汽車發(fā)動(dòng)機(jī)原理 第2章2節(jié) 四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)

第二節(jié)

四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際循環(huán)學(xué)習(xí)目的：通過分析實(shí)際循環(huán)與理想循環(huán)之間存在的各種差異及產(chǎn)生的原因，為找到縮小這些差異的途徑打下基礎(chǔ)?！壳把芯繉?shí)際循環(huán)的手段是“示功圖”。“示功圖”有兩種表達(dá)方式：“p—v”圖或“p—φ”圖。它是通過專門的儀器——“示功機(jī)”測(cè)到的。）popr'rcbzvpapφ上止點(diǎn)一、進(jìn)氣過程（r—a）1.

r點(diǎn)高于p0→→殘余廢氣壓力pr之故；

2.活塞在廢氣壓力(pr)膨脹推動(dòng)下作正功，此時(shí)并未進(jìn)入缸內(nèi)；只有當(dāng)壓力降到小于p0時(shí)，新鮮空氣才真正被吸如缸中；3.由于有進(jìn)氣阻力，所以進(jìn)氣終了壓力pa<p0

，此時(shí)活塞克服進(jìn)氣阻力（△pa=p0-pa）作負(fù)功；4.因缸內(nèi)有熱量存在，所以空氣進(jìn)入缸內(nèi)后被加熱。popr'rcbzvpapapo△pa=p0-pa進(jìn)氣過程二、壓縮過程（a—c）1.

非絕熱過程前段為吸熱（n1'>k），后段為放熱（n1'<k），只有在某一點(diǎn)（m點(diǎn)）才是n1'=k

●它為多變指數(shù)（n1'）在隨時(shí)發(fā)生變化的多變過程。2.工質(zhì)在數(shù)量和性質(zhì)上有變化3.多變過程終態(tài)參數(shù)popr'rcbzvpam討論：①增加壓縮過程的目的：增大吸熱與放熱時(shí)的溫差，獲得最大的膨脹比，從而提高熱效率?！瘼跒槿紵齽?chuàng)造條件，特別是柴油機(jī)燃燒——壓燃式

③提高pc和Tc的重要途徑是增大壓縮比，但汽油機(jī)受到爆熱的限制，壓縮比遠(yuǎn)比柴油機(jī)小。

④n1也希望提高，它主要受到熱交換及工質(zhì)泄漏的影響：傳熱量大，Tc↓，意味n1↓；同樣，泄漏量大，pc↓，也意味n1↓。

⑤減少傳熱量，提高n1的措施有：提高發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速（傳熱和泄漏的時(shí)間減少）；負(fù)荷增加（水溫高）、采用空冷；增大氣缸直徑（相對(duì)傳熱量和泄漏量將減少）。

●⑥在進(jìn)行熱力計(jì)算時(shí)，其“多變指數(shù)”取平均多變指數(shù)進(jìn)行計(jì)算（“平均多變指數(shù)”取得是否合理，其計(jì)算結(jié)果要與熱力過程中的初、終態(tài)實(shí)際基本狀態(tài)參數(shù)一致來決定。）三、燃燒過程（c—z）目的：將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮埽构べ|(zhì)溫度和壓力提高。1.柴油機(jī)

由于前期噴出的燃油的燃燒，在接近容積不變的情況下發(fā)生，所以壓力上升很快（即：為定容加熱過程），此后，co2，p增長(zhǎng)變緩；由于噴油是持續(xù)的一個(gè)過程，氣體溫度將進(jìn)一步提高，雖然活塞已開始下行，容積開始擴(kuò)大，但因溫度增高的緣故，氣體壓力接近不變（即：存在定壓加熱的過程）。提示：我們希望增大定容部分的加熱量，減少定壓部分加熱量。c'cz'zpvc'—為提前噴油點(diǎn)2.汽油機(jī)

由于為預(yù)混合氣燃燒，所以一旦點(diǎn)燃，在接近容積不變的情況下壓力上升很快（即：為定容加熱的過程），可以認(rèn)為無定壓加熱部分。注意：柴油機(jī)的壓力比汽油機(jī)高是因?yàn)閴嚎s比遠(yuǎn)高于汽油機(jī)之故；而最高溫度比汽油機(jī)低則是因?yàn)檫^量空氣系數(shù)高于汽油機(jī)之故。α汽油機(jī)=0.8~1.2α柴油機(jī)=1.2~1.6α增壓柴油機(jī)=1.8~2.2c'—為提前點(diǎn)火點(diǎn)c'czpv四、膨脹過程（z—b）目的:利用高溫、高壓的工質(zhì)推動(dòng)活塞下行對(duì)外作功，實(shí)現(xiàn)熱功轉(zhuǎn)換。1.非絕熱過程前段繼續(xù)吸熱（補(bǔ)燃部分，n2'<k），后段為放熱（向水套放熱，n2'>k），只有在某一點(diǎn)才是n2'=k它也為多變指數(shù)（n2'）在隨時(shí)發(fā)生變化的多變過程。n2pvn'2PQQbzpopr'rcbzvpa2.工質(zhì)數(shù)量和性質(zhì)變化3.終態(tài)參數(shù)：●n2pvn'2PQQbz討論：①n2的影響:工質(zhì)吸熱時(shí)，n2，因素有：轉(zhuǎn)速增加、混合氣質(zhì)量不好，均會(huì)使補(bǔ)燃增加，工質(zhì)在膨脹期吸熱量的增加，導(dǎo)致pb、Tb增大，不好；工質(zhì)放熱時(shí)，n2，因素有：漏氣增加、氣缸直徑減?。ㄏ鄬?duì)散熱面積增加）、表面上雖然能使pb、Tb降低，但熱能卻被水套中的水或空氣帶走，也不好。②

要使pb、Tb減小，提高ε、δ是最好途徑；③柴油機(jī)的pb、Tb比汽油機(jī)的小，其原因壓縮比大。4.在進(jìn)行熱力計(jì)算時(shí)，其“平均多變指數(shù)”取得合理與否，由計(jì)算結(jié)果與實(shí)際熱力過程中的初、終態(tài)基本狀態(tài)參數(shù)是否一致來決定。）五、排氣過程（b—r）目的：將廢氣排出，以便更換新鮮工質(zhì)。討論：①排氣有阻力（pr>po），要消耗機(jī)械功（活塞上受到的阻力=pr-po）；②

pr大，表征殘余廢氣多；③容易通過測(cè)量Tr大小來判定燃燒好壞。④排氣溫度和壓力比較：popr'rcbzvpaprpo阻力=pr-po排氣過程其它——對(duì)示功圖的說明：工質(zhì)對(duì)外界所作用的循環(huán)凈功（有用功）為：Ai-A1其中：A1稱為泵氣損失。這里只針對(duì)非增壓發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行討論?！駊opr'rcbzvpaAiA1本節(jié)小結(jié)：1.通過分析實(shí)際循環(huán)與理想循環(huán)存在的差別，能使我們找到縮小這些差別的有效途徑；2.本節(jié)重點(diǎn)是壓縮和膨脹過程分析，難點(diǎn)是使用和結(jié)構(gòu)因素是如何影響多變指數(shù)變化的變化對(duì)終態(tài)參數(shù)的影響3.要求：從發(fā)動(dòng)機(jī)種類、使用和結(jié)構(gòu)因素全面分析實(shí)際循環(huán)和理想循環(huán)存在的差別。φ上止點(diǎn)下止點(diǎn)R●●●a—c'：為高壓縮比a—c：為低壓縮比圖中有：△T1>△T2放熱線吸熱線△T1△T2●●正功負(fù)功壓縮結(jié)束圖