【学习课件】第1章内燃机的工作指标
第一章 内燃机性能指标及实际循环热
k 1
2 分析 = 1 t = const. t ；当 = 10 左右时， t 不大 且汽油机容易爆燃，因此，汽油机 = 6～10
（三） 定压加热循环 （狄赛尔DIESEL 循环） －船舶用大型低速柴油机的理想循环
1 热效率 因为: 压力升高比
式中:
二、理想循环及其分析比较
（一）
混合加热循环
－车用柴油机的理想循环 1 循环特征参数 v1 （1） 压缩比
v2
（2） 压力升高比
p3 p2
v4 v3
（3） 预胀比
2
热效率
tm
w0 q2v q2 1 1 q1 q1 q1v q1 p
1 忽略进、排气过程 2 压缩、膨胀过程 （复杂的多 变过程） 简化为绝热过程 3 燃烧过程简化为定容加热过 程 （2～3） 和定压加热过程 （3～4） 4 排气放热简化为定容放热过 程 5 假定工质为定比热的理想气 体
（三）评定循环过程中质和量的指标
1．循环的热效率
w0 q1 q2 q2 t 1 q1 q1 q1
式中： w0——mkg工质的循环净功（J） q1——mkg工质在循环中吸收的热量（J） q2——mkg工质在循环中放出的热量（J） 热效率可环平均压力pt
w0 pt （J/m3）或（N· 2） m Vh
Vh——气缸工作容积（m3） 循环平均压力表示单位气缸工作容积所作 的循环功，用来评定循环的动力性。
第三节 热平衡
定义：按照热能在有效功和各项损失方面的数量
分配来研究燃料中总热量的利用情况，称为内燃 机的热平衡。（通常有实验确定） 总热量: QT = GT hu（kJ/h） 式中： GT——每小时的油耗量(kg/h) hu——燃料低热值（kJ/kg)
#内燃机原理内燃机的工作指标与性能
3、影响ηi的主要因素
从燃料燃烧可以释放出的热量和能够转换成指示功 的有效程度两方面分析：
（1）燃料热能释放的好坏 （2）热量损失的大小 （3）热能转换的有效程度
3.3内燃机的机械损失及机械效率
一、机械损失功率 二、机械损失功率的测定 三、影响机械损失功率及机械效率的因素
一、机械损失功率Nm
在内燃机工作过程中，不可避免地损失一部分功 或功率，这些功或功率的总和称为机械损失功或机械 损失功率。
返回
可见，指示功率与下列四个因素有关： （1）与一个循环内进入气缸的空气量iVsηvρs成正
比； （2）与燃烧时燃料热能利用的完善程度ηi成正比； （3）与单位时间内工作循环的重复频率成正比； （4）与过量空气系数成反比。
3、提高Ni的有效途径
提高指示功率Ni的有效途径: 提高增压度，增加进缸充量； 提高换气质量，减少废气残存量； 完善油气混合； 保证良好的燃烧过程。
说明：
（1）在有电力测功器的条件下，倒拖法是求Nm最迅 速、最简便的方法。
（2）适用于多缸高速小型内燃机的机械损失功率。
（3）不适用于大功率内燃机和涡轮增压内燃机。
（4）不能精确地测定pm或pi，数值比实际高出很多。
原因：内燃机在着火运转和不着火倒拖情况下，其 Nmf和Np二者存在较大差别。
（二）灭缸法（各缸轮流断油法）
摩擦损失功率－内燃机为克服运动部件之间的摩 擦而消耗的功率，约为指示功率Ni的10～15％。 注意：在机械损失中，摩擦损失所占的比例很大。
（1）活塞、活塞环与气缸套之间的摩擦损失功率， 约占全部摩擦损失功率的55～65％；
（2）主轴承、连杆轴承、凸轮轴轴承等的摩擦损失 功率，约占全部摩擦损失功率的35～45％。
内燃机的工作指标
内燃机的工作指标一、柴油机工作指标1、柴油机效率柴油机效率指柴油机在外加功率下所得到的有效输出功率占有功率的百分比，是考量判断柴油机机械效率状况的主要指标。
通常，在标准条件下，常见柴油机的效率范围可在34%~42% 。
2、柴油机比功率比功率，指柴油机在标准工况（100%满负荷运转）下的输出功率，单位时间内负荷变动情况下，柴油机为了保证输出功率的平稳、连续而所需的增加的内部机械耗能的百分数，一般比功率（在柴油机操作过程中，由于无负荷时的转速变化，比功率也会随之相应变化）。
