当前课程知识点：工程热力学（上） > 第5章 气体动力循环 > 5-1 活塞式内燃机动力循环 > Video 5-1（1）实际循环的抽象与概括
下面我们就来讲
活塞式内燃机的动力循环
我们首先先介绍四冲程高速柴油机
这个是四冲程高速柴油机照片的剖面图
我们更关心它的循环和工作过程
画成示意图 我们来看一下
它是由四个过程组成的
这是示意图 一个气缸
有活塞 活塞上面有进气阀 排气阀
它的第一个过程是吸气
活塞向下移动
吸气阀打开 空气进来
这是它的吸气过程
然后接下来 活塞向上移动
这是对空气的压缩过程
紧接着 上面开始喷油
这时候就开始燃烧
燃烧就要发生膨胀
这时候是一个膨胀过程
第四个过程 活塞从下面再往上移动
排气阀打开 这是一个排气过程
把燃烧后的废气排出去
也就是说 它的四个过程是
吸气 压缩 膨胀和排气
这是更加形象的示意图
第一个是吸气 第二个是压缩
第三个是膨胀 第四个是排气
前面我们讲理想气体的时候
讲过活塞式的压缩机压缩气体
为了避免活塞跟进排气阀碰撞
所以前面留一点空间
也就是说 对于活塞式内燃机
它的活塞移动
有一个上止点 有一个下止点
在这个之间进行移动
我们把刚才那个具体的过程画在图上
右下角是活塞的示意图
上面是p-V图 压力和容积的图
我们现在来画一下
四冲程高速柴油机
具体的工作过程
环境的压力P0 我们表示在这
当活塞往后移动 吸气
活塞里面气体的压力
比环境的压力要稍微低一点点
这样空气就进来了
所以0到1是一个吸空气的过程
然后接下来 从1到2′
是一个多变的对空气的压缩过程
多变指数大概是1.34~1.37之间
这个时候2′的压力
大概是3~5个兆帕
温度大概有600到800度
然后在2′点开始喷柴油
到2点的时候开始燃烧
接下来就是一个迅速的燃烧过程
从2~3近似等容的燃烧过程
这个时候压力升高很快
从3~4是一边膨胀 一边喷油
这样的一个过程
近似的等压的膨胀过程
这个时候
4点的温度可以达到1700~1800度
在4点停止喷柴油
然后进行多变的膨胀过程
到5点的时候 压力就降下来
大概是0.3~0.5个兆帕
5点的温度大概有500度
然后再把排气阀打开
从5到1′
就是一个开阀的排气过程
近似等容的降压过程
然后从1′~0过程
是一个向外的排气过程
完成了循环
我们来看一下
柴油机的循环是非常复杂的
我们对它要进行热力学分析的话
首先对这个过程要进行一个理想化的处理
首先是对工质
这里面工质有什么
一开始吸进去空气 然后喷进一点油
所以对于工质
我们可以把它看成主要是空气
而且在这个过程中 尽管它温度有变化
但是对比热的影响不是很大
所以我们把它当作定比热理想气体
而且工质的数量不变 为什么
因为喷进去的油的量
占整个空气的量是一个小量
所以我们把它忽略
所以工质的数量是不变的
工质的数量不变
压力与容积的图
就可以变成压力与比容的图
因为工质的数量不变
所以可以变成压力和比容的图
第二点
0~1是一个吸气的过程
1′~0是一个排气的过程
它俩有一点压差
但是我们把它忽略掉
也就是说它俩抵销
这样一来
开口循环就变成了一个闭口循环
第三个 我们知道从2~3和3~4
是一个燃烧的过程
燃烧的过程
我们从循环的角度来说
可以看成外界对工质的加热过程
我们只考虑它吸收的热量
或者是加入的热量
这样就可以不考虑复杂的燃烧了
第四点 从5~1′之间
是一个排气的过程
我们把这个过程看成是向外界放热
这样就简单了
多变的压缩和多变的膨胀
我们把它看成是绝热的
实际不是绝热
但我们把它近似看成绝热的
最后一点 所有的不可逆的过程
我们都把它看成是可逆的
经过这样一共6项的理想化处理之后
高速柴油机的工作过程的p-v图
就变成了一个非常规则的循环
-0-0 导引
-0-1 热能及其利用
-0-1 作业
-0-2 热能转换装置工作过程简介
-0-2 作业
-0-3 工程热力学的研究内容及方法
-0-3 作业
-0-4 工程热力学与中国能源战略及环保
-0-4 作业
-绪论 章节小测验
-1-1 热力系统
-1-1 作业
-1-2 状态和状态参数
-1-2 作业
-1-3 基本状态参数
-1-3 作业
-1-4 平衡状态
-1-4 作业
-1-5 状态方程、坐标图
-1-5 作业
-1-6 准静态过程与可逆过程
-1-6 作业
-1-7 功量
-1-7 作业
-1-8 热量与熵
-1-8 作业
-1-9 热力循环
-1-9 作业
-第1章小结及讨论习题课
-第1章 章节小测验
-2-1 热力学第一定律的本质
-2-1 作业
-2-2 热力学第一定律的推论——内能
-2-2 作业
-2-3 闭口系统能量方程
-2-3 作业
-2-4 开口系统能量方程与焓
-2-4 作业
-2-5 稳定流动能量方程与技术功
-2-5 作业
-2-6 稳定流动能量方程的应用
-2-6 作业
-第2章小结
-第2章讨论习题课
-第2章 章节小测验
-3-0 导引
-3-1 理想气体状态方程
-3-1 作业
-3-2 比热容
-3-2 作业
-3-3 理想气体的内能、焓、熵和比热容
-3-3 作业
-3-4 理想气体比热容、内能、焓和熵的计算
-3-4 作业
-3-5 研究热力过程的目的和方法
-3-5 作业
-3-6 理想气体的等熵过程
-3-6 作业
-3-7 理想气体热力过程综合分析
--Video 3-7（2）基本过程在p-v图和T-s图上的表示
-3-7 作业
-3-8 气体的压缩
-3-8 作业
-3-9 活塞式压气机压缩过程分析
-3-9 作业
-第3章小结及讨论习题课
-第3章 章节小测验
-4-0 导引
-4-1 热二律的表述与实质
-4-1 作业
-4-2 卡诺定理与卡诺循环
-4-2 作业
-4-3 克劳修斯不等式及熵的引出
-4-3 作业
-4-4 不可逆过程熵的变化
-4-4 作业
-4-5 孤立系统熵增原理
-4-5 作业
-4-6 熵方程及对熵的小结
-4-6 作业
-4-7 熵与不可逆及熵的物理意义
-4-7 作业
-第4章讨论习题课
-4-8 㶲及其计算
-4-8 作业
-第4章 章节小测验
-5-0 导引
-5-0 作业
-5-1 活塞式内燃机动力循环
-5-1 作业
-5-2 活塞式内燃机几种循环的比较
-5-2 作业
-5-3 斯特林循环
-5-3 作业
-5-4 勃雷登循环
-5-4 作业
-5-5 提高勃雷登循环热效率的其它途径
-5-5 作业
-5-6 动力循环的一般规律
-第5章 章节小测验
-期末考试
