• 当最高循环压力pz(或称为最高燃烧压力)相同 、加热量相同而压缩比不同时，等压加热循 环的热效率最高，等容加热循环的热效率最 低，混合加热循环的热效率仍介于两者之间 。
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由热效率表达式，还可以得到如下结论：
1. 提高压缩比εc可以提高热效率ηt，但提高率随着压 缩比εc的不断增大而逐渐降低。
2. 增大压力升高比λp可使热效率ηt提高。 3. 压缩比εc以及压力升高比λp的增加，将导致最高循
环压力pz的急剧上升。 4. 增大初始膨胀比ρ0，可以提高循环平均压力，但循
环热效率ηt随之降低。 5. 等熵指数k增大，循环热效率ηt提高。
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内燃机实际工作条件的约束和限制： • 1)结构条件的限制
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表3—2给出了在从原油提炼液体燃料过程中 ，不同炼制工艺对油料性质的影响。热裂解 法虽然工艺简单，但由于所得到的燃油稳定 性较差，一般还需要进行催化裂解等炼制过 程，以保证质量。值得强调的是，每一种商 品燃料都是多种烃类的混合物，而且是各种 炼制工艺所得油料的调和产物；近年来，为 了提高汽油燃料的辛烷值，大量采用催化重 整工艺，即将低辛院值的汽油在铂、镍等催 化剂的接触催化下进行重整，使其辛烷值水 平得到进一步提高。
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一、内燃机的燃料
• （一）石油燃料 • （二）天然气燃料 • （三）代用燃料
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(一)石油燃料
• 1、石油中烃的分类 • 2、石油的炼制方法与燃料 • 3、柴油和汽油的理化性质
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1、石油中烃的分类
从化学结构上看，石油基本上是 由脂 肪族烃、环烷族烃和芳香族烃等各种烃类
4)分别用假想的加热与放热过程来代替实际的燃烧 过程与排气过程，并将排气过程即工质的放热视为 等容放热过程。
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内燃机理论循环的三种形式：等容加热循环、 等压加热循环和混合加热循环。
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三种理论循环的热效率分析 ：
• 当初始状态一致且加热量及压缩比相同时， 等容加热循环的热效率最高，等压加热循环 的热效率最低，混合加热循环的热效率介于 两者之间；
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第一节 内燃机的理论循环
内燃机的实际热力循环:是燃料的热能转变为机械能 的过程，由进气、压缩、燃烧、膨胀和排气等多个 过程所组成。在这些过程中，伴随着各种复杂的物 理、化学过程，同时，机械摩擦、散热、燃烧、节 流等引起的一系列不可逆损失也大量存在。 内燃机的理论循环:将实际循环进行若干简化，忽略 一些次要的影响因素，并对其中变化复杂、难于进 行细致分析的物理、化学过程〔如可燃混合气的准 备与燃烧过程等〕进行简化处理，从而得到便于进 行定量分析的假想循环或简化循环。
济性和动力性。
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建立理论循环的简化假设：
1)以空气作为工作循环的工质，并视其为理想气体 ，在整个循环中的物理及化学性质保持不变，工质 比热容为常数。
2)不考虑实际存在的工质更换以及泄漏损失，工质 的总质量保持不变，循环是在定量工质下进行的， 忽略进、排气流动损失及其影响。
3)把气缸内的压缩和膨胀过程看成是完全理想的绝 热等熵过程，工质与外界不进行热量交换。
中，属于芳香烃的α－甲基萘与正十六烷还用 作评定柴油机自燃性能(十六烷值)的标准燃料 。
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2. 石油的炼制方法与燃料
直接蒸馏法：将原油在专用的炼油塔(分馏塔) 中进行加热蒸馏，不同的分馏温度，得到不 同成分的燃油，最终获得的燃料约占原油的 25％一40％； 裂解法：将蒸馏后的重油等一些高分子成分 通过不同的技术手段裂解为分子量较轻的成 分。其中，通过加温加压的方法进行裂解的 称为热裂解法，使用催化剂(触媒)进行裂解的 称为催化裂解法。
组成的混合物。
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• 脂肪族烃包括烷烃和烯烃，烷烃是一种饱和链状 分子结构，其中直链式排列的正构烷热稳定性低， 在高温下易分裂，滞燃期短，适合作柴油机的燃料； 非直链排列的异构烷抗爆性强，自行着火的倾向比正 构烷小得多，适合作汽油机的燃料，并且常用异构烷
来作为评价汽油燃料抗爆性的标准。烯烃是种不饱
从理论循环的分析可知，提高压缩比εc和 压力升高比λp时提高循环热效率ηt起着有利的 作用，但将导致最高循环压力pz的急剧升高 ，从而对承载零件的强度要求更高，这势必 缩短发动机的使用寿命，降低发动机的使用 可靠性，为此只好增加发动机的质量，结果 造成发动机体积与制造成本的增加。
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• 2)机械效率的限制
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柴油机的压缩比εc一般在12～22之间， 最高循环压力pz＝7～14 MPa，压力升高比λp 在1．3～2．2左右。
汽油机的压缩比εc＝6～12，pz＝3～8.5 MPa，λp在2.0～4.0左右。
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第二节 内燃机的燃料及其热化学
• 一、内燃机的燃料 • 二、燃烧热化学
循环内压燃力机pz密的切机相械关效的率。ηm不是加与限气制缸地中提的高最ε高c以 及将而λ直带p，接来将导的引致收起压益η缩得m的比 而下复εc，降失以。。及从压有力效升指高标比上λ看p提，高
• 3)燃烧方面的限制 若压缩比定得过高，
汽油机将会产生爆燃、表面点火等不正常燃 烧的现象。对于柴油机而言，过高的压缩比 将使压缩终了的气缸容积变得很小，对制造 工艺的要求极为苛刻，燃烧室设计的难度增 加，也不利于燃烧的高效以达到以下目的： 1)用简单的公式来阐明内燃机工作过程中各基本
热力参数间的关系，以明确提高以理论循环热效 率为代表的经济性和以平均压力为代表的动力性
的基本途径。
2)确定循环热效率的理论极限，以判断实际内燃
机经济性和工作过程进行的完善程度以及改进潜 力。
3)有利于分析比较内燃机不同热力循环方式的经
和的链状烃，其热值较低，着火性能差，只适合作 汽油机的燃料。 • 环烷族烃的碳原子不是链状而是环状排列，属饱 和烃，其热稳定性比脂肪族高，自燃温度较脂肪族 高，适合作汽油机的燃料。
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• 芳香族烃具有较高的化学和热稳定性，在高
温下分子不易分裂，抗爆燃性能极强，自燃
温度比脂肪族烃和环烷族烃高，也适合作汽 油机的燃料或作为汽油的抗爆添加剂。其