內(nèi)燃機構造與原理(1)

1、張張 志志 強強內(nèi)燃機構造與原理內(nèi)燃機構造與原理Email:課程結構課程結構整機部分整機部分的構造與的構造與設計設計現(xiàn)代設計現(xiàn)代設計方法基礎方法基礎及應用及應用底盤的構底盤的構造與設計造與設計內(nèi)燃機構內(nèi)燃機構造與工作造與工作原理原理課程安排課程安排內(nèi)燃機構造與原理以內(nèi)燃機構造與原理以內(nèi)燃機構造與原理內(nèi)燃機構造與原理（陸耀（陸耀祖）為教材，主要學習內(nèi)燃機構造及工作原理、內(nèi)祖）為教材，主要學習內(nèi)燃機構造及工作原理、內(nèi)燃機特性等，便于了解行業(yè)的發(fā)展動態(tài)燃機特性等，便于了解行業(yè)的發(fā)展動態(tài)考核方法：筆試成績考核方法：筆試成績70%，平時成績，平時成績30%，缺課三缺課三次以上取消考試資格次以上取消考試資

2、格內(nèi)燃機構造與原理內(nèi)燃機構造與原理l第一章內(nèi)燃機概述第一章內(nèi)燃機概述l第二章內(nèi)燃機的工作原理第二章內(nèi)燃機的工作原理l第三章第三章 內(nèi)燃機的熱力循環(huán)內(nèi)燃機的熱力循環(huán)l第四章第四章 內(nèi)燃機的性能指標內(nèi)燃機的性能指標l第五章第五章 曲柄連桿機構曲柄連桿機構l第六章第六章 配氣機構配氣機構l第七章第七章 柴油機燃油系統(tǒng)柴油機燃油系統(tǒng)l第八章第八章 汽油機燃油系統(tǒng)和點火系統(tǒng)汽油機燃油系統(tǒng)和點火系統(tǒng)l第九章第九章 潤滑系統(tǒng)潤滑系統(tǒng)/冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)/起動裝置起動裝置第一章第一章 內(nèi)燃機概述內(nèi)燃機概述 內(nèi)燃機的內(nèi)燃機的定義定義: :是熱機的一種，是將燃料的化學是熱機的一種，是將燃料的化學能經(jīng)過燃燒釋放的熱能

3、轉變?yōu)闄C械功的機器能經(jīng)過燃燒釋放的熱能轉變?yōu)闄C械功的機器 能量轉化能量轉化: :化學能化學能熱能熱能機械能機械能 根據(jù)燃料的根據(jù)燃料的燃燒部位燃燒部位可分為外燃機（如蒸汽機、可分為外燃機（如蒸汽機、斯特林發(fā)動機等）和內(nèi)燃機兩種類型斯特林發(fā)動機等）和內(nèi)燃機兩種類型 內(nèi)燃機按內(nèi)燃機按活塞的運動規(guī)律活塞的運動規(guī)律分往復運動式和旋轉活分往復運動式和旋轉活塞式兩類。其中，往復運動式內(nèi)燃機，如汽油機、塞式兩類。其中，往復運動式內(nèi)燃機，如汽油機、柴油機和氣體燃料發(fā)動機，其性能更為完善，使柴油機和氣體燃料發(fā)動機，其性能更為完善，使用得最廣泛，是本課程學習的內(nèi)容用得最廣泛，是本課程學習的內(nèi)容補充知識補充知識：斯

4、特林發(fā)動機斯特林發(fā)動機斯特林循環(huán)斯特林循環(huán)由兩個等溫過程和兩由兩個等溫過程和兩個等容回熱過程組成，也被稱為個等容回熱過程組成，也被稱為定容回熱循環(huán)定容回熱循環(huán)優(yōu)點：任何熱源均可（熱腔需達優(yōu)點：任何熱源均可（熱腔需達到到700）；無震爆做功問題，）；無震爆做功問題，低噪音低噪音缺點：發(fā)動機在提供有效動力之缺點：發(fā)動機在提供有效動力之前需要時間暖機；發(fā)動機不能快前需要時間暖機；發(fā)動機不能快速改變其動力輸出速改變其動力輸出應用：潛艇、太陽能發(fā)電系統(tǒng)等應用：潛艇、太陽能發(fā)電系統(tǒng)等往復運動式往復運動式：燃料在氣：燃料在氣缸中燃燒，將化學能轉缸中燃燒，將化學能轉變?yōu)闊崮?，燃燒產(chǎn)生的變?yōu)闊崮?，燃燒產(chǎn)生的高溫

5、高壓燃氣作為工質(zhì)高溫高壓燃氣作為工質(zhì)在氣缸內(nèi)膨脹，推動活在氣缸內(nèi)膨脹，推動活塞運動，將熱能轉變?yōu)槿\動，將熱能轉變?yōu)闄C械功?；钊耐鶑瓦\機械功?；钊耐鶑瓦\動通過曲柄連桿機構轉動通過曲柄連桿機構轉變?yōu)榍S的回轉運動，變?yōu)榍S的回轉運動，驅動運動機械驅動運動機械第一章第一章 內(nèi)燃機概述內(nèi)燃機概述旋轉活塞式旋轉活塞式：（實物組成視頻）：（實物組成視頻）活塞每轉一圈，做功三次，單位活塞每轉一圈，做功三次，單位質(zhì)量功率大；震動輕微，運轉穩(wěn)質(zhì)量功率大；震動輕微，運轉穩(wěn)定；熱負荷較大；經(jīng)濟性有待改定；熱負荷較大；經(jīng)濟性有待改善；低速動力性較差等善；低速動力性較差等第一章第一章 內(nèi)燃機概述內(nèi)燃機概述馬自達馬

6、自達RX-8（已停產(chǎn)），采用馬自達獨有的（已停產(chǎn)），采用馬自達獨有的Renesis雙轉子發(fā)動機，雙轉子發(fā)動機，1.3L排量，最大功率排量，最大功率231馬力，最大扭矩馬力，最大扭矩211N*m，百公里加速僅需，百公里加速僅需6.4秒秒第一章第一章 內(nèi)燃機概述內(nèi)燃機概述一、優(yōu)缺點分析一、優(yōu)缺點分析 內(nèi)燃機的主要內(nèi)燃機的主要優(yōu)點優(yōu)點：1. 經(jīng)濟性好，熱效率在熱機中最高，一般為經(jīng)濟性好，熱效率在熱機中最高，一般為3055（車用汽油機（車用汽油機30%以上，高性能車用柴油機以上，高性能車用柴油機40%以上，以上，船用二沖程柴油機船用二沖程柴油機50%以上）；以上）； 2. 尺寸小、重量輕、結構緊湊，便

7、于安裝布置；尺寸小、重量輕、結構緊湊，便于安裝布置； 3. 功率范圍廣。單機功率在功率范圍廣。單機功率在0.6KW68000KW，適用范，適用范圍廣；圍廣； 4. 機動性好。起動方便、迅速，加速性能好，正常起動只機動性好。起動方便、迅速，加速性能好，正常起動只需要幾秒鐘，并能很快地達到全負荷工況。需要幾秒鐘，并能很快地達到全負荷工況。 內(nèi)燃機的主要內(nèi)燃機的主要缺點缺點：難以消除往復運動，運轉時難以消除往復運動，運轉時噪音大；低速時轉矩小，需配備變速裝置；廢氣中有害噪音大；低速時轉矩小，需配備變速裝置；廢氣中有害成份對大氣污染較嚴重（成份對大氣污染較嚴重（城市大氣環(huán)境的主要污染源城市大氣環(huán)境的主

