第2章 发动机的理论循环(2003版).ppt

第2章 发动机的理论循环 四行程发动机理论循环的计算 2.1 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 2.1 四冲程发动机理论循环的计算 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。每一个过程中工质的状态参数的变化及工质与外界的能量交换非常复杂。 为便于分析计算，对实际循环经过合理假设和简化，抽象成 理论过程 2.1.1 对发动机实际工作过程的简化 理想循环的基本假设： （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）放热过程简化为定容放热过程； （3）压缩和膨胀过程近似为绝热过程，即定熵过程； （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（比热容为定值）； （5）气缸内无摩擦损失，简化为可逆过程。 压缩、膨胀过程为绝热过程，排气过程为定容过程。 根据燃烧过程的特点 定容加热过程 汽油机 定压加热过程 低速柴油机 混合加热过程 高速柴油机 （定容及定压加热过程） 2.1 对发动机实际工作过程的简化 图2.1 定容加热循环（汽油机） 1 - 2 绝热压缩 2 - 3定容加热 3 - 4 绝热膨胀 4 - 1定容放热 定容加热过程 图2.2 定压加热循环 （低速柴油机） 1-2 绝热压缩 2-3 定压加热 3-4 绝热膨胀 4-1 定容放热 定压加热过程 图2.3 混合加热循环 （高速柴油机） 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 混合加热过程 1?2 绝热压缩2?3 定容吸热 3?4 定压吸热4?5 绝热膨胀 5?1 定容放热 压缩比： 压力升高比： 预胀比： 2.1.2 理论循环的热效率和平均压力的计算 图2.3 热效率 是发动机经济性指标，是热功转换的比例。 平均指示压力 是动力性指标，是一个循环内单位气缸容积所做的功，是热功转换量的指标 2.循环热效率 （2-1） 循环吸热量 循环放热量 图2.3 （2-1） 图2.3 曲线1-2：绝热压缩， 把T2、T3、T4和T5代入 求: 两式相除，考虑到 （2-1） 定压加热过程 压力升高比 （2-6） 图2.1 定容加热过程 （2-4） （图2.1） 预胀比 循环平均指示压力 得 是混合加热循环单位气缸工作容积所做的循环功 循环指示压力越大，循环净功越多，动力性越好。 （2-3） 2.2 理论循环热效率和平均指示压力的影响因素 影响理想 循环热效率 的因素 压缩比 ε 压力升高比 λ 预胀比 ρ 绝热指数 κ P42页 图2.4 （2-1） 初态压力 ①混合加热过程 压缩比 压力升高比 预胀比 图2.5、图2.8 ②定压加热过程 （2-6） 图2.9 ③ 定容加热过程 （2-4） 图2.6 ①压缩比相同，p1, T1 及吸热量相同时的比较 2.3 理论循环热效率的比较 图2.10 ② 循环pmax，Tmax相同时的比较 图2.11 这一结论与实际发动机的工作特性吻合，实际循环中，汽油机受最高压力及爆震等影响，压缩比ε低于柴油机，汽油机的热效率比柴油机低。 思考题 1 、2、3 P44页