《内燃机的工作循环》PPT课件.ppt

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1、第三章内燃机的工作循环第一节内燃机的理论循环第二节内燃机的燃料及其热化学第三节内燃机的实际循环第四节内燃机循环的热力学模型第一节内燃机的理论循环一、研究理论循环的目的用简单公式阐明热力学参数间关系，明确提高循环效率和平均压力的途径；确定循环效率的极限，判断实际内燃机经济性和工作过程进行完善程度及改进潜力；有利于比较各种热力循环的经济性。第一节内燃机的理论循环二、理论循环假设工质是理想气体，其物理常数与标准状态下的空气物理常数相同；工质在闭口系统中作封闭循环；工质的压缩及膨胀是绝热等熵过程；燃烧是外界无数个高温热源定容或定压向工质加热，工质放热为定容放热。第一节内燃机的理论

2、循环三、理论循环定容（Otto）循环：汽油机按等容循环工作，燃烧速度高，简化为Otto循环。等压（Diesel）循环：低速柴油机，高增压柴油机，受缸内最高压力限制，燃料大部分在上止点后燃烧，简化为Diesel循环。混合循环：高速柴油机，燃料部分在上止点附近燃烧，部分在上止点后燃烧，简化为混合循环。第一节内燃机的理论循环四、循环热效率与平均压力混合循环第一节内燃机的理论循环四、循环热效率与平均压力定容（Diesel）循环：第一节内燃机的理论循环四、循环热效率与平均压力定压循环：第一节内燃机的理论循环四、循环热效率与平均压力式中：—压缩比，—气缸总容积—气缸压缩容积—压力升高

3、比，—预胀比，第一节内燃机的理论循环四、循环热效率与平均压力式中：—等商指数—后胀比，第一节内燃机的理论循环五、理论循环分析压缩比压缩比增加，三个循环的热效率增加。压缩比增加，温差及膨胀比增加，热效率增加；由T—S图知，加热量一定，压缩比增加，放热量减少，由热效率公式知，热效率增加。柴油机压缩比增加，主要考虑冷起动，但热效率增加已经很少；但汽油机压缩比增加，热效率增加很大。但压缩比大于12后，热效率上升已经很慢。第一节内燃机的理论循环五、理论循环分析等熵指数空气的等熵指数为1.4，燃料与空气混合气的等熵指数小于1.4，混合气稀，等熵指数增大，热效率增加。第一节内燃机的理论

4、循环五、理论循环分析压力升高比定容循环：由公式知：加热量增加，压力升高比增加，循环平均压力增加；循环热效率不变。混合循环：压缩比与加热量一定，压力升高比增加，循环热效率增加。第一节内燃机的理论循环五、理论循环分析预胀比定压循环：由公式知：加热量增加，压力升高比增加，循环平均压力增加；后加入热量膨胀不充分，排给冷源损失。混合循环：压缩比与加热量一定，预胀比增加，循环热效率下降。第一节内燃机的理论循环六、比较加热量、初始下一定，压缩比相同，比较三种循环热效率的大小。放热量等容加热循环最小，混合循环居中，等压循环最大；等加热循环热效率最大，混合循环居中，等压循环最小。加热量一定

5、，初始一定，最高压力一定，比较三种循环的热效率的大小。放热量等容加热循环最大，混合循环居中，等压循环最小；等容加热循环热效率最小，混合循环居中，等压循环最大。第二节内燃机的燃料及其热化学一、内燃机的燃料（一）石油燃料1、组成与性质内燃机传统燃料，汽油与柴油，石油产品，主要成份有碳、氢两种，占97—98%，还含少量的硫、氧、氮等，微量砷、钠、钾、钙等。石油产品以多种碳氢化合物的混合物形式出现，分子式为CnHm，称为烃。第二节内燃机的燃料及其热化学（1）碳原子数对燃料性质的影响从石油气、汽油、煤油、轻重柴油到渣油，随碳原子数的增大，沸点逐渐升高，相对分子量逐渐增大，质量变重，

6、挥发性变差，粘度增大，化学稳定性变差，自燃性变好，点燃性变差。第二节内燃机的燃料及其热化学（2）分子的化学结构对燃料性能的影响1）烷烃CnH2n+2正构物，饱和的开式链状结构。常温下化学性质稳定，不易变质，高温下易分解（着火），而且碳链越长越易着火，是柴油的组成部分。异构物，比正构物分子结构紧凑，高温下不易氧化（不易着火），汽油中的组成部分。2）烯烃CnH2n不饱各开链结构，有一个双键，常温下化学不稳定，保存期长，易产生胶质。高温下，不易着火，比烷烃抗爆性好，热裂汽油中含成份较多。3）环烷烃CnH2n饱各的环状分子结构，不易分裂，热稳定性和发火温度比直链烃高，适于作汽油机

7、燃料，不宜作柴油燃料。4）芳香烃CnH2n-6基本化合物是苯，所有芳香烃都有苯基成分，分子结构坚固，热稳定性比其它烃都高，高温下不易发火，是良好的抗爆剂，直馏汽油中含量较少。第二节内燃机的燃料及其热化学2、石油燃料的炼制1）直馏法：石油→蒸馏与凝结→40—205℃馏出汽油占石油的25—40%130—300℃煤油250—350℃柴油350—500℃润滑油500以上℃重油2）热裂法：重油→加温、加压、400℃以上→高分子量成份裂解成低分子量的成分，因大分子的重烃含氢少，分裂后产生的轻分子烃中，含有不饱合烃。3）催化裂化法：重油→加