8、要污染源）。）。 二、基本術語二、基本術語 第一章第一章 內(nèi)燃機概述內(nèi)燃機概述 基本結構基本結構包括排氣門、進氣門、氣缸蓋、氣缸、活塞、活塞包括排氣門、進氣門、氣缸蓋、氣缸、活塞、活塞銷、連桿、曲軸等。銷、連桿、曲軸等。 氣缸內(nèi)裝有活塞，活塞通過活塞氣缸內(nèi)裝有活塞，活塞通過活塞銷、連桿與曲軸相連接?；钊阡N、連桿與曲軸相連接?；钊跉飧變?nèi)上下往復運動，通過連桿氣缸內(nèi)上下往復運動，通過連桿推動曲軸轉動。為了吸入新鮮空推動曲軸轉動。為了吸入新鮮空氣和排出廢氣，在汽缸蓋上設有氣和排出廢氣，在汽缸蓋上設有進氣門和排氣門。進氣門和排氣門。二、基本術語二、基本術語 第一章第一章 內(nèi)燃機概述內(nèi)燃機概述 基本

9、術語基本術語上止點上止點：活塞頂端離曲軸旋轉中心最遠處；：活塞頂端離曲軸旋轉中心最遠處；下止點下止點：活塞頂端離曲軸中心：活塞頂端離曲軸中心最近處；最近處；活塞行程活塞行程：上、下止點間的距離：上、下止點間的距離S（mm）；）；曲柄半徑曲柄半徑：連桿軸：連桿軸頸中心到曲軸軸頸中心的距離頸中心到曲軸軸頸中心的距離R（mm），），S=2R。氣缸工作容積氣缸工作容積：上、下止點所包容的氣缸容積（：上、下止點所包容的氣缸容積（L），），排量排量：內(nèi)燃機所有氣缸工作容積的總和，：內(nèi)燃機所有氣缸工作容積的總和， ，內(nèi)燃機排量表示內(nèi)燃機，內(nèi)燃機排量表示內(nèi)燃機的做功能力，在內(nèi)燃機其他參數(shù)相同的情況下，內(nèi)燃機排

10、量越大，內(nèi)燃機的做功能力，在內(nèi)燃機其他參數(shù)相同的情況下，內(nèi)燃機排量越大，內(nèi)燃機所發(fā)出的功率就越大。所發(fā)出的功率就越大。SDVs62104 SiDVL62104 二、基本術語二、基本術語 第一章第一章 內(nèi)燃機概述內(nèi)燃機概述 基本術語基本術語燃燒室容積燃燒室容積：活塞位于上止點時的氣缸容積，也稱壓縮容積，用：活塞位于上止點時的氣缸容積，也稱壓縮容積，用Vc表示表示氣缸總容積氣缸總容積：氣缸工作容積與燃燒室容積之和，用：氣缸工作容積與燃燒室容積之和，用Va表示表示壓縮比壓縮比：氣缸總容積與燃燒室容積之比，用：氣缸總容積與燃燒室容積之比，用表示表示工況工況：內(nèi)燃機在某一時刻的運行狀況簡稱為工況。以該時

11、刻內(nèi)燃機輸出的：內(nèi)燃機在某一時刻的運行狀況簡稱為工況。以該時刻內(nèi)燃機輸出的有效功率或轉矩及其相應的曲軸轉速表示。有效功率或轉矩及其相應的曲軸轉速表示。cscaVVVV 1 l內(nèi)燃機的運轉過程，是氣缸內(nèi)連續(xù)不斷地完成一個個工作循環(huán)的過程。內(nèi)燃機的運轉過程，是氣缸內(nèi)連續(xù)不斷地完成一個個工作循環(huán)的過程。l 一個一個工作循環(huán)工作循環(huán)是指內(nèi)燃機的氣缸內(nèi)依次通過進氣、壓縮、燃燒、膨脹和排是指內(nèi)燃機的氣缸內(nèi)依次通過進氣、壓縮、燃燒、膨脹和排氣五個過程（或進氣、壓縮、做功、排氣四個過程）作一次功的全過程。氣五個過程（或進氣、壓縮、做功、排氣四個過程）作一次功的全過程。 l四沖程內(nèi)燃機四沖程內(nèi)燃機是指活塞經(jīng)過四

12、個沖程（曲軸轉兩轉）完成一個工作循環(huán)的是指活塞經(jīng)過四個沖程（曲軸轉兩轉）完成一個工作循環(huán)的內(nèi)燃機。內(nèi)燃機。 l二沖程內(nèi)燃機是指活塞經(jīng)過兩個沖程（曲軸轉一轉）完成一個工作循環(huán)的二沖程內(nèi)燃機是指活塞經(jīng)過兩個沖程（曲軸轉一轉）完成一個工作循環(huán)的內(nèi)燃機。內(nèi)燃機。 第二章第二章 內(nèi)燃機的工作原理內(nèi)燃機的工作原理1、四沖程汽油機工作原理、四沖程汽油機工作原理進氣沖程進氣沖程：作用是吸入新鮮混和氣體；活塞由上止點向下：作用是吸入新鮮混和氣體；活塞由上止點向下止點運動；進氣門開啟，排氣門關閉；進氣終了時氣缸內(nèi)止點運動；進氣門開啟，排氣門關閉；進氣終了時氣缸內(nèi)的氣體壓力低于大氣壓力，約的氣體壓力低于大氣壓力，約

13、75-90kPa；溫度高于大氣；溫度高于大氣溫度，約溫度，約370-440K。壓縮沖程壓縮沖程：作用是為燃燒準備條件；活塞從下止點向上止：作用是為燃燒準備條件；活塞從下止點向上止點運動；進氣門關閉，排氣門關閉；氣體被壓縮，壓力與點運動；進氣門關閉，排氣門關閉；氣體被壓縮，壓力與溫度同時升高。壓縮終了時，壓力約溫度同時升高。壓縮終了時，壓力約0.85-2MPa，溫度約，溫度約600-800K。壓縮沖程有利于混和氣的迅速燃燒，并可提。壓縮沖程有利于混和氣的迅速燃燒，并可提高內(nèi)燃機的有效熱效率，壓縮行程的壓縮比約高內(nèi)燃機的有效熱效率，壓縮行程的壓縮比約710。（絕熱壓縮過程）（絕熱壓縮過程）做功沖程

14、做功沖程：包含燃燒和膨脹過程，內(nèi)燃機化學能轉換為機：包含燃燒和膨脹過程，內(nèi)燃機化學能轉換為機械能；燃燒過程發(fā)生在在壓縮沖程末期，活塞接近上止點械能；燃燒過程發(fā)生在在壓縮沖程末期，活塞接近上止點時，火花塞點燃可燃混和氣體，進、排氣門均關閉，壓力時，火花塞點燃可燃混和氣體，進、排氣門均關閉，壓力急劇增大，約急劇增大，約3-5MPa，溫度急劇上升，約，溫度急劇上升，約2200-2800K；隨后工質(zhì)膨脹，推動活塞由上止點下行，進、排氣門均關隨后工質(zhì)膨脹，推動活塞由上止點下行，進、排氣門均關閉，壓力與溫度降低，膨脹末期，壓力約閉，壓力與溫度降低，膨脹末期，壓力約0.3-0.5MPa， 溫度約溫度約150

15、0-1700K。（絕熱膨脹過程）。（絕熱膨脹過程）排氣沖程排氣沖程：排除缸內(nèi)殘余廢氣；活塞由下止點上行；進氣：排除缸內(nèi)殘余廢氣；活塞由下止點上行；進氣門關閉，排氣門開啟；壓力門關閉，排氣門開啟；壓力105-125KPa，溫度，溫度900-1200K。第二章第二章 內(nèi)燃機的工作原理內(nèi)燃機的工作原理2、四沖程柴油機工作原理、四沖程柴油機工作原理四沖程柴油機工作過程與四沖程汽油機基本相同，每個工作循環(huán)也都是通過四個沖程完成。不四沖程柴油機工作過程與四沖程汽油機基本相同，每個工作循環(huán)也都是通過四個沖程完成。不同在于由于柴油與汽油的性質(zhì)不同，使同在于由于柴油與汽油的性質(zhì)不同，使混合氣的形成混合氣的形成和

