2.2内燃机符号及循环

1.
2 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 克服进系统阻力 Ta＞T0 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，燃油蒸发吸热 3、参数： 柴油机 汽油机 Pa (0.85—0.95) P0 (0.8—0.9) P0 化油器阻力增加， Pa 下降 Ta 300—340K 340—380K 汽油机进排气管同 侧布置，进 气预热增加， Ta 增加
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；

由T—S图知，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。
1 内燃机的理论循环
四、循环热效率与平均压力 1. 混合循环
t 1


k 1

1
[( 1) k ( 1)]
Pt

Pa
1 1
[ 1 ( 1)] t
1 内燃机的理论循环
四、循环热效率与平均压力 2. 定容（Diesel）循环：
1
tv 1


1

k 1
Ptv
Pa
1 1
( 1) tv
1 内燃机的理论循环
四、循环热效率与平均压力 3. 定压循环 ： 1
tP 1

k 1

1
k ( 1)
PtP

Pa
1 1
( 1) tP
1 内燃机的理论循环
五、理论循环分析
2.
等熵指数（物理学上指热能除以温度所得的商，标
志热量转化为功的程度。2.科学技术上泛指某些物 质系统状态的一种量（liàng）度 ）

空气的等熵指数为1.4，燃料与空气混合气的等熵 指数小于1.4，混合气稀，等熵指数增大，热效率 增加。
1 内燃机的理论循环
五、理论循环分析
2 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 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 汽油机压缩的是混合气，多原子气体

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： Pz（MPa） Tz（K）
汽油机
柴油机
3—6.5
4.5—9 柴油机ε大
2200—2800
1800—2200 柴油机φa大
四、膨胀过程：z—b 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。 一般用平均多变指数n2来代替，只要n2使始点与终点的状态与实际相同即 可。 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：Pb=Pz/εn2 Tb=Tz /εn2-1 柴油机：Pb=Pz/δ n2 Tb=Tz / δ n2-1 参数： Pb（MPa） 柴油机： 0.2—0.5 汽油机： 0.3—0.6
1 内燃机的理论循环
四、循环热效率与平均压力 式中： Va —压缩比， V
c
Va
—气缸总容积
Vc
—气缸压缩容积

—压力升高比 ， Pc
—预胀比 ，
Vz V z'
Pz

1 内燃机的理论循环
四、循环热效率与平均压力 式中： —等商指数

—后胀比，

Vb Vz
1 内燃机的理论循环
2 内燃机的实际循环
Tb（K） 1000—1200K 1200—1500K
柴油机ε大
2 内燃机的实际循环
五、排气过程：b—r 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


后加入热量膨胀不充分，排给冷源损失 。
2.
混合循环：
压缩比与加热量一定，预胀比增加，循环热效率下降。

1 内燃机的理论循环
六、比较 加热量、初始下一定，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； 等加热循环热效率最大，混合循环居中，等压循环最小。 2. 加热量一定，初始一定，最高压力一定，比较三种 循环的热效率的大小。 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。
第三节内燃机循环过程

五个过程、四个行程
第三节 内燃机的工作循环
1 内燃机的理论循环 2 内燃机的实际循环 3 内燃机循环的热力学模型
1 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和工作过程 进行完善程度及改进潜力；
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。
2 内燃机的实际பைடு நூலகம்环
4、压缩终了参数 Pc=Paεn1 Tc=Ta εn1-1 Pc与Tc范围： 柴油机 Pc （MPa ） Tc （K） 3—5 750—1000 汽油机 0.8—2 600—750 柴油机ε大
2 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）
195： 表示单缸，四行程，缸径95mm，水冷通用型 165F： 表示单缸，四行程，缸径65mm，风冷通用型 495Q： 表示四缸，四行程，缸径95mm，水冷车用 6135Q： 表示六缸，四行程，缸径135mm，水冷车用 X4105： 表示四缸，四行程，缸径105mm，水冷通用 型，X表示系列代号
3.
压力升高比
1.
定容循环：
由公式知：加热量增加，压力升高比增加，循环平均压力 增加；


循环热效率不变。 混合循环： 压缩比与加热量一定，压力升高比增加，循环热效率增加。
2.

1 内燃机的理论循环
五、理论循环分析
4.
预胀比
1.
定压循环： 由公式知：加热量增加，压力升高比增加，循环平均压力 增加；
好。 3、参数 柴油机 Pr 汽油机
（1.05—1.2） P0
Tr
700—900K ＜ 900—1100K
2 内燃机的实际循环
六、实际循环与理论循环的差别
1、工质的质和量不是常数
比热容的影响。 2、传热损失 3、更换工质损失。 换气损失。
4、燃烧损失
燃烧速度的影响 后燃及不完全燃烧损失
练习
CA6102： 8V100： TJ376Q： 195： 165F： 495Q： 6135Q： X4105：
答案:
CA6102： 表示六缸，四行程，缸径102mm， 水冷通用型，CA表示系列符号 8V100： 表示八缸，四行程、缸径100mm，V 型，水冷通用型 TJ376Q： 表示三缸，四行程，缸径76mm，水 冷车用，TJ表示系列符号
3.
有利于比较各种热力循环的经济性。
1 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； 工质的压缩及膨胀是绝热等熵过程； 燃烧是外界无数个高温热源定容或定压向工质加热，工质 放热为定容放热。
3.
4.
1 内燃机的理论循环
三、内燃机产品名称和型号编制规则
内燃机型号包含下列四部分，如下框图所示
第一章 发动机总体构造和工作原理 第二节 内燃机的基本工作原理
内燃机型号编制示例： 汽油机
1E65F——单缸、二行程、缸径65mm、风冷、通用型汽油机； 4100Q—— 四缸、四行程、缸径100mm、水冷、车用汽油机。
柴油机 495T——四缸、直列、四行程，缸径95mm、水冷、拖拉机用 柴油机； 4120F——四缸、四行程，缸径120mm、风冷、通用柴油机； YZ6102Q——扬州柴油机厂制造、六缸直列、四行程、缸径 102mm、水冷、车用柴油机。