工程热力学-5-热力循环与热工设备简介

王海伟西北工业大学机电学院工程热力学25-4内燃机的理想循环5-3内燃机的工作过程与原理5-1内燃机的特点及类型5-2内燃机的基本构造第5章热力循环与热工设备简介35-4内燃机的理想循环5-3内燃机的工作过程与原理5-1内燃机的特点及类型5-2内燃机的基本构造第5章热力循环与热工设备简介4内燃机内燃机：是热机的一种，将热能转换为机械能的动力机械。特点：燃烧是直接在机内的汽缸或燃烧室中进行的。与蒸汽机和汽轮机不同。内燃机包括有：活塞式内燃机燃气轮机涡轮喷气发动机火箭发动机……5内燃机的优缺点内燃机的优点：热效率高，燃料消耗小；功率范围大，用途广泛；体积小、重量轻，适用于移动工具与设备；起动迅速，能很快达到全功率运转，适用于军用或间断使用设备的动力。内燃机的缺点：需要质量高的石油或气体燃料；排气含有害成分，造成环境污染。6内燃机的分类按使用燃料分：液体燃料内燃机：汽油机、柴油机、…气体燃料内燃机：煤气机、天然气燃气机、...按工作循环的冲程分：四冲程内燃机二冲程内燃机按点火方式分：压燃式内燃机点燃式内燃机……75-4内燃机的理想循环5-3内燃机的工作过程与原理5-1内燃机的特点及类型5-2内燃机的基本构造第5章热力循环与热工设备简介8内燃机的基本构造气缸体活塞连杆曲轴飞轮配气机构进、排气阀凸轮轴火花塞95-4内燃机的理想循环5-3内燃机的工作过程与原理5-1内燃机的特点及类型5-2内燃机的基本构造第5章热力循环与热工设备简介10内燃机的工作原理四冲程汽油机的工作过程是一个复杂的过程，它由进气、压缩、膨胀、排气四个冲程组成。

11进气冲程活塞被曲轴带动由上止点向下上止点移动。进气门开启，排气门关闭。活塞上方的容积增大，气缸内的气体压力下降，形成一定的真空度。由于进气门开启，气缸与进气管相通，混合气被吸入气缸。当活塞移动到下止点时，气缸内充满了新鲜混合气以及上一个工作循环未排出的废气。12压缩冲程活塞由下止点移动到上止点，进排气门关闭。曲轴在飞轮等惯性力的作用下带动旋转，通过连杆推动活塞向上移动。气缸内气体容积逐渐减小，气体被压缩。气缸内的混合气压力与温度随着升高。

13膨胀冲程进排气门同时关闭。火花塞点火，混合气剧烈燃烧。气缸内的温度、压力急剧上升。高温、高压气体推动活塞向下移动，通过连杆带动曲轴旋转。在发动机工作的四个冲程中，只有这个在冲程才实现热能转化为机械能，所以，这个冲程又称为动力冲程，或作功冲程。14排气冲程排气门打开，活塞从下止点移动到上止点。废气随着活塞的上行，被排出气缸。由于排气系统有阻力，且燃烧室也占有一定的容积，所以在排气终了时，不可能将废气排净，这部分留下来的废气称为残余废气。残余废气不仅影响充气，对燃烧也有不良影响。15活塞式柴油内燃机工作原理吸气冲程0-1：进气阀开启，活塞自左向右移动，将燃料和空气的混合物经进气阀吸入气缸中，达到下止点1后，进气阀关闭。压缩冲程1-2：活塞到达下止点1时，进气阀关闭；活塞上行，压缩空气。工作冲程2-5：2-3柴油迅速燃烧，活塞在上止点移动甚微，近似定容燃烧;3-4活塞下行，继续喷油、燃烧、近似定压膨胀;4-5燃气膨胀作功，压力、温度下降。排气冲程5-0：排气阀打开，同时，活塞自右向左移动，将废气排出气缸外。165-4内燃机的理想循环5-3内燃机的工作过程与原理5-1内燃机的特点及类型5-2内燃机的基本构造第5章热力循环与热工设备简介17定容加热循环（奥托循环）1-2：等熵压缩过程；2-3：定容加热过程；3-4：绝热膨胀过程；4-1：定容放热过程。18定容加热循环热效率2-3：加入热量4-1：放出热量输出净功：热效率：压缩比：19混合加热循环（萨巴德循环）1-2：等熵压缩过程；2-3：定容加热过程；3-4：定压吸热；4-5：等熵膨胀过程；5-1：定容放热过程。20混合加热循环特性参数特性参数：压缩比定容增压比定压预胀比表示压缩过程中工质体积被压缩的程度。表示定容加热