16、和著火方式著火方式有很大差異。有很大差異?；旌蠚獾男纬苫旌蠚獾男纬桑浩蜋C采用汽油機采用外部混合外部混合方式，即汽油和空氣在方式，即汽油和空氣在化油器化油器或或進氣管進氣管內(nèi)混合（內(nèi)混合（我國我國2002年年9月月1日起停日起停止化油器車生產(chǎn)，采用電控噴射技術止化油器車生產(chǎn)，采用電控噴射技術），形成可燃混合氣（），形成可燃混合氣（“量調(diào)節(jié)量調(diào)節(jié)”，通過控制進入氣缸內(nèi)，通過控制進入氣缸內(nèi)混合氣的多少來調(diào)節(jié)混合氣的多少來調(diào)節(jié)）；而柴油機采用）；而柴油機采用內(nèi)部混合內(nèi)部混合方式，即燃油在壓縮沖程終點前直接噴入缸內(nèi)方式，即燃油在壓縮沖程終點前直接噴入缸內(nèi)的空氣中，形成可燃混合氣（的空氣中，形成可燃混合

17、氣（“質(zhì)調(diào)節(jié)質(zhì)調(diào)節(jié)”，通過噴油量來調(diào)節(jié)，通過噴油量來調(diào)節(jié)）。）。著火方式著火方式：汽油機利用電火：汽油機利用電火花在壓縮沖程終點前點燃可燃混合氣，屬于花在壓縮沖程終點前點燃可燃混合氣，屬于點燃式點燃式；柴油機是通過將燃油在壓縮沖程終點前高；柴油機是通過將燃油在壓縮沖程終點前高壓噴入缸內(nèi)空氣中，使之自行著火燃燒，屬于壓噴入缸內(nèi)空氣中，使之自行著火燃燒，屬于壓燃式壓燃式。 由于柴油機的壓縮比高，熱效率比汽油機要高得多，一般柴油機燃油消耗率比汽油機約低由于柴油機的壓縮比高，熱效率比汽油機要高得多，一般柴油機燃油消耗率比汽油機約低，所以在工程機械和載重貨車上多以，所以在工程機械和載重貨車上多以柴油機柴

18、油機作為發(fā)動機。作為發(fā)動機。第二章第二章 內(nèi)燃機的工作原理內(nèi)燃機的工作原理2、四沖程柴油機工作原理、四沖程柴油機工作原理為什么柴油機不用點燃式，柴油機壓縮比為什么高？為什么柴油機不用點燃式，柴油機壓縮比為什么高？第二章第二章 內(nèi)燃機的工作原理內(nèi)燃機的工作原理柴油燃點高，不容易點燃柴油燃點高，不容易點燃需增加柴油混合空氣的溫度，采用的方法就是提高壓縮比需增加柴油混合空氣的溫度，采用的方法就是提高壓縮比柴油機壓縮比大，氣缸需承受較大的壓力而需較為牢固可靠，一般采用鋼板柴油機壓縮比大，氣缸需承受較大的壓力而需較為牢固可靠，一般采用鋼板等材料制成，輸出功率大，但噪音大（等材料制成，輸出功率大，但噪音大

19、（爆燃爆燃）；汽油機一般采用鋁合金、塑）；汽油機一般采用鋁合金、塑料等材料制成，體積小，重量輕，運轉平順（料等材料制成，體積小，重量輕，運轉平順（點燃點燃）柴油機為何不采用點燃方式？汽油機為何采用點燃方式？柴油機為何不采用點燃方式？汽油機為何采用點燃方式？汽油機一般使用于汽車（汽油機一般使用于汽車（體積小、速度快體積小、速度快），汽車的平順性和振動性要求高，），汽車的平順性和振動性要求高，采用點燃方式可保證運轉平順且高速轉動，避免壓燃（即采用點燃方式可保證運轉平順且高速轉動，避免壓燃（即爆燃爆燃）柴油機壓燃（即柴油機壓燃（即爆燃爆燃）可增大輸出扭矩，但壓縮比大，活塞行程大，轉速不）可增大輸出扭

20、矩，但壓縮比大，活塞行程大，轉速不會太高，另外壓燃直接影響平順性，會太高，另外壓燃直接影響平順性，大多用于工程機械，但歐洲汽車多半為大多用于工程機械，但歐洲汽車多半為柴油機柴油機2、四沖程柴油機工作原理、四沖程柴油機工作原理柴油機的優(yōu)點及存在的主要問題柴油機的優(yōu)點及存在的主要問題第二章第二章 內(nèi)燃機的工作原理內(nèi)燃機的工作原理由于柴油由于柴油能含量高能含量高、柴油機、柴油機高壓縮比高壓縮比（汽油機一般為汽油機一般為10，柴油機一一般為，柴油機一一般為20左右左右）、）、壓燃壓燃等，并且柴油機轉矩曲線在很寬的轉速范圍內(nèi)較平坦，即等，并且柴油機轉矩曲線在很寬的轉速范圍內(nèi)較平坦，即較大的負荷和轉速變化

21、范圍內(nèi)經(jīng)濟性好，柴油機具有較高的燃油經(jīng)濟性較大的負荷和轉速變化范圍內(nèi)經(jīng)濟性好，柴油機具有較高的燃油經(jīng)濟性（比同類汽油機節(jié)油達（比同類汽油機節(jié)油達1/3以上）以上）排放物與汽油機不同，排放物與汽油機不同，CO、HC和和CO2排放量低，但排放量低，但PM和和NOx的排放量大。的排放量大。PM產(chǎn)生機理并不明確，一般認為是由于燃料燃燒不均勻，部分燃料在高溫產(chǎn)生機理并不明確，一般認為是由于燃料燃燒不均勻，部分燃料在高溫缺氧條件下氧化、裂解而成。缺氧條件下氧化、裂解而成。NOX產(chǎn)生機理尚未達成共識，一般認為與燃產(chǎn)生機理尚未達成共識，一般認為與燃油燃燒無關，而是由于高溫狀態(tài)下氮氣與氧氣的反應，該過程理論上講

22、無油燃燒無關，而是由于高溫狀態(tài)下氮氣與氧氣的反應，該過程理論上講無法避免。需要從法避免。需要從燃油品質(zhì)燃油品質(zhì)的改善、供給、噴射、燃燒室設計和渦輪增壓及的改善、供給、噴射、燃燒室設計和渦輪增壓及后處理技術的應用入手，降低后處理技術的應用入手，降低PM和和NOX排放量排放量爆燃方式使爆燃方式使噪聲噪聲和和震動震動難以消除難以消除柴油機質(zhì)量功率比與同類汽油機相比要大一些，成本和價格也要高一些柴油機質(zhì)量功率比與同類汽油機相比要大一些，成本和價格也要高一些柴油機低溫啟動相對汽油機要困難一些（柴油機低溫啟動相對汽油機要困難一些（機油黏度增加機油黏度增加，摩擦阻力加大；，摩擦阻力加大；柴油黏度和密度增大，

