内燃机循环

v1 v2 表示压缩过程中工质体积被压缩的程度。 压缩比：
升压比： p3 p2 表示定容加热过程工质压力升高的程度。
v 4 v3 预胀比：
表示定压加热时工质体积膨胀的程度。
（1） 混合加热循环

单位质量工质的吸热量：
q1 cv T3 T2 cp T4 T3
三种理想循环的吸热量
q1V q1m q1 p
三种理想循环的热效率
t V tm t p
（2）进气状态、最高压力、吸热量彼此相同 三种理想循环的吸热量相同
q1 p q1m q1V
三种理想循环的放热量
q2 p q2 m q2V
三种理想循环的热效率 t p
t m t V
柴油机工作的4个冲程： 1）进气冲程0-1 2）压缩冲程1-2 2’ 点开始喷进柴 油 3）动力冲程2-3-4-5 4）排气冲程5-0
（2）循环的抽象和概括 ①工质
假定
空气
简化
②燃料燃烧
可逆吸热
定容吸热：2 — 3 定压吸热：3 — 4 ③排气过程
简化
定容放热 5 —1
简化
④压缩过程 1 — 2 膨胀过程 4 — 5 ⑤开式循环

单位质量工质的放热量：
wnet q1 q2 q2 循环热效率：t 1 q1 q1 q1
T5 T1 1 T3 T2 T4 T3
q2 cv T5 T1
将各点温度由参数关系解出代 入循环热效率表达式：
T5 T1 t 1 T3 T2 T4 T3
1 1 1 1 1

由上式可见，混合加热循环的热效率与多种因素有关， 当压缩比 增加、升Байду номын сангаас比 增加以及预胀比 减少时， 都会使混合加热循环的热效率提高。
（2） 定容加热循环 （奥图Otto循环)
定压预胀比：
1
抽象
可逆绝热
闭式循环
活塞式内燃机理想混合加热循环（萨巴德循环）
1－2：可逆绝热压缩过程； 2－3：可逆定容加热过程； 3－4：可逆定压加热过程； 4－5：可逆绝热膨胀； 5－1：可逆定容放热过程。
2. 活塞式内燃机理想循环分析
为了说明内燃机的工作过程对循环热效率的影响， 引入下列内燃机的特性参数：
动力装置循环
热能动力装置 ： 将热能转换为机械能的设备，也称为热力 发动机，简称热机。 动力装置循环（简称动力循环或热机循环）：
蒸汽动力装置循环: 以蒸汽为工质的热机工作循环（如蒸汽机、 蒸汽轮机等）。
气体动力装置循环: 以气体为工质的热机工作循环（如内燃机、 燃气轮机等）。
◆ 分析动力循环的目的
例题 例题 300K、

t
提高压缩比是提高内燃机 循环热效率的主要途径之一 。 汽油燃点低，易爆燃，压缩比受限制。 一般汽油机： 5 10 一般柴油机
14 22
柴油机热效率一般高于汽油机，但汽油机小巧。
（2）绝热指数 的影响

t
值大小取决于工质的
种类和温度 。 潜艇用氦气： 1.66
W0 t 分析循环能量转化的经济性（热效率） Q1
在热力学基本定律的基础上
方向 途径
经济性
T1
Q1
热机
Q2
T2
T1 T2
W0
活塞式内燃机循环

活塞式内燃机分类
煤气机
按燃料
汽油机 柴油机
分类
按点火方式
点燃式 压燃式
按冲程
二冲程 四冲程
1. 活塞式内燃机实际循环与理想循环 (1) 活塞式内燃机实际循环

汽油机和煤气机的理想循环 1 循环热效率： t 1 1
（3）定压加热循环 （狄塞尔循环)
定容升压比：
循环热效率： t 1 1 1
1
1
1
早期低速柴油机的理想循环，现已被淘汰。
3. 影响内燃机理想循环热效率的主要因素 （1） 压缩比 的影响
（3）升压比 和预胀比 的影响 当压缩比 和 绝热指数 一定时


t
t
4. 三种活塞式内燃机理想循环的比较
（1）进气状态、最高压力、最高温度彼此相同
用下角标V、m、p分别 代表定容加热循环、混合加 热循环、定压加热循环。 三种理想循环的放热量相同
q2V q2 m q2 p