3、柴油机的排放柴油机的排放指的是柴油机排放出的污染物，主要是二氧化硫（SO2）、氮氧化物（NOX）和悬浮颗粒物（PM10），这些污染物会造成气象环境污染，并影响人们的健康，因此柴油机的排放物一般要求符合国家环保法规，其中对污染物有对应的标准限值要求。
4、柴油机的缸压柴油机缸压是衡量柴油机机械效率和柴油机能量损耗的重要参数，反映了柴油机内燃瞬时过程。
缸压具有节能指示、压缩比汽缸损失校核等功用，也作为故障诊断的参考指标，一般要求缸压超过国家能耗标准的额定值。
5、柴油机热效率柴油机热效率是柴油机运行效果的重要指标，是衡量柴油机效率得到的比值。
一般热效率的范围在0.36～0.5之间，属于正常范围，只要热效率数值在这个范围之内，就可以比较满意。
二、内燃机工作指标1、内燃机机械效率内燃机的机械效率是指把输出的有效功率占总消耗能量的比例，是衡量内燃机运行性能的一个主要参数，目前实际现象中，内燃机的机械效率一般较低，只有20%～35%，而机械效率越低，能量消耗越大，机械效率高则节约能源，提高工作效率。
2、内燃机发动机比功率发动机比功率是指内燃机所需要进行回低转速等实现调节的有效输出功率。
高比功率可以使发动机的性能更加可靠和稳定，也是内燃机整体性能的重要指标，并且比功率越高，内燃机的可靠性也越高。
3、内燃机燃油消耗率燃油消耗率是指对比100公里行驶时所耗用柴油，这里说的柴油是指每公里路程所消耗的单位汽油即可换算为升数。
内燃机原理课件
•
pb=0.3~0.5MPa；Tb=1500 ~ 1700K
4. 排气过程
• 作用：排出气缸中燃烧后的废气，以便充入可 燃混合气。
• 实现：排气门开启，进气门保持关闭，活塞由 下止点向上止点移动排出废气。
• 主要参数：pr=0.105~0.12MPa；Tr=900 ~ 1100K • 残余废气占进入气缸的新鲜混合气质量比例
• 3．提高内燃机的可靠性和耐久性。 • 4．降低废气中有害排放和噪声。
(二)内燃机技术的发展动向
• 1．电子技术的应用。 • 2 ．采用增压技术。 • 3．汽油机稀燃—速燃技术。 • 4．汽油机缸内喷射分层燃烧技术。 • 5．柴油机采用直喷式燃烧系统。 • 6 ．提高柴油机燃油喷射压力。 • 7．排气后处理技术。 • 8．采用代用燃料。
燃机
• 5．进气状态：非增压式和增压式。 • 6．气缸布置形式：直列式、V形、卧式、对置式。 • 7．用途：汽车用、工程机械用、农用、拖拉机用、
发电用、机车用、船舶用、坦克用等。
• 8．转速：高速、中速和低速； • 9 ．气缸数：有单缸、双缸、多缸内燃机。
二、内燃机的优缺点
• 优点： • 1．热效率高，即燃油消耗率低，经济性好，
2．压缩过程
• 作用：在燃烧前将混合气压缩，使其容积缩小， 密度增大，温度升高，在燃烧过程迅速燃烧以 产生较大的压力，使发动机发出较大的功率。
• 实现：进、排气门都关闭，曲轴继续旋转，活 塞自下止点向上止点移动，将气缸中的混合气 压缩。
• 主要参数：pc=0.85~2MPa；Tc=600 ~ 700K
• 工作条件：受力复杂， 受气体爆发压力、螺栓 预紧力、往复惯性力、 旋转惯性力、倾倒力矩 作用。
• 要求：强度、刚度大， 结构紧凑。
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2．压缩过程 在进气过程终了后，进、排气门都关闭，
曲轴继续旋转，活塞自下止点向上止点移动， 将气缸中的混合气压缩，进行压缩过程。压 缩过程在示功图上以曲线ac表示。压缩终了 时气体的压力和温度主要视压缩比的大小而 定，压力约为0.85-2MPa，温度可达600-700K。
压缩比愈大，压缩终了时混合气的压力 和温度也愈高，混合气的燃烧速度以及燃 烧过程的最高温度和压力就愈高；
2、内燃机工作循环示功图：
研究内燃机的工作循环时，可以利用一种表示气缸
内气体压力和相当于活塞不同位置时的气缸容积V之间的
变化关系图(P-V图)。此图能表示一个工作循环中气体在
气缸内所作的功，所以称为示功图。
