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●柴油发动机原理及与汽油发动机对比
KARNOT循环为实现理想KARNOT循环,必须有这么一个气缸,它能导热同时也绝热,这可以在原理图中用简单的方法描述。下面PV图所示循
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f环过程包括两个恒温过程和绝热过程。活塞在气缸中无摩擦运动,实现工况变化。
KARNOT循环图
燃料空气混合气分两步压缩。从点1至点2的第一个过程是恒温过程。这时必须散热,气缸必须是导热的。压缩产生的热量必须无损失地传入冷却液中。整个过程温度不变,压力升高,体积减小。下一个压缩阶段为绝热过程,它意味着压力和温度升高,气缸在这时是绝热的。压缩过程后,高温高压气体从点3开始膨胀。点3至点4的第一阶段是恒温的,它从外界接受热量。从点4至点1继续膨胀,这是绝热过程,压力和温度降低。整个循环过程能实现极高的热效率。热效率与压缩最高温度和环境温度之差有关。当允许膨胀至绝对零度273K热效率将达到100。
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fOtto循环过程Otto燃烧过程也被称为定容燃烧。工况变化通过对压缩燃料空气混合气外部点火导入。正如从图中看到的,在点2和点3之间压力升高而没有容积变化。点火时火焰前沿在气缸内快速前进1520ms,压力迅速升高。
OTTO循环图
我们现在根据PV图跟踪循环过程:点1活塞到达气缸下止点,进气行程结束。活塞继续上行,压力和温度升高,混合气被绝热压缩。在点2,混合气压缩达到其最高值。现在通过外部点火,燃烧导入。压力迅速升高,同时没有容积的变化。图中点3温度和压力达到最高点。膨胀过程开始。系统做功,活塞从上止点到下止点向下移动。点3至点4之间的膨胀过程是绝热的,压力和温度降低。在点4至点1之间排出膨胀气体的剩余能量,大约13的机械能损失。此理论等容图被称作示功图。用传感器能测量不同转速时示功
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f图,通过它们能清楚看出机器的燃料利用程度和功率特性。下图是一个实际示功图和理论循环图的对比。
OTTO实际示功图和理论循环对比图
几乎所有实际工况和理论工况都有偏差。这意味着功率的损失。可分为如下几方面:〃燃烧延迟〃热量散失至冷却液中〃气缸中的涡流〃排气和进气负功以及〃机械损失如果把燃料能量看作10r