第二章发动机的理论循环解析

第二章 发动机的理论循环
2.1.2 计算
混合加热理想循环（dual combustion cycle）
12 等熵压缩；23 等容吸热； 34 定压吸热；45 等熵膨胀； 51 定容放热
压缩比—compression ratio

v1 v2
定容增压比—pressure ratio p3
1 (



1
v1
1)]t


p1[ 1 ( 1)]t ( 1)( 1)
汽车发动机原理
第二章 发动机的理论循环
定压加热理想循环—Diesel cycle
v1
v2
v3
v2
t
1
q2 q1
q2 cV T4 T1
t

1


T4
T3
p2
定压预胀比 — cutoff ratio v4
v3
汽车发动机原理
第二章 发动机的理论循环
2.循环热效率
t

wnet q1
wnet w12 w23 w34 w45 w51
w12 w34 w45

Rg

1
T1

1

p2 p1
T1 T2

t
1
1
1
1
1
q1 cp T3 T2

1 t

1


1
1
1
汽车发动机原理
第二章 发动机的理论循环
对定容加热循环的情况
v1
v2
p3
p2
q1 cV T3 T2
• 1 - 2 绝热压缩 2 - 3定压加热 3 - 4绝热膨胀
• 4 - 1定容放热
汽车发动机原理
第二章 发动机的理论循环
2.1.1 对发动机实际工作过程的简化
•
混合加热循环（高速柴油发动机）
• 1 - 2 绝热压缩 2 - 3定容加热 3 - 4定压加热 4 5绝热膨胀 5 - 1定容放热
汽车发动机原理
v4 v3
T1 1
5 1
有
T5
T1
p5 p1
汽车发动机原理
第二章 发动机的理论循环
求 p5 因 p1v1 p2v2 p5 v5 p4v4 两式相除，考虑到
p1
p4 p3 v1 v5 v2 v3


p5 p1

p4 p2

v4 v3

q2v q2m q2 p
tv tm tp
T 2v T 2m T 2 p T 1v T 1m T 1p
汽车发动机原理
循环pmax，Tmax相同时的比较
第二章 发动机的理论循环
q2 p q2m q2v q1p q2m q2v
tp tm tv
1




p3
v4
v3
Rg

1T4

1


p5 p4
1



或 wnet qnet q1 q2
q1 q23 q34 cV T3 T2 cp T4 T3
q2 q51 cV T5 T1

p3 p2

v4 v3


T5
T1wk.baidu.com
p5 p1
T5 T1
把T2、T3、T4和T5代入
t
1
T3
T5 T1
T2 T4
T3
t
1
1

1
1
1
ptm

q1t
vh

cv 1[
q2 cV T4 T1
1t 1



t
1 q2 q1
1 T4 T1 T3 T2
1

1
1

1

1


1
1
汽车发动机原理 2.2 影响因素分析 第二章 发动机的理论循环
a) t b) t c) t
归纳：a.吸热前压缩气体，提高平均吸热温度是提高 热效率的重要措施，是卡诺循环，第二定律对实际循 环的指导。
b.利用T-s图分析循环较方便。 c.同时考虑q1和q2或T1m和T2m平均。
汽车发动机原理
2.3 效率比较
第二章 发动机的理论循环
压缩比相同，吸热量相同时的比较
q1v q1m q1p
（1）缸内热力系统为闭口系统。由于进气过程和排 气过程中工质的状态参数变化不大，故热力计算 时，可不考虑换气过程。
（2）排气过程简化为定容放热过程；燃烧过程简化 为等容加热、等压加热和混合加热过程；
（3）压缩和膨胀过程近似为绝热过程； （4）工质为理想气体，整个循环工质成分不变，物
性参数为定值； （5）气缸内无摩擦损失，简化为可逆过程；
汽车发动机原理
第二章 发动机的理论循环
t
1 q2 q1
1 T3
T5 T1
T2 T4
T3
利用、、表示t
1 2
有
T2

T1

v1 v2

1

T1 1
23
有
T3
T2
p3 p2
T1 1
34
有
T4
T3
T 2 p T 2m T 2v T 1p T 1m T 1v
汽车发动机原理
第二章 发动机的理论循环
第2章 发动机的理论循环
2.1 四冲程发动机理论循环的计算
▼
2.2 理论循环热效率和平均指示压力的影响因素
▼
2.3 理论循环热效率比较
汽车发动机原理
第二章 发动机的理论循环
2.1 四冲程发动机的理论循环的计算
四冲程发动机的工作过程由进气、压缩、燃烧膨胀、 排气四个过程组成。理想循环的基本假设：
汽车发动机原理
第二章 发动机的理论循环
2.1.1 对发动机实际工作过程的简化
定容加热循环（汽油发动机） • 1 - 2 绝热压缩 2 - 3定容加热 3 - 4绝热膨胀 • 4 - 1定容放热
汽车发动机原理
第二章 发动机的理论循环
2.1.1 对发动机实际工作过程的简化
•
定压加热循环（低速柴油机）