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二、四冲程汽油机的工作原理
四冲程化油器式汽油机的结构简图和P-V示功图。
根据气门安装位置的不同，配气机构的布 置形式主要有侧置式(顺装气门)和顶置式(倒 装气门)两种。
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3、供给系
供给系的功用是供给气缸空气和燃油(可燃混合 气)，并排出燃烧后的废气。
化油器式汽油机工作时，汽油泵将汽油箱中的 汽油吸出，经汽油滤清器滤清后压送到化油器；同 时空气经空气滤清器滤清后也进入化油器。在化油 器中汽油被喷散，并在很大的程度上被蒸发，汽油 与空气混合后形成可燃混合气经进气管被吸入气缸。 燃烧形成的废气经排气管和排气消声器排人大气。 4、点火系
Va
Vc
压缩比ε表示气缸中的气体被压缩后体积缩小
的倍数，它对内燃机的性能有重要影响。
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二、总体构造
四冲程汽油机 :
主要由下列机构和系统组成：曲柄连 杆机构、配气机构、供给系、点火系、润 滑系、冷却系和起动装置。
第1章内燃机性能指标及实际循环热计算绪论 (2)解读
汽油机：点火后传播燃烧且无论负荷大小，火焰传 播距离不变。当负荷下降时，燃烧速度降低，燃烧
时间加长。这相当于λ下降而 上升，则ηt降低。
发动机工作循环
第二节内燃机的实际循环
1、进气过程 图a） 2、压缩过程 图b） 3、燃烧过程 图c） 4、膨胀过程 图c） 5、排气过程 图d）
发动机工作循环
每缸每循环所做的指示功：Wi
piVh
pi
D2
4
S 103
性能指标及热计算
指示功率为：
Pi
Wi
n 60
发动机工作循环
多变指数和平均多变压缩指数： 实际计算中n1取代n1’ ，试验测定n1大致范围是：
压缩终点的压力和温度的数值范围：
发动机工作循环
（3）燃烧过程 作用：将燃料的化学能转变为热能，使工质温度 、压力升高，为膨胀创造条件 汽油机：在上止点点燃，容积变化小，燃烧快， 温度压力上升快，接近等容燃烧。 柴油机：燃烧开始接近等容燃烧，随后燃烧速率 放慢，气缸容积增大，压力升高减缓，接近等压 燃烧
好坏，是从示功图测量计算得出的。
动力性指标：指示功、指示功率、平均指示压力。 经济性指标：指示热效率、指示燃油消耗率
发动机性能指标：动力性能指标（功率、转矩、转 速），经济性能指标（燃料和润滑油的消耗）， 运转性能指标（冷起动性能、噪声、排气品质）
性能指标及热计算
一、 指示功和平均指示压力 指示功是指气缸内完成一个工作循环所得到的有用
排气温度常用作检查发动机工作状态的技术指 标。其值偏高，说明热功转换效率低工作过程不 良，及时检修。
发动机工作循环
三、引起实际循环热损失 的因素
1、工质的影响
内燃机精品课件
第一章内燃机的总体构造和工作原理第一节内燃机的类型1、按活塞运动方式：往复活塞式和旋转活塞式2、根据所用燃料种类：汽油机、柴油机和气体燃料发动机3、按冷却方式：水冷和风冷4、按行程数：四冲程和二冲程5、按进气状态：增压和非增压图1-1玉柴欧Ⅲ系列车用柴油机YC4G（2006年北京内燃机展览会）图1-2 玉柴欧Ⅲ系列车用柴油机YC6J270-30（2006北京年内燃机展览会）图1-3 卡特皮勒柴油机 3412－12第二节 往复活塞式内燃机的基本结构基本术语一、结构：油机一般由五系统，两机构组成。
五系统指：供给系、点火系、冷却系、润滑系、起动系；顶部离曲轴中心最远处，即活塞最高位曲轴中心最近处，即活塞最低位杆下端的连接中心至曲轴中心的距离S 称为活塞行程，S=2R 称 四冲程汽两机构是指：曲柄连杆机构和配气机构。
二、基本术语：上止点：活塞置，称为上止点。
下止点：活塞顶部离置，称为下止点。
曲杆半径：曲轴与连距离R 称为曲柄半径。
活塞行程：上、下止点间的。
气缸容积：活塞从上止点到下止点所扫描过的容积称为气缸工作容积或气缸排量，可用符号V h 表示。
