工程热力学与传热学-§6-2-活塞式内燃机循环课件.pptx

1、2气体动力循环分类：按结构活塞式：汽车，摩托，小型轮船航空，大型轮船，移动电站叶轮式：按燃料小型汽车，摩托中、大型汽车，火车，轮船，移动电站汽油机：柴油机：煤油机：航空点燃式、压燃式按点燃方式：按冲程数：二冲程、四冲程3单缸汽油机构造示意图单缸汽油机构造示意图 以四冲程柴油机为例分析其实际工作循环 41.1.活塞式内燃机实际循环与理想循环活塞式内燃机实际循环与理想循环 1）进气冲程0-1：活塞从汽缸上死点下行，进气阀开启，吸入空气。由于进气阀的节流作用，气缸内气体的压力约低于大气压力。2）压缩冲程1-2：活塞到达下死点1时，进气阀关闭；活塞上行，压缩空气。12为多变压缩，p2=35MPa，t2

2、=600800，2点开始喷进柴油，柴油自燃温度约为205。柴油机工作的4个冲程：(1)活塞式内燃机实际循环53）动力冲程2-3-4-5：23 柴油迅速燃烧，活塞在上死点移动甚微，近似定容燃烧，压力迅速升至59 MPa。34 活塞下行，继续喷油、燃烧、近似定压膨胀，4点喷油停止，温度达17001800。45 燃气膨胀作功，压力、温度下降，活塞到5点时，压力约 0.30.5 MPa，温度约500。4）排气冲程5-0：活塞到下死点5时，排气阀打开，部分废气排出，而活塞移动极微，接近定容降压过程。活塞开始上行，将气缸中剩余气体排出，完成一个实际循环。6对实际循环加以合理的抽象、概括和简化：1)忽略实际

3、过程中进、排气阀的节流损失；进气过程与排气过程互相抵消；认为废气与吸入的新鲜空气状态相同；忽略喷入的油量，假设一定量的工质在气缸中进行封闭循环。2)假定工质是化学成分不变、比热容为常数的理想气体空气。3)忽略工质、活塞、气缸壁之间的热交换及摩擦阻力，认为工质的膨胀和压缩过程是可逆绝热的。4)将燃烧过程看成是工质从高温热源可逆吸热过程，将排气过程看成是工质向低温热源可逆放热过程。5)忽略工质的动、位能变化。(2)活塞式内燃机理想循环712：可逆绝热压缩过程；23：可逆定容加热过程；34：可逆定压加热过程；45：可逆绝热膨胀；51：可逆定容放热过程。活塞式内燃机理想混合加热循环（萨巴德循环）8压缩

4、比：升压比：预胀比：2.2.活塞式内燃机理想循环分析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：表示压缩过程中工质体积被压缩的程度。表示定容加热过程工质压力升高的程度。表示定压加热时工质体积膨胀的程度。9单位质量工质的吸热量：单位质量工质的放热量：循环热效率：（1）混合加热循环 10各点温度可由以下过程求得：由可逆定容过程23得：由可逆定压过程34得：由可逆绝热过程45得：由可逆绝热过程12得：11将各点温度代入循环热效率表达式：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，都会使混合加热循环

5、的热效率提高。12（2）定容加热循环（奥图Otto循环)汽油机和煤气机的理想循环循环热效率：定压预胀比：13（3）定压加热循环（狄塞尔循环)早期低速柴油机的理想循环，现已被淘汰。循环热效率：定容升压比：143.3.影响内燃机理想循环热效率的主要因素影响内燃机理想循环热效率的主要因素（1）压缩比 的影响 汽油燃点低，易爆燃，压缩比受限制。提高压缩比是提高内燃机循环热效率的主要途径之一。柴油机热效率一般高于汽油机，但汽油机小巧。一般柴油机：1422510一般汽油机：15（2）绝热指数 的影响 值大小取决于工质的种类 和温度。潜艇用氦气：16（3）升压比 和预胀比 的影响 当压缩比 和绝热指数 一定

6、时，174.4.三种活塞式内燃机理想循环的比较三种活塞式内燃机理想循环的比较（1）进气状态、最高压力、最高温度彼此相同三种理想循环的放热量相同 222Vmpqqq三种理想循环的吸热量 111Vmpqqq三种理想循环的热效率 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。18（2）进气状态、最高压力、吸热量彼此相同三种理想循环的放热量 222pmVqqq三种理想循环的吸热量相同111pmVqqq三种理想循环的热效率 19第六章小结第六章小结(1)掌握朗肯循环的工作过程。(2)了解朗肯循环效率的影响因素及提高循环效率的途径。(3)了解活塞式内燃机的循环工作过程、三种理想循环的构成及影响循环热效率的主要因素。2021