四冲程高速柴油机理论循环计算

燃料（轻柴油）低热值 42700 kJ/kg 气缸数目 （2）计算结果 i=6
V 压缩终点压力： p2 p1 1 p1 k 101325 /106 16.51.4 5.13 MPa V2
k
压力升高比：
p3 10 1.949 p2 5.13
k 1
四冲程高速柴油机的理论循环计算 1 高速柴油机实际循环向理论循环的简化 高速柴油机实际循环向理论循环的简化见表1，理论循环示功图、实际循环示功图（计算 值）、实际循环示功图（修圆后）的对比及实际循环损失见图1。 表1 高速柴油机实际循环向理论循环的简化 实际循环 活塞始末位置 r～1 1～2 2′～4′ 3～5 5′～r 实际热力过程 进气过程 压缩过程 燃烧过程 膨胀过程 排气过程
1
理论循环 活塞始末位置 理论热力过程
无进气过程（无需交换工质） 1～2 2～3 3～4 4～5 5～1 定熵压缩过程 定容加热过程 定压加热过程 定熵膨胀过程 定容放热过程
p3
2 p0 r v2
4
p
3 2
+
4
5 1 vh v1
v
p0 r v2 vh v1
－
Wr—换气损失
5 1
v
高速柴油机理论循环
V 预膨胀比： T5 T4 4 V5
T1
k 1

k 1
T1
k
T5 k 1000 1.4 1.492 288 1.949 T1
3
1
1
燃烧室总容积与气缸总容积：

V V1 Vh V2 Vh 2 1 V2 h = 0.129 L V1 Vh V2 2.129 L V2 V2 V2 1 15.5
膨胀始点容积： V4 V3 V2 1.492 0.129 0.1925 膨胀比：
V5 V1 2.129 16.5 11.06 V4 V4 0.1925 1.492 1 k 1
高速柴油机实际循环（计算值）
p
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非瞬时燃烧损 失和补燃损失
p
3 4＇ 2
+
非瞬时燃烧损 失和补燃损失
4
理想工质与实际工质的差异 传热、流动损失
2 2＇
－
5＇
提前排气损失
+
提前排气损失
p0 r v2
vh v1
5 1
Wr—换气损失
v
p0 r v2 vh v1
－
Wr—换气损失
5 1
v
高速柴油机实际循环（修圆后）
理论循环热效率：t 1

k 1 0.657 1 k ( 1)
p1 k 1 k 1 tm 1.25 MPa k 1 1
理论循环平均指示压力： pt 理论输出功率： Pt
n 3000 2 1.25 Vh pt 62.5 kW 30 30* 4 Pt 3.6 1.25 106 106 160.4 kg / h H ut 42700 0.657
高速柴油机循环损失
图1 高速柴油机实际循环与理论循环的对比
2
2 四冲程高速柴油机理论循环计算 （1）计算条件 环境压力 压缩比 排气温度 p0=101325 Pa 环境温度 ε=16.5 T5=1000 K T0=293 K
最高燃烧压力 p3=10MPa 比热比 总排量 发动机转速 k=1.4 Vh=2 L n=3000 r/min
理论燃油消耗量： Bt 3.6 理论燃油消耗率： bt
3.6 106 3.6 106 128.3 g / (kW .h) H ut 42700 0.657
4