内燃机的工作循环VIP专享VIP免费

内燃机的工作循环 生物与农业工程学院 孙舒畅 4 5 0 9 0 1 2 0 一，内燃机的理论循环 通常根据内燃机所使用的燃料、混合气形成方式、缸内燃烧过程(加热方式)等特点，把火花点火发动机的实际循环简化为等容加热循环，把压燃式柴油机的实际循环简化为混合加热循环或等压加热循环，这些循环称为内燃机的理论循环。根据不同的假设和研究目的，可以形成不同的理论循环，如图 1，a、b 和 c 所示为四冲程内燃机的理想气体理论循环的p-V 示功图。为建立这些内燃机的理论循环，需对内燃机的实际循环中大量存在的湍流耗散、温度压力和成分的不均匀性以及摩擦、传热、燃烧、节流和工质泄漏等一系列不可逆损失作必要的简化和假设，归纳起来有： 1)忽略发动机进排气过程，将实际的开口循环简化为闭口循环。 2)将燃烧过程简化为等容、等压或混合加热过程，将排气过程简化为等容放热过程。 3)把压缩和膨胀过程简化成理想的绝热等熵可逆过程，忽略工质与外界的热量交换及其泄漏等的影响。 4)以空气为工质，并视为理想气体，在整个循环牛工质物理及化学性质保持不变，比热容为常数。 图 1 四冲程内燃机典型的理论循环 a)等容加热循环 b)等压加热循环 c)混合加热循环 通过对理论循环的热力学研究，可以达到以下目的： 1)用简单的公式来阐明内燃机工作过程中各基本热力参数间的关系，明确提高以理论循环热效率为代表的经济性和以循环平均压力为代表的动力性的基本途径。 2)确定循环热效率的理论极限，以判断实际内燃机工作过程的经济性和循环进行的完善程度以及改进潜力。 3)有利于比较内燃机各种热力循环的经济性和动力性。 各种理论循环的热效率和循环平均压力可以依照热力学的方法进行推导[1-3]。内燃机理论循环热效率和循环平均压力的表达式及特点见表 1。 表 1 内燃机理论循环的比较 循环名称 循环热效率 循环平均压力 循环特点 等容加热循环 111kct 111ccaVBtatkTcQPP 加热过程在等容条件下很快完成，热效率仅与压缩比有关 等压加热循环 )1(111001kkkct 加热过程在等压条件下完成，负荷的增加使循环热效率下降 混合加热循环 )1(1111001ppkpkctk 加热过程在等容和等压条件下完成，热效率介于上述两者之间 注：VPcck 为等熵指数，cacVV为压缩比，czPPP为压力升高比，czVV0...