23、流動性變差，霧化不良，柴油黏度和密度增大，流動性變差，霧化不良，應選用凝點低的柴油應選用凝點低的柴油；蓄；蓄電池輸出功率減?。╇姵剌敵龉β蕼p?。?、四沖程柴油機工作原理、四沖程柴油機工作原理工程機械用內(nèi)燃機與汽車用內(nèi)燃機有何不同？工程機械用內(nèi)燃機與汽車用內(nèi)燃機有何不同？第二章第二章 內(nèi)燃機的工作原理內(nèi)燃機的工作原理施工場地路面差，內(nèi)燃機與底盤間連接需可靠，且考慮減振施工場地路面差，內(nèi)燃機與底盤間連接需可靠，且考慮減振需考慮工程機械經(jīng)常傾斜作業(yè)情況，對潤滑、冷卻和燃油供給提出要求需考慮工程機械經(jīng)常傾斜作業(yè)情況，對潤滑、冷卻和燃油供給提出要求施工場地空氣含塵量大，對空氣、燃油和機油濾清器提出要求施

24、工場地空氣含塵量大，對空氣、燃油和機油濾清器提出要求使用地區(qū)廣，環(huán)境溫度的變化幅度大，對燃油、機油、冷卻系統(tǒng)和起動使用地區(qū)廣，環(huán)境溫度的變化幅度大，對燃油、機油、冷卻系統(tǒng)和起動方法提出要求方法提出要求隧道及礦井的工程機械，需有嚴格的廢氣凈化和降低噪音的措施隧道及礦井的工程機械，需有嚴格的廢氣凈化和降低噪音的措施負荷變化率很大，為使工程機械在任何轉速下均能穩(wěn)定運轉，內(nèi)燃機需負荷變化率很大，為使工程機械在任何轉速下均能穩(wěn)定運轉，內(nèi)燃機需要使用性能良好的全程式調(diào)速器要使用性能良好的全程式調(diào)速器全負荷作業(yè)時間長，并經(jīng)常承受突加負荷，扭矩儲備大，工作轉速范圍全負荷作業(yè)時間長，并經(jīng)常承受突加負荷，扭矩儲備

25、大，工作轉速范圍寬寬推土機及裝載機需要內(nèi)燃機飛輪前輸出動力，用于提升及轉向；液壓傳推土機及裝載機需要內(nèi)燃機飛輪前輸出動力，用于提升及轉向；液壓傳動工程機械需要內(nèi)燃機前端（自由端）輸出部分功率以帶動液壓泵；液動工程機械需要內(nèi)燃機前端（自由端）輸出部分功率以帶動液壓泵；液力傳動工程機械中，液力變矩器用油的冷卻要由內(nèi)燃機冷卻系統(tǒng)完成力傳動工程機械中，液力變矩器用油的冷卻要由內(nèi)燃機冷卻系統(tǒng)完成3、二沖程內(nèi)燃機工作原理、二沖程內(nèi)燃機工作原理二沖程內(nèi)燃機與四沖程內(nèi)燃機的主要區(qū)別是二沖程內(nèi)燃機與四沖程內(nèi)燃機的主要區(qū)別是換氣方式不同換氣方式不同。二沖程內(nèi)燃機。二沖程內(nèi)燃機沒有專門的排氣過程和進氣過程，它利用活

26、塞的運動來控制開設在氣缸下沒有專門的排氣過程和進氣過程，它利用活塞的運動來控制開設在氣缸下部的進、排氣口的開啟或關閉，使具有一定壓力的新鮮氣體充入氣缸，同部的進、排氣口的開啟或關閉，使具有一定壓力的新鮮氣體充入氣缸，同時將廢氣驅趕出去，從而實現(xiàn)換氣過程。時將廢氣驅趕出去，從而實現(xiàn)換氣過程。 二沖程二沖程汽油機汽油機工作原理：第一沖程活塞上方壓縮，下方進氣；第二沖程活工作原理：第一沖程活塞上方壓縮，下方進氣；第二沖程活塞上方做功、換氣，下方預壓縮。塞上方做功、換氣，下方預壓縮。二沖程二沖程柴油機柴油機工作原理：第一沖程掃氣和壓縮；第二沖程做功和掃氣。工作原理：第一沖程掃氣和壓縮；第二沖程做功和掃

27、氣。第二章第二章 內(nèi)燃機的工作原理內(nèi)燃機的工作原理優(yōu)點優(yōu)點：理論上功率是四沖：理論上功率是四沖程內(nèi)燃機的兩倍（實際上程內(nèi)燃機的兩倍（實際上達到達到1.51.6倍）；運轉倍）；運轉平穩(wěn)；結構簡單，維護、平穩(wěn)；結構簡單，維護、保養(yǎng)方便。保養(yǎng)方便。缺點缺點：換氣質(zhì)量差，熱效：換氣質(zhì)量差，熱效率低，率低，且轉速越高越明顯，且轉速越高越明顯，經(jīng)濟性較差；熱負荷較高。經(jīng)濟性較差；熱負荷較高。應用不廣泛應用不廣泛。摩托、少量摩托、少量微型汽車、船用內(nèi)燃機微型汽車、船用內(nèi)燃機菲亞特菲亞特126P，我國，我國從八十年代開始，從八十年代開始，以易貨貿(mào)易方式從以易貨貿(mào)易方式從波蘭進口，售價萬波蘭進口，售價萬元左右，

28、中國社會元左右，中國社會第一款平民化轎車，第一款平民化轎車，當今中國私家車的當今中國私家車的雛形雛形1、內(nèi)燃機的理論循環(huán)、內(nèi)燃機的理論循環(huán)定義：內(nèi)燃機的實際熱力循環(huán)是燃料的熱能轉變?yōu)闄C械能的過程，它由定義：內(nèi)燃機的實際熱力循環(huán)是燃料的熱能轉變?yōu)闄C械能的過程，它由進進氣氣、壓縮壓縮、燃燒燃燒、膨脹膨脹和和排氣排氣等多個過程所組成。在這些過程中，由燃料等多個過程所組成。在這些過程中，由燃料與空氣組成的工質(zhì)，無論在質(zhì)或量上都時刻發(fā)生著變化，伴隨著各種復雜與空氣組成的工質(zhì)，無論在質(zhì)或量上都時刻發(fā)生著變化，伴隨著各種復雜的物理、化學過程，同時，的物理、化學過程，同時，機械摩擦、散熱、燃燒、節(jié)流等引起的一

29、系列機械摩擦、散熱、燃燒、節(jié)流等引起的一系列不可逆損失也大量存在不可逆損失也大量存在，要準確地從理論上描述內(nèi)燃機的實際過程，在目要準確地從理論上描述內(nèi)燃機的實際過程，在目前條件下還是十分困難的前條件下還是十分困難的。為了分析內(nèi)燃機中燃料熱能利用的完善程度及。為了分析內(nèi)燃機中燃料熱能利用的完善程度及其主要影響因素，進而為提高能量利用率指明方向，通常將實際循環(huán)進行其主要影響因素，進而為提高能量利用率指明方向，通常將實際循環(huán)進行若干簡化，從而得到便于進行定量分析的假想循環(huán)或簡化循環(huán)，稱之為若干簡化，從而得到便于進行定量分析的假想循環(huán)或簡化循環(huán)，稱之為內(nèi)內(nèi)燃機的理論循環(huán)燃機的理論循環(huán)。第三章第三章 內(nèi)

30、燃機的熱力循環(huán)內(nèi)燃機的熱力循環(huán)pV示功圖：利用不同示功圖：利用不同型式的示功器或內(nèi)燃機數(shù)型式的示功器或內(nèi)燃機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)來觀察或記錄據(jù)采集系統(tǒng)來觀察或記錄相對于不同活塞位置或曲相對于不同活塞位置或曲軸轉角時氣缸內(nèi)工質(zhì)壓力軸轉角時氣缸內(nèi)工質(zhì)壓力的變化，所得的結果即為的變化，所得的結果即為pV示功圖。示功圖是示功圖。示功圖是研究內(nèi)燃機工作過程的重研究內(nèi)燃機工作過程的重要試驗數(shù)據(jù)。要試驗數(shù)據(jù)。1、內(nèi)燃機的理論循環(huán)、內(nèi)燃機的理論循環(huán)目的目的：用簡單公式闡明熱力學參數(shù)間關系，明確提高循環(huán)效率（：用簡單公式闡明熱力學參數(shù)間關系，明確提高循環(huán)效率（經(jīng)濟性經(jīng)濟性）和平均壓力（和平均壓力（動力性動力性）的途徑；

