第二章发动机的循环
与性能指标
主要内容：
发动机的理论循环
发动机实际循环的简化与评价；
对理想循环的修正；
发动机实际循环影响因素；
发动机热平衡；
发动机性能指标；
机械损失机械效率；
热平衡。
一、发动机实际工作循环的简化与评价
（一）发动机的理论循环简化条件：
1）假设工质为理想气体，其物理常数与标
准状态下的空气物理常数相同
2）假设工质在闭口系统中作封闭循环
3）假设工质的压缩及膨胀是绝热等熵过程
4）假设工质燃烧为定容或定压加热，工质
放热为定容放热(热源加热)
5）假设循环过程为可逆循环
第一节发动机的理论循环
1.混合加热循环（萨巴德循环）
循环特点：
将燃烧过程假想为由定容加热和定压加热过程两部分组成：
a-c绝热压缩过程
c-z’定容加热，加热量为
z’-z定压加热，加热量为
z-b绝热膨胀过程
b-a定容放热，放热量为
2.定容加热循环
循环特点：
将燃烧过程假想为定容加热过程
a-c绝热压缩过程
c-z定容加热，加热量为
z-b绝热膨胀过程
b-a定容放热，放热量为
3.定压加热循环（狄塞尔循环）
循环特点：
将燃烧过程假想为定压加热过程
a-c绝热压缩过程
c-z定压加热，加热量为
z-b绝热膨胀过程
b-a定容放热，放热量为
二、循环评定指标
第一节发动机的理论循环
由一定量的燃料能够得到尽可能多的功
发动机的性能
由一定的气缸工作容积能够得到尽可能多的功
1、循环热效率
定义：工质所作循环功与循环热量之比。
式中W--作循环功
Q1--循环加热量
Q2--循环放热量
根据工程热力学公式，混合加热循环热效率为：
发动机压缩比
预膨胀比
压力升高比
1、循环热效率
2、循环平均压力
循环平均压力是单位工作容积的循环功，用以评定发动机的做功能力。
根据工程热力学公式，混合加热循环平均压力为
式中---压缩始点的压力
定容
定压
当时为定容加热
当时为定压加热
其他循环热效率和平均压力
影响循环热效率的因素
（1）压缩比?
随着压缩比的增大，三种循环的?t?
在压缩比?很小时，随着压缩比?的提高，?t增长很快；在?较大时，再增加?效果很小。
当?=20左右时，????t?不大
柴油机?=12～22
影响循环热效率的因素
（2）绝热指数K
当?相同时，K增大，?t?
影响循环热效率的因素
（3）压力升高比?
在定容/定压加热循环中，由公式可知，?t与?无关。
在混合加热循环中，当循环总加热量和压缩比不变时，??????Q2???t?；
影响循环热效率的因素
（4）预膨胀比?
定压循环中，Q1????若压缩比不变?Q2???t?；
混合加热循环中，Q1和压缩比不变，???等压加热???t?
影响循环热效率的因素
1、压缩比相同
比较三种理论循环的热效率ηt
三种理论循环的热效率之间有如下关系：ηtVηtmηtp
三种循环热效率比较
即：在压缩比相同时，定容加热循环的热效率最高，混合加热循环的热效率次之，定压加热循环的热效率最低。
对于柴油机，其压缩比主要决定于保证燃料能可靠地压燃和正常燃烧，当使用条件一定时，其压缩比也就基本上确定了。虽然柴油机不可能按定容加热循环工作，但为了得到较高的热效率，柴油机应按混合加热循环工作，有些柴油机甚至接近于按定容加热循环工作，以得到更高的热效率。
三种循环热效率比较
三种循环热效率比较
循环12451为定容加热循环，而循环12’451为定压加热循环，而循环12”3451为混合加热循环。
由图可知，三种循环的放热过程51相同，其放热量Q2也相同。
但各循环的吸热量不相同：Q1VQ1mQ1p。定容加热循环的吸热量Q1V用面积24672表示，混合加热循环的吸热量Q1m用面积2”34672”表示，定压加热循环的吸热量Q1p用面积2’4672’表示。
即：在最高压力和最高温度相同时，定压加热循环的热效率最高，混合加热循环的热效率次之，定容加热循环的热效率最小。
对于高增压柴油机，因受零部件强度的限制