发动机排量：多缸发动机各气缸工作容积的总和，为发动机工作容积或发动机排量，用符号V L 表示。
23410L D V S i π=⋅⋅×式中：D ——气缸直径，cm ； S ——活塞行程，cm ； i ——气缸数。
图1-4 往复活塞式内燃机示意图工作循环：1、进气行程：行程180度 ；2、压缩行程：行程180度3、作功行程：行程180度；4、排气行程：行程180度压缩比：压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比称为压缩比，用ε表示。
压缩比等于总容积Va （活塞在下止点时，其顶部以上的容积）与燃烧室Vc （活塞在上止点时，其顶部以上的容积）之比，即caV V =ε 结论：ε越大，压缩终了时气缸的气体压力和温度越高。
对于气油机，ε一般在7——10。
内燃机的主要技术指标
增压柴油机：0.8～3.2MPa。
3.1.5 转速和活塞平均速度
⒈转速：内燃机曲轴每分钟的转速，用n(r/min)表示。转速
对内燃机性能和结构影响很大，而且其范围十分广泛（ 60～6000r/min）。
①
最高转速n 速。
max－受调速控制时，柴油机所能达到的最高转
和金属材料的利用率。
3.3.1 重量指标
比重量，单位功率重量，内燃机净重与标定功率的比值
。
mw=m/Pe（kg/kW）
净重量不包括滑油，燃油，冷却水及其它未直接装在内
燃机本体上的附属设备与辅助系统的重量。
汽油机：1～3 船用高速机：1.4～3.7 船用中速机：10～19 船用低速机：20～35
vm =2S·n/60=S·n/30 m/s 式中：S—行程（m） 活塞平均速度是表征内燃机高速性的一项主要指标。
根据活塞平均速度，可将柴油机分为高速、中速和低速三 种类型，其具体数值大致如下：
低速机： vm小于等于6.5 m/s; 中速机：6.6< vm <10 m/s; 高速机： vm大于等于10m/s。
3.2 经济性指标
经济性指标一般指内燃机的燃油消耗率和机油消耗率。
3.2.1燃油消耗率
燃油消耗率简称比油消耗，它是内燃机工作时每千瓦小
时所消耗燃油量的克数，单位— g/(kW·h)。
指示燃油消耗率：以指示功率计； 有效燃油消耗率：以有效功率计。
注：内燃机产品说明书中所指的燃油消耗率为有效燃油消耗
3.4.2 外形尺寸指标
3.4.3 排气污染指标
废气污染主要有：
一氧化碳(CO)：一氧化碳是无色无味的气体，空气中含
第一章内燃机的循环及性能评价指标
第一章内燃机的循环及性能评价指标1内燃机是在气缸内将燃料的化学能通过燃烧转为热能，再通过曲柄连杆机构将热能转化为机械的动力装置.根据完成一次能量转换所需的行程数不同，内燃机分四冲程机和二冲程机2内燃机对外输出功需要的环节：第一环节：混合气的形成并导入气缸的过程.第二环节:燃烧放热过程.第三环节:能过量的传递过程。
3三种理论循环：等容丶等压丶混合加热循环，①当加热量和压缩比相同时放热Qp>Qm>Q v ②.加热量和最高压力一定时，Qv>Qm>Qp③最高压力和最高温度一定时Qv=Qm=Qp4四冲程内燃机的实际循环热效率取决于混合气形成方式和燃烧放热规律，以及压缩比的最佳匹配.汽油机是均匀混合气以火焰传播形式迅速燃烧，柴油机根据混合气的形成特点家燃烧分预混合燃烧和扩散燃烧5论循环的评价:常用循环热效率（是指热力循环所获得的理论功与为获得该理论功所加入的总热量之比）评价动力机械设备在能量转换过程中所遵循理论循环的经济性，用循环平均压力(是指单位气缸工作容积所做的循环功)评价循环的做工能力. 6四冲程内燃机的实际循环：由进气行程（过程）丶压缩行程（过程）丶做功行程（燃烧过程和膨胀过程）以及排气过程（过程）4个行程5个过程组成。
评价指标：内燃机性能评价指标有两大类，即以活塞做功为基础评价气缸内热功转换的完善程度的指示指标；和以曲轴飞轮端对外输出的有效功为基础，从实用角度评价对外做功的有效指标。
实际循环做功能力的评价指标主要有平均指示压力（定义为单位气缸工作容积所做的指示功）和指示功率（指发动机单位时间所做的指示功）。