31、確定循環(huán)效率的極限，判斷實際內(nèi)燃機經(jīng)）的途徑；確定循環(huán)效率的極限，判斷實際內(nèi)燃機經(jīng)濟性和動力性的完善程度及改進潛力；利于比較各種熱力循環(huán)的經(jīng)濟性濟性和動力性的完善程度及改進潛力；利于比較各種熱力循環(huán)的經(jīng)濟性理論循環(huán)假設理論循環(huán)假設：理想氣體，其物理常數(shù)與標準狀態(tài)下的物理常數(shù)相同；理：理想氣體，其物理常數(shù)與標準狀態(tài)下的物理常數(shù)相同；理想氣體在閉口系統(tǒng)中作封閉循環(huán)，氣體質(zhì)量和成分保持不變；理想氣體的想氣體在閉口系統(tǒng)中作封閉循環(huán)，氣體質(zhì)量和成分保持不變；理想氣體的壓縮及膨脹是絕熱等熵過程；燃燒是外界無數(shù)個高溫熱源定容或定壓向氣壓縮及膨脹是絕熱等熵過程；燃燒是外界無數(shù)個高溫熱源定容或定壓向氣體加熱，氣

32、體放熱為定容放熱。體加熱，氣體放熱為定容放熱。第三章第三章 內(nèi)燃機的熱力循環(huán)內(nèi)燃機的熱力循環(huán)1、內(nèi)燃機的理論循環(huán)、內(nèi)燃機的理論循環(huán)熱力循環(huán)中，熱力循環(huán)中，進氣過程進氣過程不作熱力分析，不作熱力分析，壓縮和膨脹過程壓縮和膨脹過程均為絕熱等熵過程，均為絕熱等熵過程，排氣過程排氣過程為定容過程，只有內(nèi)燃機實為定容過程，只有內(nèi)燃機實際循環(huán)中的際循環(huán)中的燃燒過程燃燒過程特點較復雜，可特點較復雜，可根據(jù)燃燒過程的不同，將內(nèi)燃機分為根據(jù)燃燒過程的不同，將內(nèi)燃機分為汽油機汽油機、高速柴油機高速柴油機和和低速柴油機低速柴油機三三類。類?；旌霞訜嵫h(huán)混合加熱循環(huán)：對應一般壓燃式內(nèi)燃：對應一般壓燃式內(nèi)燃機，如機，如

33、高速柴油機高速柴油機高速柴油機，在燃燒初期，由于部分高速柴油機，在燃燒初期，由于部分燃料已與空氣混合，而后則由于邊噴燃料已與空氣混合，而后則由于邊噴油、邊混合、邊燃燒、燃燒速度受到油、邊混合、邊燃燒、燃燒速度受到制約，因此燃燒過程兼有逐漸爆炸燃制約，因此燃燒過程兼有逐漸爆炸燃燒和擴散燃燒的特征，對應于氣缸的燒和擴散燃燒的特征，對應于氣缸的容積變化情況，可以將燃燒過程簡化容積變化情況，可以將燃燒過程簡化為為定容定容和和定壓定壓加熱兩個過程。加熱兩個過程。12：絕熱壓縮過程：絕熱壓縮過程23：定容加熱過程：定容加熱過程34：定壓加熱過程：定壓加熱過程45：絕熱膨脹過程：絕熱膨脹過程51：定容放熱過

34、程：定容放熱過程第三章第三章 內(nèi)燃機的熱力循環(huán)內(nèi)燃機的熱力循環(huán)1、內(nèi)燃機的理論循環(huán)、內(nèi)燃機的理論循環(huán)混合加熱循環(huán)混合加熱循環(huán) 循環(huán)熱效率：衡量循環(huán)經(jīng)濟性的指標循環(huán)熱效率：衡量循環(huán)經(jīng)濟性的指標12：絕熱壓縮過程：絕熱壓縮過程23：定容加熱過程：定容加熱過程34：定壓加熱過程：定壓加熱過程45：絕熱膨脹過程：絕熱膨脹過程51：定容放熱過程：定容放熱過程121211QQQQQQWt 111QQQ )(231TTCmQv )(341TTCmQp )(152TTCmQv 式中：式中： 為工質(zhì)的比定容熱容為工質(zhì)的比定容熱容 為工質(zhì)的比定壓熱容為工質(zhì)的比定壓熱容 為工質(zhì)質(zhì)量為工質(zhì)質(zhì)量vCpCm第三章第三章

35、內(nèi)燃機的熱力循環(huán)內(nèi)燃機的熱力循環(huán)1、內(nèi)燃機的理論循環(huán)、內(nèi)燃機的理論循環(huán)混合加熱循環(huán)混合加熱循環(huán) 循環(huán)熱效率：衡量循環(huán)經(jīng)濟性的指標循環(huán)熱效率：衡量循環(huán)經(jīng)濟性的指標12：絕熱壓縮過程：絕熱壓縮過程23：定容加熱過程：定容加熱過程34：定壓加熱過程：定壓加熱過程45：絕熱膨脹過程：絕熱膨脹過程51：定容放熱過程：定容放熱過程21VV 23ppp 34VV vpCCK 令令壓縮比壓縮比壓力升高比壓力升高比初期膨脹比初期膨脹比絕熱指數(shù)絕熱指數(shù)利用絕熱過程關系式利用絕熱過程關系式1112211 kkVVTT )1()1(1111 ppkpktk得得上式說明，上式說明，混合加熱循環(huán)的熱效率隨壓縮比和混合加熱

36、循環(huán)的熱效率隨壓縮比和壓力升高比的增大而增大，隨初期膨脹比的增壓力升高比的增大而增大，隨初期膨脹比的增大而減小大而減小。第三章第三章 內(nèi)燃機的熱力循環(huán)內(nèi)燃機的熱力循環(huán)1、內(nèi)燃機的理論循環(huán)、內(nèi)燃機的理論循環(huán)混合加熱循環(huán)混合加熱循環(huán) 循環(huán)熱效率：衡量循環(huán)經(jīng)濟性的指標循環(huán)熱效率：衡量循環(huán)經(jīng)濟性的指標12：絕熱壓縮過程：絕熱壓縮過程23：定容加熱過程：定容加熱過程34：定壓加熱過程：定壓加熱過程45：絕熱膨脹過程：絕熱膨脹過程51：定容放熱過程：定容放熱過程令初期膨脹比令初期膨脹比 ，即沒有，即沒有34過程，過程，此時混合加熱循環(huán)轉換為定容加熱循環(huán)此時混合加熱循環(huán)轉換為定容加熱循環(huán) 1 定容加熱循環(huán)定

37、容加熱循環(huán)：加熱過程在容積不變的條件：加熱過程在容積不變的條件下進行。在汽油機中，當活塞即將達到上止下進行。在汽油機中，當活塞即將達到上止點時電火花開始點火，混合氣著火燃燒過程點時電火花開始點火，混合氣著火燃燒過程迅速，氣缸內(nèi)溫度和壓力急劇增高，而氣缸迅速，氣缸內(nèi)溫度和壓力急劇增高，而氣缸容積相對變化不大，故可近似認為是定容加容積相對變化不大，故可近似認為是定容加熱過程。（熱過程。（奧拓循環(huán)奧拓循環(huán)動畫動畫）111 kt 上式說明，上式說明，定容加熱循環(huán)的熱效率隨壓縮比和定容加熱循環(huán)的熱效率隨壓縮比和絕熱指數(shù)的增大而增加絕熱指數(shù)的增大而增加第三章第三章 內(nèi)燃機的熱力循環(huán)內(nèi)燃機的熱力循環(huán)1、內(nèi)燃

