柴油发动机的燃烧 和热量析出

理想气体循环 

柴油机的燃烧涉及到很多的复杂过程。在过去甚至是现 在，对每一过程的重点，都是运用经验和直观感觉来确定 的。不过，最近三十年来已发表的大量理论著作和实验成 果，不仅能对这些过程有一个较深入的认识，并且能对柴油 机燃烧和性能的多种特性进行计算。 在考虑柴油机燃烧的某些细节之前，有必要对理想气体 循环的热力学基本原理，特别是压力、容积和温度对热效率 的影响进行修订： (a) 卡诺循环 图1-1为卡诺循环，其热效率 n=(T₂-T₁)/T₂。

对任何一种循环、其最大热效率产生于当热源温度尽可 能最高，而冷源温度尽可能最低时。因此，可以看出，卡诺 循环指出了运行在温度T₁ 与T₂ 之间的热机可能达到的最 高热效率。 卡诺循环主要有两种不利的情况： (i) 峰值压力高—其结果增加了机械摩擦，同时，也 需要增强(加重)发动机的结构。 (ii) 比输出功率低——因此需要采用大的气缸排量(大 的发动机尺寸和重量)以达到合用的功率值。 (b) 奥托(定容)循环 实际使用中的低速汽油机十分接近于奥托循环(见图 1-2)。

式 中 ：r-——巨缩比； Y———气体定压比热与定容比热之比。 当压缩比?增加时，则热效率nr 上升。

(c) 狄塞尔循环 低速柴油机运转近似于这种循环(见图1-3)。

式中：Te=V₃/V₂。 其中因式(r?-1)/Y(T 。-1) 通常大于1并随r。的 增 加 而增大。因此，nr 随受热周期的增加而减少并随γ的增加 而上升。 (d)混合循环 高速汽油机和柴油机接近这种循环(见图1-4)。

式中：p=ps/p₂=T₈/T₂。 上 述(b)(c)(d) 三种循环的热效率，在相同压缩比的条 件下按以下递减秩序 ① 定 容 ( 奥 托 ) 循 环

②混合锆环； ③狄塞尔循环。 在实际应用中，由于汽油机燃料有形成‘爆震’或‘爆燃” 的倾向，故压缩比受到限制。柴油机却很少受到这种限制， 因而，可以使用较高的压缩比。因此，柴油机比汽油机通常 有较高的效率。