汽车发动机原理 第2章2节 四行程发动机的实际循环

第二节

四行程发动机的实际循环学习目的：通过分析实际循环与理想循环之间存在的各种差异及产生的原因，为找到缩小这些差异的途径打下基础。——目前研究实际循环的手段是“示功图”。“示功图”有两种表达方式：“p—v”图或“p—φ”图。它是通过专门的仪器——“示功机”测到的。）popr'rcbzvpapφ上止点一、进气过程（r—a）1.

r点高于p0→→残余废气压力pr之故；

2.活塞在废气压力(pr)膨胀推动下作正功，此时并未进入缸内；只有当压力降到小于p0时，新鲜空气才真正被吸如缸中；3.由于有进气阻力，所以进气终了压力pa<p0

，此时活塞克服进气阻力（△pa=p0-pa）作负功；4.因缸内有热量存在，所以空气进入缸内后被加热。popr'rcbzvpapapo△pa=p0-pa进气过程二、压缩过程（a—c）1.

非绝热过程前段为吸热（n1'>k），后段为放热（n1'<k），只有在某一点（m点）才是n1'=k

●它为多变指数（n1'）在随时发生变化的多变过程。2.工质在数量和性质上有变化3.多变过程终态参数popr'rcbzvpam讨论：①增加压缩过程的目的：增大吸热与放热时的温差，获得最大的膨胀比，从而提高热效率。●②为燃烧创造条件，特别是柴油机燃烧——压燃式

③提高pc和Tc的重要途径是增大压缩比，但汽油机受到爆热的限制，压缩比远比柴油机小。

④n1也希望提高，它主要受到热交换及工质泄漏的影响：传热量大，Tc↓，意味n1↓；同样，泄漏量大，pc↓，也意味n1↓。

⑤减少传热量，提高n1的措施有：提高发动机转速（传热和泄漏的时间减少）；负荷增加（水温高）、采用空冷；增大气缸直径（相对传热量和泄漏量将减少）。

●⑥在进行热力计算时，其“多变指数”取平均多变指数进行计算（“平均多变指数”取得是否合理，其计算结果要与热力过程中的初、终态实际基本状态参数一致来决定。）三、燃烧过程（c—z）目的：将化学能转变为热能，使工质温度和压力提高。1.柴油机

由于前期喷出的燃油的燃烧，在接近容积不变的情况下发生，所以压力上升很快（即：为定容加热过程），此后，co2，p增长变缓；由于喷油是持续的一个过程，气体温度将进一步提高，虽然活塞已开始下行，容积开始扩大，但因温度增高的缘故，气体压力接近不变（即：存在定压加热的过程）。提示：我们希望增大定容部分的加热量，减少定压部分加热量。c'cz'zpvc'—为提前喷油点2.汽油机

由于为预混合气燃烧，所以一旦点燃，在接近容积不变的情况下压力上升很快（即：为定容加热的过程），可以认为无定压加热部分。注意：柴油机的压力比汽油机高是因为压缩比远高于汽油机之故；而最高温度比汽油机低则是因为过量空气系数高于汽油机之故。α汽油机=0.8~1.2α柴油机=1.2~1.6α增压柴油机=1.8~2.2c'—为提前点火点c'czpv四、膨胀过程（z—b）目的:利用高温、高压的工质推动活塞下行对外作功，实现热功转换。1.非绝热过程前段继续吸热（补燃部分，n2'<k），后段为放热（向水套放热，n2'>k），只有在某一点才是n2'=k它也为多变指数（n2'）在随时发生变化的多变过程。n2pvn'2PQQbzpopr'rcbzvpa2.工质数量和性质变化3.终态参数：●n2pvn'2PQQbz讨论：①n2的影响:工质吸热时，n2，因素有：转速增加、混合气质量不好，均会使补燃增加，工质在膨胀期吸热量的增加，导致pb、Tb增大，不好；工质放热时，n2，因素有：漏气增加、气缸直径减小（相对散热面积增加）、表面上虽然能使pb、Tb降低，但热能却被水套中的水或空气带走，也不好。②

要使pb、Tb减小，提高ε、δ是最好途径；③柴油机的pb、Tb比汽油机的小，其原因压缩比大。4.在进行热力计算时，其“平均多变指数”取得合理与否，由计算结果与实际热力过程中的初、终态基本状态参数是否一致来决定。）五、排气过程（b—r）目的：将废气排出，以便更换新鲜工质。讨论：①排气有阻力（pr>po），要消耗机械功（活塞上受到的阻力=pr-po）；②

pr大，表征残余废气多；③容易通过测量Tr大小来判定燃烧好坏。④排气温度和压力比较：popr'rcbzvpaprpo阻力=pr-po排气过程其它——对示功图的说明：工质对外界所作用的循环净功（有用功）为：Ai-A1其中：A1称为泵气损失。这里只针对非增压发动机进行讨论。●popr'rcbzvpaAiA1本节小结：1.通过分析实际循环与理想循环存在的差别，能使我们找到缩小这些差别的有效途径；2.本节重点是压缩和膨胀过程分析，难点是使用和结构因素是如何影响多变指数变化的变化对终态参数的影响3.要求：从发动机种类、使用和结构因素全面分析实际循环和理想循环存在的差别。φ上止点下止点R●●●a—c'：为高压缩比a—c：为低压缩比图中有：△T1>△T2放热线吸热线△T1△T2●●正功负功压缩结束图