38、機的理論循環(huán)、內(nèi)燃機的理論循環(huán)混合加熱循環(huán)混合加熱循環(huán) 循環(huán)熱效率：衡量循環(huán)經(jīng)濟性的指標循環(huán)熱效率：衡量循環(huán)經(jīng)濟性的指標12：絕熱壓縮過程：絕熱壓縮過程23：定容加熱過程：定容加熱過程34：定壓加熱過程：定壓加熱過程45：絕熱膨脹過程：絕熱膨脹過程51：定容放熱過程：定容放熱過程令壓力升高比令壓力升高比 ，即沒有，即沒有23過程，過程，此時混合加熱循環(huán)轉換為定壓加熱循環(huán)此時混合加熱循環(huán)轉換為定壓加熱循環(huán) 1 p 定壓加熱循環(huán)定壓加熱循環(huán)：加熱過程在壓力不變的條：加熱過程在壓力不變的條件下進行。在高增壓和低速大型柴油機中，件下進行。在高增壓和低速大型柴油機中，由于受燃燒最高壓力的限制，大部分燃料

39、由于受燃燒最高壓力的限制，大部分燃料在上止點以后燃燒，燃燒時氣缸內(nèi)壓力上在上止點以后燃燒，燃燒時氣缸內(nèi)壓力上升的同時，氣缸容積已逐漸增大，這時氣升的同時，氣缸容積已逐漸增大，這時氣缸內(nèi)壓力變化不大，可近似認為是定壓加缸內(nèi)壓力變化不大，可近似認為是定壓加熱過程熱過程)1(1111 KKkt上式說明，上式說明，定壓加熱循環(huán)的熱效率隨壓縮比和定壓加熱循環(huán)的熱效率隨壓縮比和絕熱指數(shù)的增大而增加，但隨初期膨脹比的增絕熱指數(shù)的增大而增加，但隨初期膨脹比的增大而減小大而減小第三章第三章 內(nèi)燃機的熱力循環(huán)內(nèi)燃機的熱力循環(huán)1、內(nèi)燃機的理論循環(huán)、內(nèi)燃機的理論循環(huán)混合加熱循環(huán)混合加熱循環(huán) 循環(huán)平均壓力：衡量循環(huán)動力

40、性的指循環(huán)平均壓力：衡量循環(huán)動力性的指標，為單位氣缸工作容積所做的循環(huán)標，為單位氣缸工作容積所做的循環(huán)凈功，即凈功，即12：絕熱壓縮過程：絕熱壓縮過程23：定容加熱過程：定容加熱過程34：定壓加熱過程：定壓加熱過程45：絕熱膨脹過程：絕熱膨脹過程51：定容放熱過程：定容放熱過程ststVQVWp1 tPPktKKpp 11111上式說明，上式說明，混合加熱循環(huán)的平均壓力隨壓縮始混合加熱循環(huán)的平均壓力隨壓縮始點（進氣終點）壓力點（進氣終點）壓力 、壓縮比、壓縮比 、壓力升高、壓力升高比比 、初期膨脹比、初期膨脹比 和絕熱指數(shù)和絕熱指數(shù)K的增大而增的增大而增大大。1p P 第三章第三章 內(nèi)燃機的熱

41、力循環(huán)內(nèi)燃機的熱力循環(huán)1、內(nèi)燃機的理論循環(huán)、內(nèi)燃機的理論循環(huán)定容加熱循環(huán)定容加熱循環(huán)時時當當1 上式說明，上式說明，定容加熱循環(huán)的平均壓力隨壓縮始點定容加熱循環(huán)的平均壓力隨壓縮始點（進氣終點）壓力（進氣終點）壓力 、壓縮比、壓縮比 、壓力升高比、壓力升高比 和絕熱指數(shù)和絕熱指數(shù)K的增大而增大的增大而增大。1p P tPktKpp 1111定壓加熱循環(huán)定壓加熱循環(huán) tktKKpp 1111 時時當當1 P 上式說明，上式說明，定容加熱循環(huán)的平均壓力隨壓縮始點定容加熱循環(huán)的平均壓力隨壓縮始點（進氣終點）壓力（進氣終點）壓力 、壓縮比、壓縮比 、初期膨脹比、初期膨脹比 和絕熱指數(shù)和絕熱指數(shù)K的增大而

42、增大的增大而增大。1p 第三章第三章 內(nèi)燃機的熱力循環(huán)內(nèi)燃機的熱力循環(huán)1、內(nèi)燃機的理論循環(huán)、內(nèi)燃機的理論循環(huán)結論結論壓縮比壓縮比：當壓縮比提高時，三種循環(huán)的：當壓縮比提高時，三種循環(huán)的熱效率和平均壓力都將提高。但壓縮比與熱效率和平均壓力都將提高。但壓縮比與熱效率并非直線關系，在壓縮比較高時，熱效率并非直線關系，在壓縮比較高時，熱效率的提高率逐漸降低；若要增加按定熱效率的提高率逐漸降低；若要增加按定容加熱循環(huán)工作的容加熱循環(huán)工作的汽油機汽油機的熱效率和平均的熱效率和平均壓力，就應設法增大壓縮比，但由于燃料壓力，就應設法增大壓縮比，但由于燃料的性質(zhì)以及壓縮終了過高的壓力和溫度，的性質(zhì)以及壓縮終了過

43、高的壓力和溫度，將使汽油機產(chǎn)生爆燃等不正常燃燒現(xiàn)象，將使汽油機產(chǎn)生爆燃等不正常燃燒現(xiàn)象，故壓縮比的提高受到限制，故壓縮比的提高受到限制，一般為一般為611；對于定壓加熱循環(huán)和混合加熱循環(huán)工作的對于定壓加熱循環(huán)和混合加熱循環(huán)工作的柴油機柴油機，為保證汽缸中的空氣在壓縮過程，為保證汽缸中的空氣在壓縮過程終了時具有足夠高的溫度，以便噴油燃燒，終了時具有足夠高的溫度，以便噴油燃燒，同時也為了獲得較高的熱效率和平均壓力，同時也為了獲得較高的熱效率和平均壓力，柴油機的壓縮比柴油機的壓縮比比汽油機高，比汽油機高，一般為一般為1222；但在實際的高速柴油機中，壓縮；但在實際的高速柴油機中，壓縮比相對較高，再提

44、高壓縮比對熱效率影響比相對較高，再提高壓縮比對熱效率影響不顯著，而循環(huán)最高壓力卻增加不少，不顯著，而循環(huán)最高壓力卻增加不少，因因此壓縮比此壓縮比的選擇往往決定于冷起動的需的選擇往往決定于冷起動的需要。要。第三章第三章 內(nèi)燃機的熱力循環(huán)內(nèi)燃機的熱力循環(huán)1、內(nèi)燃機的理論循環(huán)、內(nèi)燃機的理論循環(huán)結論結論壓力升高比壓力升高比 和初期膨脹比和初期膨脹比 ：反映了循環(huán)的加熱方式及加熱量的分配情況，反映了循環(huán)的加熱方式及加熱量的分配情況，而加熱量對循環(huán)指標的影響，實際上相當于內(nèi)燃機負荷對性能指標的影響。而加熱量對循環(huán)指標的影響，實際上相當于內(nèi)燃機負荷對性能指標的影響。P 定容加熱循環(huán)定容加熱循環(huán)111 kt

