《发动机原理及汽车理论》发动机原理基础知识(2)

定容加热循环的热效率为：
t
1 1
k1
定容加热循环的平均压力为：
pt k1kp111t
影响因素
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4.理想循环的影响因素
（1）压缩比ε。ε提高,循环热效率ηt和平均压力pt提高。因为 ε提高，可以提高压缩终了的温度和压力，在定容加热量一定时，
缸内最高压力提高，使膨胀功增加。
(2）压力升高比λ和预胀比ρ。在定容加热循环中，压力升高比 λ增加，循放加热量增加(在ε一定时)，使循环净功W0和循环放 热量Q2均相应增加, 所以循环热效率不变，但循环平均压力提高； 在混合加热循环中(在ε和总加热量一定时) ，λ提高，预胀比 ρ减小，循环热效率和平均压力提高。 （3）绝热指数k。 混合气浓度增加，则k减小。当k一定时，ε 增大，循环效率增加；在ε一定时，k增加，循环热效率提高。
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结论：压缩
发动机的实际压缩过程，是一个复杂的热力过程(吸 热-绝热-放热)。总体来说，缸内气体的放热量大于 其吸热量。 实际工作中，常测量压缩终了的压力。压缩终了的 压力过低，说明汽缸密封不良，其主要原因一般是气 门密封不良、活塞和汽缸磨损严重等。
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结论：燃烧
汽油机及燃气发动机的燃烧接近定容加热过程。 柴油机燃烧接近混合加热过程（同时存在定容加热和 定压加热）。 燃烧过程放出的热量越多，放热时越靠近上止点，则 热效率越高。 在实际燃烧过程中，不仅有散热损失、不完全燃烧损 失，而且还存在非瞬时燃烧损失。
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燃烧过程
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结论：膨胀
发动机的实际膨胀过程与压缩过程很相似，也是一 个复杂的热力过程（吸热量大于放热量、吸热量等于 放热量、吸热量小于放热量）。总体来说，缸内气体 的吸热量大于放热量。 膨胀过程不仅有散热损失和漏气损失，还有补燃损 失。
膨胀过程终了b点的压力和温度越低，说明气体膨胀
和热量利用越充分。
（5）传热损失wb 。 （6）运动摩擦和不完全燃烧等损失。 结论：实际循环的热效率低于理论循环。
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实际循环与理想循环的差别
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原子数，单：k=1.67，双：c vk=1.4，三：k=1.3。
根据热力学公式和循环平均压力可求出混合加热循环的平均 压力为：
pt k1kp 111k1t
影响因素
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3.汽油机的理想循环
汽油机的理想循环——
定容加热循环。
由4个热力过程组成:（ρ=1）
循环净功为W 。
将ρ=1代入混合加热循环计算式中。
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第一章 发动机原理基础知识
第一节 第二节 第三节 第四节 第五节 第六节
气体的热力性质 热力学第一定律 热力学第二定律 发动机的循环 发动机的性能指标 发动机的机械效率
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第四节 发动机的循环
一、发动机的实际循环 二、发动机的理想循环 三、实际循环与理想循环的差别
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一、发动机的实际循环
发动机的实际循环：连续不断的把热能转换为机械功 的循环。 四冲程发动机的实际循环是由进气、压缩、燃烧、膨
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1. 实际循环的简化
1）假设工质为理想气体，其比热为定值。 2）假设压缩和膨胀过程均是绝热过程。 3）假设燃烧过程为定容加热过程或定压加热过程，废气 带走热量为定容放热过程。 4）假设汽缸内工质的数量不变，不考虑进、排气过程， 并忽略漏气的影响。 5）忽略实际过程中存在摩擦等能量损失。
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2.柴油机的理想循环
胀和排气5个过程组成。通常用汽缸内工质的压力p随 汽缸容积V（或曲轴转角θ）而变化的图形,来表示汽
缸内工质的实际工作情况。
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p-V图和p-θ图
结论：进气、压缩、燃烧、膨胀、排气
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结论：进气
进气过程进行的好坏用实际进入汽缸的新鲜工质的 数量评价。
由pV=mRT可以看：汽缸容积一定时，提高进气终
了压力、降低进气终了温度可增加进气量。进气量的 增加意味着循环加热量的增加，在循环热效率一定时， 可增加循环净功，从而提高发动机动力性。
但随混合气浓度增加，循环加热量增加，则循环平均压力提高。
（4）进气终了的压力p1。在其它参数一定时，p1提高，汽缸内
的最高温度和压力都提高，所以循环平均压力也提高。
pVmRT
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三、实际循环与理想循环的差别
（1）实际气体存在的损失wk。 （2）泵气损失wr。 （3）提前排气损失w。
（4）非瞬时燃烧损失wz。
柴油机的理想循环—— 混合加热循环。
由5个热力过程组成。 循环净功为W。
根据热力学中热量和循环热效率 的计算公式可求出混合加热循环 的热效率为：
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2.柴油机的理想循环
t 11 k1(1)kk(11)
式中：ε—压缩比， V 1 ； λ—压力升高比，V 2 p 3 ； ρ—预胀比， V 4 ； p 2 k——绝热指数，V 3k c p ，k为定值，其值取决于气体的
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结论：排气
由于排出的废气具有一定的压力和较高的温度，故存 在排气损失。 由于排气系统有阻力，使排气终了的压力略高于大气 压力。 实际工作中，也常用排气温度作为检查发动机工作状 态的技术指标，排气终了温度偏高，说明发动机工作 不良，热功转换效率低。
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二、发动机的理想循环
1.实际循环的简化 2.柴油机的理想循环 3.汽油机的理想循环 4.理想循环的影响因素
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课程内容概述
第一章 发动机原理基础知识 第二章 发动机的换气过程 第三章 汽油机的燃料与燃烧 第四章 柴油机的燃料与燃烧 第五章 燃气发动机的燃料与燃烧 第六章 发动机的特性 第七章 汽车的动力性 第八章 汽车的制动性 第九章 汽车的使用经济性 第十章 汽车的操纵稳定性 第十一章 汽车的舒适性 第十二章 汽车的通过性 第十三章 汽车性能的合理使用