第02章-华科内燃机原理内燃机的工作过程.pptVIP

第二章内燃机的工作过程;内燃机主要名词术语

1.上止点：活塞能到达的最高位置〔即离曲轴旋转中心最大距离时的位置〕，称为上止点。

2.下止点：活塞能到达的最低位置〔即离曲轴旋转中心最小距离时的位置〕，称为下止点。

3.曲轴转角：曲柄绕曲轴旋转，离开上止点位置的角度，称为曲轴转角，以φ表示。

4.曲柄半径：从曲轴中心线至曲柄销中心线的距离，以R表示。

5.连杆长度：连杆大小端轴承孔中心线之间的距离，以L表示。

6.活塞行程：活塞上下止点之间的距离，称为活塞行程，以S表示。活塞行程长度为曲轴半径的两倍，即：S=2R;7.压缩容积：活塞位于上止点时，活塞上顶面与气缸盖底面之间的气缸容积，称为压缩容积，以Vc表示。由于燃料在这个容积内燃烧，所以Vc又称为燃烧室容积。

8.工作容积：活塞从上止点移动到下止点，所扫过的空间容积，称为气缸工作容积，以Vs表示，也可称为活塞排量。

9.气缸总容积：活塞位于下止点时，活塞上顶外表到气缸盖下底面之间的气缸容积，称为气缸总容积，以Va表示，也称为气缸最大容积，它等于燃烧室容积和气缸工作容积之和，即：

10.压缩比：气缸总容积与压缩容积的比值称为压缩比，也称为几何压缩比，以表示，即：

11.活塞平均速度：活塞在气缸中往复运动的平均速度，以Cm表示，即：;2-1内燃机理想循环

循环的定义

在热机中，确定质量工质所经历的过程通常称为循环。

内燃机中的实际热力循环

a.内燃机实际热力循环是由进气、压缩、燃烧、膨胀和排气等多个过程所组成的。循环中工质存在着质和量的变化，整个过程是不可逆的。

b.在能量的转变过程中，实际循环还存在着机械摩擦、换气、散热、燃烧等一系列不可防止的损失，其物理、化学过程十分复杂，如要确切地描述在内燃机中实际进行的热力过程，在目前条件下还是非常困难的。;内燃机实际循环进行简化的目的

为了了解内燃机

a.热能利用的完善程度；

b.能量相互转换的效率；

c.提高热量利用率的途径；

在不失其根本物理、化学过程特征的前提下，将内燃机的实际循环进行假设干简化，使其既近似于所讨论的实际循环，而又简化???实际变化纷繁的物理、化学过程，从而提出一种便于作定量分析的假想循环，这种假想循环就称为“理想循环”。利用假想循环能够清楚的比较说明影响内燃机热能利用完善程度的主要因素。;理想循环的简化假定：

a.工质是一种理想的完全气体，在整个循环中保持物理及化学性质不变，其状态参数的变化遵守气体状态方程pV=mRT。

b.不考虑实际存在的工质更换以及漏气损失，工质数量保持不变，循环是在定量工质下进行的。

c.把气缸内工质的压缩和膨胀看成是完全理想的绝热等熵过程，工质与外界不进行热交换，无摩擦、流动损失，工质比热容为常数。

d.用假想的定容或定压加热来代替实际的燃烧过程，用定容放热代替实际排气带走的热量。;根据加热方式的不同,理想循环有三种形式可供分析选择：;图2-1〔b〕为等容循环〔也称奥托循环〕

a--c为绝热压缩；

c--z为等容参加热量Q1；

z--b为绝热膨胀；

b--a为等容释放热量Q2。

在压缩、膨胀过程，工质状态用表示。

压缩过程的容积变化用压缩比表示。

膨胀过程的容积变化用后膨胀比表示。

定容加热的压力升高，以压力升高比表示。

对于强制点火的内燃机，其工作过程均近似于等容循环。

依等容循环方式工作的主要有汽油机、煤气机等。;等容循环的热效率

在工程热力学中等容循环的热效率为：

a.等容循环的热效率只随压缩比ε与绝热指数k的变化而变化；

b.由于绝热指数k在实际循环中变化不大，因此，ηt主要随压缩比ε的增加而增加；

c.压缩比的提高在实际循环下是有一定限制的。

当ε提高到超过一定限度〔如ε=10～13〕时，ηt的增加速率已很小，但循环的最高压力Pz却增加很多，作用在活塞上的力随之加大，内燃机零件所承受的机械负荷和摩擦损失加剧。在实际内燃机中，当ε10～13时热效率并不见得增加。

依等容循环方式工作的内燃机都是压缩已经混合好了的可燃工质，为防止先燃与爆燃，实际使用的压缩比将更小。;图2-1〔c〕为等压循环〔也称狄赛尔循环〕

a--c为绝热压缩；

c--z为定压参加热量Q1;

z--b为绝热膨胀；

b--a为等容释放热量Q2。

定压加热过程的容积变化用初膨胀比表示，其它同等容循环。

依等压循环方式工作的有低速柴油机和空气喷射式柴油机等。;等压循环的热效率

根据工程热力学可知等压循环的