45、tPktKpp 1111 由公式可知，當由公式可知，當保持不變，保持不變，P增大，則增大，則pt將隨之增大，而將隨之增大，而t不變。熱量都是在定不變。熱量都是在定容的條件下加入的，由于比熱容為定值，所加的每部分熱量都同樣地使工質(zhì)的溫度具有容的條件下加入的，由于比熱容為定值，所加的每部分熱量都同樣地使工質(zhì)的溫度具有相同的升高，而且工質(zhì)對加給它的每部分熱量都具有相同的相同的升高，而且工質(zhì)對加給它的每部分熱量都具有相同的后期膨脹比后期膨脹比，所以在定容加，所以在定容加熱循環(huán)中，壓力升高比的變化只影響平均壓力，而不影響熱效率。熱循環(huán)中，壓力升高比的變化只影響平均壓力，而不影響熱效率。定壓加熱循環(huán)定壓加

46、熱循環(huán))1(1111 KKkt tktKKpp 1111 由公式可知，當由公式可知，當保持不變，保持不變，增大，則增大，則pt將隨之增大，而將隨之增大，而t減小。由于在定壓循環(huán)減小。由于在定壓循環(huán)中，初期膨脹比越大，循環(huán)所作功也越多（中，初期膨脹比越大，循環(huán)所作功也越多（值隨加熱量的增加而增大值隨加熱量的增加而增大），故），故pt增大，增大，但是后期所加的部分熱量的時間是隨著但是后期所加的部分熱量的時間是隨著值增大而距上止點越遠，使該部分熱量的后期值增大而距上止點越遠，使該部分熱量的后期膨脹比也越小，因而循環(huán)熱效率減小。膨脹比也越小，因而循環(huán)熱效率減小。第三章第三章 內(nèi)燃機的熱力循環(huán)內(nèi)燃機的熱

47、力循環(huán)1、內(nèi)燃機的理論循環(huán)、內(nèi)燃機的理論循環(huán)結論結論壓力升高比壓力升高比 和初期膨脹比和初期膨脹比 ：反映了循環(huán)的加熱方式及加熱量的分配情況，反映了循環(huán)的加熱方式及加熱量的分配情況，而加熱量對循環(huán)指標的影響，實際上相當于內(nèi)燃機負荷對性能指標的影響。而加熱量對循環(huán)指標的影響，實際上相當于內(nèi)燃機負荷對性能指標的影響。P 混合加熱循環(huán)混合加熱循環(huán) 如果總加熱量如果總加熱量Q1和壓縮比和壓縮比保持不變，其定容加熱量和定壓加熱量的分配比例不同，保持不變，其定容加熱量和定壓加熱量的分配比例不同，則熱效率和平均壓力也就不同。則熱效率和平均壓力也就不同。 若壓力升高比增大，則初期膨脹比相應減小，若壓力升高比增

48、大，則初期膨脹比相應減小，即意味著定容加熱量增加而定壓加熱量減小。如右即意味著定容加熱量增加而定壓加熱量減小。如右圖所示，這時循環(huán)圖所示，這時循環(huán)123451中的定容加熱線中的定容加熱線2-3將延將延長到長到3，而定壓加熱線相應縮短為，而定壓加熱線相應縮短為3-4。由于總加。由于總加熱量熱量Q1不變，則絕熱膨脹線不變，則絕熱膨脹線4-5必然左移，使得傳必然左移，使得傳給冷源的熱量給冷源的熱量Q2減小，其減小量相當于面積減小，其減小量相當于面積5566。結果循環(huán)作功較多，其熱效率和循環(huán)壓力都得到提結果循環(huán)作功較多，其熱效率和循環(huán)壓力都得到提高。在初期膨脹比為高。在初期膨脹比為1時，壓力升高比達到

49、最大時，壓力升高比達到最大（變?yōu)槎ㄈ菁訜嵫h(huán)變?yōu)槎ㄈ菁訜嵫h(huán)），則熱效率和平均壓力都達），則熱效率和平均壓力都達到最高值。但壓力升高比和壓縮比的增大將伴隨著到最高值。但壓力升高比和壓縮比的增大將伴隨著循環(huán)最高溫度和最高壓力的急劇上升，循環(huán)最高溫度和最高壓力的急劇上升，在實際內(nèi)燃在實際內(nèi)燃機中，這將受到熱負荷和機械強度的限制機中，這將受到熱負荷和機械強度的限制。 反之，如初期膨脹比增大，則壓力升高比就相應減小，即意味著定壓加熱量增大而定容反之，如初期膨脹比增大，則壓力升高比就相應減小，即意味著定壓加熱量增大而定容加熱量減小，根據(jù)上述分析熱效率和平均壓力都將減小。當總加熱量全部在定壓條件下加入加熱

50、量減小，根據(jù)上述分析熱效率和平均壓力都將減小。當總加熱量全部在定壓條件下加入（變?yōu)槎▔杭訜嵫h(huán)變?yōu)槎▔杭訜嵫h(huán)），則熱效率和平均壓力都最低。），則熱效率和平均壓力都最低。第三章第三章 內(nèi)燃機的熱力循環(huán)內(nèi)燃機的熱力循環(huán)1、內(nèi)燃機的理論循環(huán)、內(nèi)燃機的理論循環(huán)三種理論循環(huán)熱效率的比較三種理論循環(huán)熱效率的比較在初始狀態(tài)、壓縮比以及加熱量相同時在初始狀態(tài)、壓縮比以及加熱量相同時tpttv 定容循環(huán)熱效率最高，混合加熱次之，定壓循環(huán)最低定容循環(huán)熱效率最高，混合加熱次之，定壓循環(huán)最低結論一：對于點燃式內(nèi)燃機（汽油機為主），在所用燃料已經(jīng)確定，壓縮比也基本確定的情況下，發(fā)動機結論一：對于點燃式內(nèi)燃機（汽油機為

51、主），在所用燃料已經(jīng)確定，壓縮比也基本確定的情況下，發(fā)動機按定容加熱循環(huán)工作是最有利的按定容加熱循環(huán)工作是最有利的結論二：對于壓燃式內(nèi)燃機（柴油機），在壓縮比基本確定以后，按混合加熱循環(huán)工作比按定壓加熱循環(huán)結論二：對于壓燃式內(nèi)燃機（柴油機），在壓縮比基本確定以后，按混合加熱循環(huán)工作比按定壓加熱循環(huán)工作有利，如能按照接近定容加熱循環(huán)工作，則可以達到最高的熱效率工作有利，如能按照接近定容加熱循環(huán)工作，則可以達到最高的熱效率注意注意：不能不能得出點燃式內(nèi)燃機的熱效率比壓燃式內(nèi)燃機的熱效率高的結論，因為它們的壓縮比相差懸殊得出點燃式內(nèi)燃機的熱效率比壓燃式內(nèi)燃機的熱效率高的結論，因為它們的壓縮比相差懸殊

52、在初始狀態(tài)、循環(huán)最高溫度和最高壓力相同時（圖在初始狀態(tài)、循環(huán)最高溫度和最高壓力相同時（圖2-10）tvttp 定壓循環(huán)熱效率最高，混合加熱次之，定容循環(huán)最低定壓循環(huán)熱效率最高，混合加熱次之，定容循環(huán)最低結論一：在內(nèi)燃機的熱負荷和機械負荷受到限制的情況下，為了獲得較高的熱效率，采用定壓加熱循環(huán)是結論一：在內(nèi)燃機的熱負荷和機械負荷受到限制的情況下，為了獲得較高的熱效率，采用定壓加熱循環(huán)是適宜的適宜的結論二：如果近似地認為點燃式內(nèi)燃機循環(huán)和壓燃式內(nèi)燃機循環(huán)具有相同的最高溫度和最高壓力，那么壓結論二：如果近似地認為點燃式內(nèi)燃機循環(huán)和壓燃式內(nèi)燃機循環(huán)具有相同的最高溫度和最高壓力，那么壓燃機具有最高的熱效

