资源描述
,2017/11/25,#,6-2,活塞式内燃机循环,6-2 活塞式内燃机循环,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,6-2,活塞式内燃机循环,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，,3,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,6-2,活塞式内燃机循环,3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,4,1.,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。,1,2,为,多变压缩，,p,2,=3,5MPa,，,t,2,=600,800,，,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,6-2,活塞式内燃机循环,41.活塞式内燃机实际循环与理想循环 1）进气冲程0-1：,5,3,）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,。,3,4,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,1700,1800,。,4,5,燃气膨胀作功，压力、温度下降，活塞到,5,点时，压力约,0.3,0.5 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。,6-2,活塞式内燃机循环,53）动力冲程2-3-4-5：23 柴油迅速燃烧，活塞,6,对实际循环加以合理的抽象、概括和简化：,1),忽略实际过程中进、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,6-2,活塞式内燃机循环,6对实际循环加以合理的抽象、概括和简化：1)忽略实际过程,7,1,2,：,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,。,活塞式内燃机理想,混合加热,循环（萨巴德循环）,6-2,活塞式内燃机循环,712：可逆绝热压缩过程；23：可逆定容加热过程；活,8,压缩比,：,升压比,：,预胀比,：,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,：,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。,6-2,活塞式内燃机循环,8压缩比：升压比：预胀比：2.活塞式内燃机理想循环分析,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,6-2,活塞式内燃机循环,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：（,10,各点温度可由以下过程求得：,由可逆定容过程,2,3,得,：,由可逆定压过程,3,4,得,：,由可逆绝热过程,4,5,得,：,由可逆绝热过程,1,2,得,：,6-2,活塞式内燃机循环,10各点温度可由以下过程求得：由可逆定容过程23得：由,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的热效率提高。,6-2,活塞式内燃机循环,11将各点温度代入循环热效率表达式：由上式可见，混合,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：,6-2,活塞式内燃机循环,12（2）定容加热循环（奥图Otto循环)汽油机和煤气,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,：,6-2,活塞式内燃机循环,13（3）定压加热循环（狄塞尔循环)早期低速柴油机的理想,14,3.,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：,一般,汽油机：,6-2,活塞式内燃机循环,143.影响内燃机理想循环热效率的主要因素（1）压缩比,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：,6-2,活塞式内燃机循环,15（2）绝热指数 的影响 值大小取决于工质的种类 和,16,（,3,）升压比,和预胀比,的影响,当,压缩比,和,绝热指数,一定时，,6-2,活塞式内燃机循环,16（3）升压比 和预胀比 的影响 当压缩比,17,4.,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,三种理想循环的放热量相同,三种理想循环的吸热量,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。,6-2,活塞式内燃机循环,174.三种活塞式内燃机理想循环的比较（1）进气状态、最高,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,三种理想循环的吸热量相同,三种理想循环的热效率,6-2,活塞式内燃机循环,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,19,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。,19第六章小结(1)掌握朗肯循环的工作过程。(2)了解,20,作业,P150-151,习题,6-5,、,9,、,12,、,13,20作业,21,21,
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