实际循环的经济指标有指示热效率和指示燃油消耗率。
7内燃机有效性能指标：①动力性指标a有效功率（克服运动件的摩擦损失功率以及驱动冷却风扇丶机油泵等附件所消耗的功率损失后，经曲轴对外输出的有用功。
称指示功率在传递过程中所有内部消耗功率的总和为机械损失功率）b平均有效压力（单位气缸工作容积输出的有效功）②经济性指标a有效热效率（实际循环对外输出的有效功与未获得此有效功率所消耗的热量之比）③排放指标8机械损失:内燃机的机械损失①摩擦损失62%-75%②驱动附件的损失10%-20%③泵气损失9机械损失的测定a倒拖法b示功图法c灭缸法10 排气提前角如何影响发动机性能？①如果加大排气提前角，排气初期缸内压力和温度更高，超临界排气声速更高。
第一章 内燃机的性能指标.ppt
2 循环热效率
定义：
t
W Q
Q 1 2
Q
1
1
混合加热计算式： ：
tm
1
1
k1 (
k 1 1) k(
1)
定容加热计算式：
1 1
tv
k1
定压加热计算式：
tp
1
1 k k1 k(
1 1)
3 循环平均压力
定义： W (J ) pt V (l) kPa
含义：
W p V p D2 S
ts
t4
混合加热计算式： ：
ptm
K pa 1 (K 1)
1
k(
1)t
定容加热计算式：
ptv
K pa 1 (K 1)
1t
定压加热计算式：
ptp
K
pa
1 (K 1)
k(
1)
t
4 理论循环热效率的影响因素
因素 混合加热循环
ε
t
K
t
t
t
定容加热循环 定压加热循环
t
第一章 内燃机的性能指标
第一节 内燃机的理论循环 第二节 内燃机的实际循环 第三节 内燃机的指示性能指标 第四节 内燃机的有效性能指标 第五节 机械损失与机械效率 第六节 内燃机的热平衡
第一节 内燃机的理论循环
一、实际循环的简化：
1 忽略进、排气过程；
P
z
2 压缩、膨胀过程简化为可逆绝热
过程；
c
3 燃烧过程简化为定容加热过程
t
t
t
t
C
t
C
t C
t
三、三种基本理论循环的比较
1 初态a相同，压缩比相同，加热量Q1相同:
第一章 内燃机性能指标 讲义
研究理论循环的目的
1)用简单的公式来阐明内燃机工作过程中各基本 热力参数间的关系，以明确提高以理论循环热 效率为代表的经济性和以平均压力为代表的动 力性的基本途径。
2)确定循环热效率的理论极限，以判断实际内燃 机经济性和工作过程进行的完善程度以及改进 潜力。 3)有利于分析比较内燃机不同热力循环方式的经 济性和动力性。
一、三种基本循环 理解！！ • 简化原则为(五个假定条件) : ①封闭循环→不考虑更换工质的各项损失； ②压缩和膨涨过程绝热等熵→不考虑传热损失； ③理想工质(空气比热为常数)→不考虑工质成分、 数量变化的影响。 ④以热源向工质加热，冷原从工质吸热代替燃烧和 排气→不考虑燃烧和时间损失（及时性） ； ⑤循环各过程均为可逆过程（可逆）。 • 根据以上假定，按照加热方式的不同，内燃机可以 抽象出以下三种(定容、定压、混合)基本循环。
④.预膨胀比ρ： a、在定压加热循环中当ε 一定时，Q1↑→ρ↑→ηt↓ 因为后加入热量膨胀不充 分，排给冷源热量Q2↑。
b、在定压加热循环中当 （ε、Q1）一定时， ρ↑→ηt↓。
3、动力性—循环平均压力pt：单位汽缸工作容积所做的循 环功。 Wt pt • 根据热力学公式 (J/m3) [MPa] ： Vs
汽油机的压缩温度，压力低于柴油机， 这是为什么呢？
何谓发动机的压缩比？简要说明汽油 和柴油机如何选择压缩机。 • 发动机的压缩比是气缸的总容积与气缸压缩容积之比， 即： va — —气缸总容积 va vc — —气缸压缩容积 vc • 在汽油机中，为了提高热效率，希望增加压缩比，但 受到爆震燃烧的限制，一般为7～10。 • 在柴油机中，为保证喷入气缸的燃料能及时自燃以及 冷起动时可靠着火，必须使压缩终了有足够的温度， 需要较高的压缩比，一般为14～22。