53、率燃機具有最高的熱效率注意注意：柴油機的最高燃燒壓力一般都大于汽油機，但柴油機的最高燃燒溫度卻低于汽油機柴油機的最高燃燒壓力一般都大于汽油機，但柴油機的最高燃燒溫度卻低于汽油機第三章第三章 內(nèi)燃機的熱力循環(huán)內(nèi)燃機的熱力循環(huán)2、內(nèi)燃機的實際循環(huán)、內(nèi)燃機的實際循環(huán)目的目的：理論循環(huán)給出了影響內(nèi)燃機經(jīng)濟性（即：理論循環(huán)給出了影響內(nèi)燃機經(jīng)濟性（即t值）和動力性（即值）和動力性（即pt值）值）的基本因素。但在實際的內(nèi)燃機循環(huán)中不可避免的有許多方面的損失，的基本因素。但在實際的內(nèi)燃機循環(huán)中不可避免的有許多方面的損失，使其不能達到理論循環(huán)的指標。為了改善內(nèi)燃機的實際循環(huán)，必須分析使其不能達到理論循環(huán)的指標。

54、為了改善內(nèi)燃機的實際循環(huán)，必須分析比較實際循環(huán)和理論循環(huán)之間的差距，以及引起各種損失的原因。比較實際循環(huán)和理論循環(huán)之間的差距，以及引起各種損失的原因。工質(zhì)變化的影響工質(zhì)變化的影響換氣損失換氣損失傳熱損失傳熱損失燃燒損失燃燒損失氣流運動及泄露損失氣流運動及泄露損失第三章第三章 內(nèi)燃機的熱力循環(huán)內(nèi)燃機的熱力循環(huán)2、內(nèi)燃機的實際循環(huán)、內(nèi)燃機的實際循環(huán)工質(zhì)變化的影響工質(zhì)變化的影響理論循環(huán)理論循環(huán)工質(zhì)是理想的雙原子氣體，并假定其物理化學性質(zhì)在整個循環(huán)工質(zhì)是理想的雙原子氣體，并假定其物理化學性質(zhì)在整個循環(huán)過程中是不變的過程中是不變的實際循環(huán)實際循環(huán)工質(zhì)是由新鮮空氣、燃料蒸氣和上一循環(huán)殘余工質(zhì)是由新鮮空氣、

55、燃料蒸氣和上一循環(huán)殘余廢氣等組成的混合氣體廢氣等組成的混合氣體工質(zhì)的成分及數(shù)量工質(zhì)的成分及數(shù)量不斷發(fā)生著變化不斷發(fā)生著變化，三原子氣體三原子氣體占多數(shù)，其比熱容比兩原子氣體大占多數(shù)，其比熱容比兩原子氣體大同樣的加熱量在實際循環(huán)中所引起的壓力和溫度的升高要比理論循環(huán)低，其結果同樣的加熱量在實際循環(huán)中所引起的壓力和溫度的升高要比理論循環(huán)低，其結果是使循環(huán)熱效率和平均壓力有所降低，反映在是使循環(huán)熱效率和平均壓力有所降低，反映在p-V圖上是其燃燒膨脹線要低于相應圖上是其燃燒膨脹線要低于相應的理論循環(huán)線的理論循環(huán)線第三章第三章 內(nèi)燃機的熱力循環(huán)內(nèi)燃機的熱力循環(huán)2、內(nèi)燃機的實際循環(huán)、內(nèi)燃機的實際循環(huán)換氣損

56、失換氣損失理論循環(huán)理論循環(huán)閉式循環(huán)，沒有工質(zhì)的更換，也沒有任何形式的流動阻力損失閉式循環(huán)，沒有工質(zhì)的更換，也沒有任何形式的流動阻力損失實際循環(huán)實際循環(huán)吸入新鮮空氣與燃料，然后在合適的時候排出燃燒廢氣，這是吸入新鮮空氣與燃料，然后在合適的時候排出燃燒廢氣，這是循環(huán)過程得以周而復始進行所必不可少的。有流動損失循環(huán)過程得以周而復始進行所必不可少的。有流動損失為盡可能降低排氣阻力，為盡可能降低排氣阻力，排氣門需要提前開排氣門需要提前開啟啟，燃氣在膨脹到下止點前從氣缸內(nèi)排出，燃氣在膨脹到下止點前從氣缸內(nèi)排出(沿沿b1d1線線)，這將使示功圖上的有用功面積減少，這將使示功圖上的有用功面積減少(圖中陰影區(qū)圖

57、中陰影區(qū))在排氣和吸氣行程中，氣體在流經(jīng)進排氣管、在排氣和吸氣行程中，氣體在流經(jīng)進排氣管、進排氣道以及進排氣門時，不可避免地存在進排氣道以及進排氣門時，不可避免地存在著著流動阻力損失流動阻力損失，也需要消耗一部分有用功，也需要消耗一部分有用功（沿（沿d1r和和ra線）線）第三章第三章 內(nèi)燃機的熱力循環(huán)內(nèi)燃機的熱力循環(huán)2、內(nèi)燃機的實際循環(huán)、內(nèi)燃機的實際循環(huán)傳熱損失傳熱損失理論循環(huán)理論循環(huán)假設與工質(zhì)相接觸的氣缸壁面是絕熱的，兩者間不存在熱量的假設與工質(zhì)相接觸的氣缸壁面是絕熱的，兩者間不存在熱量的交換，因而沒有傳熱損失交換，因而沒有傳熱損失實際循環(huán)實際循環(huán)氣缸壁（包括汽缸套、汽缸蓋、活塞、活塞環(huán)、氣

58、門、噴油器等氣缸壁（包括汽缸套、汽缸蓋、活塞、活塞環(huán)、氣門、噴油器等與與缸內(nèi)工質(zhì)直接相接觸的表面缸內(nèi)工質(zhì)直接相接觸的表面）始終與工質(zhì)發(fā)生著熱量交換）始終與工質(zhì)發(fā)生著熱量交換壓縮初期，壓縮初始壓力（進氣終點壓力）壓縮初期，壓縮初始壓力（進氣終點壓力）pa低于大氣壓力，而且由于壓縮初期氣缸壁低于大氣壓力，而且由于壓縮初期氣缸壁溫度較高而使工質(zhì)加熱，而在壓縮后期，才溫度較高而使工質(zhì)加熱，而在壓縮后期，才隨著工質(zhì)溫度超過氣缸壁溫度而發(fā)生從工質(zhì)隨著工質(zhì)溫度超過氣缸壁溫度而發(fā)生從工質(zhì)向氣缸壁相反的能量傳遞向氣缸壁相反的能量傳遞燃燒和膨脹期間，工質(zhì)始終放熱，有大量的燃燒和膨脹期間，工質(zhì)始終放熱，有大量的熱損失熱損失由于傳熱而減少的有用面積要大于理論壓縮由于傳熱而減少的有用面積要大于理論壓縮線底下所增加的有用功面積，其差值為實際線底下所增加的有用功面積，其差值為實際循環(huán)的傳熱損失循環(huán)的傳熱損失第三章第三章 內(nèi)燃機的熱力循環(huán)內(nèi)燃機的熱力循環(huán)2、內(nèi)燃機的實際循環(huán)、內(nèi)燃機的實際循環(huán)燃燒損失燃燒損失理論循環(huán)理論循環(huán)實際循環(huán)實際循環(huán)外界熱源向工質(zhì)在一定條件下的加熱過程；燃燒外界熱源向工質(zhì)在一定條件下的加熱過程；燃燒(加熱加熱