通過受活塞的時(shí)間路徑的影響和優(yōu)化活塞行動(dòng)獲得效率的改善來估計(jì)了解是怎么損失的。模型我們的模型是基于標(biāo)準(zhǔn)的四沖程奧托循環(huán)。這包括進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、作功沖程和排氣沖程。我們在這里簡要地描述這個(gè)模型和發(fā)現(xiàn)優(yōu)化活塞行動(dòng)的使用方法及基本特點(diǎn)。在別處將給一個(gè)詳細(xì)的介紹。我們假設(shè)，壓縮比、空燃比、燃油消耗率和時(shí)間全部是固定的。這些制約因素有兩個(gè)目的。首先，他們利用減少優(yōu)化問題來找到活塞運(yùn)動(dòng)。并且，他們保證在這分析沒考慮的性能準(zhǔn)則與那些是為一個(gè)實(shí)用的發(fā)動(dòng)機(jī)做比較的。放松這些限制中的任一個(gè)可能進(jìn)一步改善性能。3我們采取的損失是熱滲漏和摩擦。這兩個(gè)是依靠效率來影響系統(tǒng)的時(shí)間反應(yīng)。熱泄漏假設(shè)是圓筒的瞬間表面和與在工作流體和墻壁之間的溫差比例(即，牛頓熱耗)。由于這個(gè)溫度區(qū)別最大是在作功沖程，熱滲漏是只包含在這個(gè)沖程中。摩擦力與活塞速度成正比，對應(yīng)于潤滑良好的金屬表面；因此，摩擦損失也直接與速度正方形有關(guān)。這些損失在所有沖程中是不同樣的。高壓在作功沖程使它的摩擦系數(shù)高于在其他沖程。進(jìn)氣沖程得益于。我們優(yōu)選的作用是確定每循環(huán)的最大功率。由于燃料消費(fèi)和周期是固定的，這也與最大化效率和平均功率是等效的。在尋找優(yōu)選的活塞行程時(shí)，我們首先分離了有能量和無能量的沖程。非特指，但確定的時(shí)間t是指作功沖程中無能量沖程剩下的時(shí)間。循環(huán)的兩個(gè)部分優(yōu)選以一個(gè)限制時(shí)間和然后結(jié)合找到每循環(huán)的總工作量。時(shí)間t的作功沖程后來變化了，并且這個(gè)過程會(huì)被重覆，直到凈工作量達(dá)到最大值。采取一個(gè)簡單形式來描述無能量沖程的最佳活塞運(yùn)動(dòng)。在每個(gè)沖程的大多數(shù)時(shí)間，由于摩擦損失與速度的二次方成比例，最宜的運(yùn)動(dòng)取決于速度常數(shù)。在沖程的末期，活塞以允許的最大效率加速并且減速。由于摩擦損失在進(jìn)氣沖程較高，與其他兩個(gè)相比，這個(gè)最佳的解決辦法是把更多的時(shí)間分配到這個(gè)沖程?；钊俣扰c作用時(shí)間的關(guān)系顯示在圖1中。由于熱泄漏的出現(xiàn)，作功沖程更難優(yōu)選。問題是通過使用最優(yōu)控制理論的變化技術(shù)解決的(8)。利用實(shí)際情況的非線性的微分方程產(chǎn)生活塞的運(yùn)動(dòng)方程式。這些都是實(shí)際數(shù)值。整個(gè)循環(huán)運(yùn)動(dòng)的結(jié)果顯示在圖1上。4圖1活塞速度與作用時(shí)間的關(guān)系，從作功沖程開始。最大允許的加速度是2x104m/sec2?；钊袆?dòng)的不對稱的形狀在作功沖程中的摩擦和熱泄漏損失之間交替出現(xiàn)。在沖程初氣體是熱的，能產(chǎn)生高效率，并且散熱率高。在作功沖程中得益于活塞速度高。這個(gè)沖程被選出，氣體冷卻率和熱泄漏相對于摩擦損失減少。結(jié)果，當(dāng)作功沖程進(jìn)行時(shí)，最佳路徑的移動(dòng)速度更低。解決的辦法在加速度和上首先獲得了極大的加速度然后迅速減速。后者情況以“收費(fèi)公路”解決方案在其他環(huán)境下產(chǎn)生一個(gè)交叉結(jié)果(9)。在這些速度之間以最高效率進(jìn)行加速和減速，使系統(tǒng)盡量的在它的最佳的向前和向后速度操作下盡可能延長。這樣，系統(tǒng)花費(fèi)同樣多時(shí)間盡可能沿它的最佳路徑移動(dòng)。結(jié)果計(jì)算的參量從參考10中獲取，在給定的摩擦系數(shù)下，通過參考10中的變量調(diào)整摩擦損失的大小。那些參量在表1中給出。一些典型的情況下的計(jì)算結(jié)果見表2，但在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)近正弦運(yùn)動(dòng)下，他們與常規(guī)奧托循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)相比有同一壓縮比。為了優(yōu)化發(fā)動(dòng)機(jī)使第一列的常規(guī)發(fā)動(dòng)機(jī)最大值，活