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针对热力系统与机械系统耦合的典型动力装置，研究提出了统一建模的功率键合图方法。在热力学系统中，从机械功、热传递、质量迁移引起能量迁移三种能量作用出发，分析了热力C-场的三个功率通口，建立了热力键合图模型；相应地，分析并建立了后续的机械平动与机械转动的键合图模型。通过分析全工作过程的功率键合图模型，导出了系统状态方程。结合某柴油机的结构参数对该模型进行了动力学仿真，仿真结果证明了所提出方法的有效性。