第2章 发动机循环与性能指标
§2.1 发动机的理论循环
1． 压缩比 Tz 相同, 高的 ac’z’b’a比 低的循环 aczba具有较大的平均 吸热温度和较低的平 均放热温度，所以 高的 t 较高。
三、理论循环分析
t 1
1

K 1
t 1
1

K 1
1 1 K 1
Q2—循环放出的热量（J）。
第2章 发动机循环与性能指标
§2.1 发动机的理论循环
2．循环平均压力——评定循环的做功能力
W pt Vs
式中 W — 循环所做的功（J）； Vs — 气缸工作容积（L）。
第2章 发动机循环与性能指标
§2.1 发动机的理论循环
混合加热循环
t 1
式中
1

K 1
第2章 发动机循环与性能指标
§2.1 发动机的理论循环
3．压力升高比λ T 定容加热循环：Q1增加， λ正比增大， ε若不变， c 则膨胀比不变， Q2也增 a 加， Q2/Q1不变，ητ不变， 但 pt 增大。
z
b
z'
b'
S
t 1
1

K 1
pa 1t ptv 1 K 1
第2章 发动机工作循环与
性能指标
发动机循环
理想循环
实际循环
发动机性能
经济性 动力性 可靠耐久性 使用维修性 排放噪声性
加工工艺性
主要 研究
经济性、动力性、 排放、振动、噪 声
第2章
发动机循环与性能指标
第一节
发动机理论循环
第2章 发动机循环与性能指标
§2.1 发动机的理论循环
一、三种基本循环 （一）简化条件： （1）假设工质为理想气体，其比热容为定值。 （2）假设工质在闭口系统中作封闭循环。 （3）假设压缩与膨胀过程是绝热等熵过程。 （4）假设燃烧是定容或定压加热。工质放热 为定容放热。

Tc Ta
k 1
； Tz '
Tc Ta
k 1
k 1
Tz Tz ' Ta
Q1v m cv Tz ' Tc Q2 m cv Tb Ta
vz k 1 vz vz ' Tb Tz T z v vb b v z'

k 1
Q1 p m cp Tz Tz '
Tz
k 1
Ta k
第2章 发动机循环与性能指标
§2.1 发动机的理论循环
混合加热循环循环平均压力
pa 1 K 1t ptm 1 K 1
Z’
b’ b
vb vz vc / 2
vb vz ' vc / 2
t 1
1
K 1
K 1 K 1
第2章 发动机循环与性能指标
§2.1 发动机的理论循环
混合加热循环： Q1和ε不变时， ρ增大, λ减小， Q2 增大, pt 也下降。 ηt下降,
K
第2章 发动机循环与性能指标
§2.1 发动机的理论循环
混合加热循环：
Q1和ε不变时， λ增大,ρ减小， Q2 减小,ηt提高,
pt 也提高。
第2章 发动机循环与性能指标
§2.1 发动机的理论循环
4．预膨胀比ρ 定压加热循环： Q1 增加，ρ增大， ε 若不变，平均膨胀比 减小， Q2增加， ηt 下降。
第2章 发动机循环与性能指标
§2.1 发动机的理论循环
（二）理论循环 1． 混合加热循环
a→c绝热压缩；c→z’定容加热 z’→z定压加热；z→b绝热膨胀 b→a定容放热。 高速柴油机近似为混合加 热循环。
燃烧过程基本上由定容 燃烧和定压燃烧两个阶段 组成。
第2章 发动机循环与性能指标
§2.1 发动机的理论循环
K
式中 pa — 压缩始点的压力（kPa）。
W Q1t pt Vs Vs
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§2.1 发动机的理论循环
预膨胀比：ρ =1
定容加热循环
1
t 1

K 1
1 1 K 1
K
t 1
1

K 1
pa 1t ptv 1 K 1
K
第2章 发动机循环与性能指标
§2.1 发动机的理论循环
定压加热循环
压力升高比：λ=1
t 1
1

K 1
1 1 K 1
K
循环热效率
t 1
1

K
K 1
1 K 1
K
循环平均压力
pa ptp K 1t 1 K 1
a→c绝热压缩；c→z定压加热
z→b 绝热膨胀；b→a定容放热。
第2章 发动机循环与性能指标
§2.1 发动机的理论循环
二、评定指标 循环热效率
循环平均压力
1．循环热效率——评定循环经济性
W Q1 Q2 Q2 t 1 Q1 Q1 Q1
式中 W — 循环所做的功（J）；
Q1 —循环加热量（J）；
2．定容加热循环
a→c绝热压缩；c→z定容加热 z→b绝热膨胀；b→a定容放热。
汽油机中混合气燃 烧迅速，近似为定容加 热循环。
第2章 发动机循环与性能指标
§2.1 发动机的理论循环
3．定压加热循环
高增压和低速大 型柴油机，工作循 环近似为定压加热 循环。
受燃烧最高压力 的限制，大部分燃 料在上止点后压力 基本上一定的情况 下燃烧。
1 1 K 1
K

——压缩比 ；
λ ——压力升高比；
ρ ——预膨胀比；
K ——绝热指数。
第2章 发动机循环与性能指标
W Q1 Q2 Q2 t 1 Q1 Q1 Q1
§2.1 发动机的理论循环
cv Tb Ta t 1 cv Tz ' Tc c p Tz Tz '
K
第2章 发动机循环与性能指标
§2.1 发动机的理论循环
较低时， 增 提高 ， 长很快；在
t
较大时，再增 t 增加 加 ， 缓慢。
汽油机：
，爆燃 ＜10
定容加热循环热效率与压缩比的关系
第2章 发动机循环与性能指标
§2.1 发动机的理论循环
2．绝热指数K t 愈高 。空气K=1.4，稀混合气K K值越大， 值增大，而混合气中燃料蒸气较多时，K值减 小。