内燃机循环

循环热效率：t
wnet q1
q1 q2 q1
1 q2 q1
1
T3
T5 T2
T1
T4
T3
将各点温度由参数关系解出代 入循环热效率表达式：
t
1
T3
T5 T1
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、升压比 增加以及预胀比 减少时，
➢ 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 ②燃料燃烧 简化 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
④压缩过程 1 — 2 膨胀过程 4 — 5
简化 可逆绝热
⑤开式循环 抽象 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：
分析循环能量转化的经济性（热效率）t
W0 Q1
在热力学基本定律的基础上
方向 经济性
途径
Q1 T1
Q2
热机
T2 T1 T2
W0
活塞式内燃机循环
பைடு நூலகம்
活塞式内燃机分类
按燃料
煤气机 汽油机
柴油机
分类 按点火方式
按冲程
点燃式 压燃式
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
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
（1） 压缩比 的影响
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
（3）升压比 和预胀比 的影响 当压缩比 和
（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
q1p q1m q1V
三种理想循环的放热量
q2 p q2m q2V
三种理想循环的热效率 t p t m t V
例例题题 300K、
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
汽油机和煤气机的理想循环
循环热效率：
t
1
1
1
（3）定压加热循环 （狄塞尔循环)
定容升压比： 1
循环热效率：
t
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
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 q2m q2 p
三种理想循环的吸热量
q1V q1m q1p
三种理想循环的热效率 t V tm t p
压缩比： v1 v2 表示压缩过程中工质体积被压缩的程度。
升压比： p3 p2 表示定容加热过程工质压力升高的程度。
预胀比： v4 v3 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
单位质量工质的放热量：
q2 cv T5 T1