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第一节 内燃机理论循环 第二节 内燃机的实际循环 第三节 内燃机指示指标 第四节 内燃机有效指标 第五节 内燃机其它性能指标 第六节 机械损失与机械效率 第七节 提高内燃机动力性与经济性的途径 第八节 内燃机热平衡
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第一节 内燃机的理论循环
一、研究理论循环的目的 1. 用简单公式阐明热力学参数间关系，明确提高循环
第二节 内燃机的实际循环
4、压缩终了参数
Pc=Paεn1 Tc=Ta εn1-1
Pc与Tc范围：
Pc （MPa ） Tc （K）
柴油机 3—5 750—1000
柴油机ε大
汽油机 0.8—2 600—750
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第二节 内燃机的实际循环
三、燃烧过程：c—z
1、作用：燃料化学能→工质热能→使压力温度增加，即加入Q1 2、要求：燃烧完全、及时（越靠近上止点，热效率越高）
燃油蒸发吸热
3、参数：
Pa
Ta
汽油机： (0.8—0.9) P0
340—380K
柴油机： (0.85—0.95) P0 300—340K
汽油机阻力增加， Pa 下降；汽油机进排气管同侧布置，进气预热 增加， Ta 增加
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第二节 内燃机的实际循环
二、压缩过程：a—c 1、作用：扩大温差
增加膨胀比 为燃烧创造有利条件: 柴油机压燃， Tc ＞着火温度
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第一节 内燃机的理论循环
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第一节 内燃机的理论循环
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第一节 内燃机的理论循环
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第一节 内燃机的理论循环
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第一节 内燃机的理论循环
五、理论循环分析
1. 压缩比
▪
压缩比增加，三个循环的热效率增加。压缩比增加，
温差及膨胀比增加，热效率增加；
汽油机温度及密度增加—火焰传播速度 增加—压力升高比增加—循环热效率增加 2、压缩比： 汽油机：7—10，压缩比增加—循环热效率增加，受爆震限制 柴油机：14—22，保证着火 3、特点：多变过程 PVn1=const 为计算方便，n1取平均， n1的确定，保证在压缩始点和终点的状态 与实际相符即可。使工质温度增加的因素都使n1增加。 n1范围： 柴油机：1.38—1.40 柴油机压缩的是空气，两原子气体 汽油机：1.32—1.38 汽油pp机t课件压缩的是混合气，多原子气体 15
工质放热为定容放热。
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3
第一节 内燃机的理论循环
三、理论循环 1. 定容（Otto）循环：汽油机按等容循环工作，燃烧
速度高，简化为Otto循环。 2. 等压（Diesel）循环：低速柴油机，高增压柴油机，
受缸内最高压力限制，燃料大部分在上止点后燃烧， 简化为Diesel循环。 3. 混合循环：高速柴油机，燃料部分在上止点附近燃 烧，部分在上止点后燃烧，简化为混合循环。
数小于1.4，混合气稀，等熵指数增大，热效率增加。
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第一节 内燃机的理论循环
▪
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第一节 内燃机的理论循环
五、理论循环分析 4. 预胀比
① 定压循环： ➢ 等熵指数、压缩比定，预胀比增加，热效率下降，后
加入热量膨胀不充分，排给冷源损失 。 ② 混合循环： ➢ 初始点一定，压缩比与加热量一定，预胀比增加，循
▪
放热量等容加热循环最大，混合循环居中，等压循
环最小；
▪
等容加热循环热效率最小，混合循环居中，等压循
环最大。
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第二节 内燃机的实际循环
一、进气过程：r—a 1、作用：吸入新气，为加入Q1作准备。
2、特点： Pa＜P0 Ta＞T0
克服进系统阻力 缸内残余废气加热 进气受热 高温机件加热
汽油机进气予热
效率和平均压力的途径； 2. 确定循环效率的极限，判断实际内燃机经济性改进
潜力和工作过程进行的完善程度； 3. 有利于比较各种热力循环的经济性。
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2
第一节 内燃机的理论循环
二、理论循环假设 1. 工质是理想气体，其物理常数与标准状态下的空气
物理常数相同； 2. 工质在闭口系统中作封闭循环； 3. 工质的压缩及膨胀是绝热等熵过程； 4. 燃烧是外界无数个高温热源定容或定压向工质加热，
▪
由T—S图知，初始点一定，加热量一定，压缩比增
加，放热量减少，由热效率公式知，热效率增加。
▪
柴油机压缩比增加，主要考虑冷起动，但热效率增
加已经很少；但汽油机压缩比增加，热效率增加很
大。但压缩比大于12后，热效率上升已经很慢。
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第一节 内燃机的理论循环
五、理论循环分析
2. 等熵指数
▪
空气的等熵指数为1.4，燃料与空气混合气的等熵指
1、作用：清除废气，放出Q2为下一循环作准备 2、特点：Pr＞P0，克服排气系统阻力 Pr ： Pr大，说明留在缸内残气多 Tr ：一般为检查内燃机工作状态的参数， Tr下降，工作过程好。 3、参数
环热效率下降。
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第一节 内燃机的理论循环
六、比较
1. 加热量、初始点一定，压缩比相同，比较三种循环 热效率的大小。
▪
放热量等容加热循环最小，混合循环居中，等压循
环最大；
▪
等容热循环热效率最大，混合循环居中，等压循环
最小。
2. 加热量一定，初始点一定，最高压力一定，比较三 种循环的热效率的大小。汽油机：Pb=Pz源自εn2Tb=Tz /εn2-1
柴油机：Pb=Pz/δn2 Tb=Tz / δ n2-1
参数： Pb（MPa） 柴油机： 0.2—0.5
Tb（K） 1000—1200K
汽油机： 0.3—0.6 1200—1500K
柴油机ε大
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第二节 内燃机的实际循环
五、排气过程：b—r
1. 作用：热向功转换，膨胀比越大，热效率越高
2. 特点：多变过程，PVn2=const，比压缩过程复杂，除热交换外，还有 补燃，工质高温分解等。
▪
一 相般同用即平可均。多变指数n2来代替，只要n2使始点与终点的状态与实际
范围：
汽油机
柴油机
1.23—1.28 ＞ 1.15—1.28 柴油机补燃多
3. 参数
▪
汽油机：均匀混合气，传播式燃烧，接近等容
▪
柴油机：开始燃烧较快，接近等容，后面边喷油、边混合、边燃烧，
接近等压，定容+定压
3、参数：
汽油机
Pz（MPa） 3—6.5
Tz（K） 2200—2800
柴油机
4.5—9
1800—2200
柴油机ε大 柴油机φa大
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第二节 内燃机的实际循环
四、膨胀过程：z—b