1、例題7-5 內(nèi)燃機(jī)的循環(huán)之一-奧托循環(huán).內(nèi)燃機(jī)利用液體或氣體燃料,直接在氣缸中燃燒,產(chǎn)生巨大的壓強(qiáng)而作功.內(nèi)燃機(jī)的種類很多,我們只舉活塞經(jīng)過四個(gè)過程完成一個(gè)循環(huán)(如圖)的四動(dòng)程汽油內(nèi)燃機(jī)(奧托循環(huán))為例.說明整個(gè)循環(huán)中各個(gè)分過程的特征,并計(jì)算這一循環(huán)的效率.,(1)吸入燃料過程 氣缸開始吸入汽油蒸汽及助燃空氣，此時(shí)壓強(qiáng)約等于1.0105Pa ，這是個(gè)等壓過程（圖中過程ab）。,p,V,V2,V1,O,a,b,e,d,c,p0,解：奧托循環(huán)的四個(gè)分 過程如下：,卡諾循環(huán),(2)壓縮過程 活塞自右向左移動(dòng)，將已吸入氣缸內(nèi)的混合氣體加以壓縮，使之體積減小，溫度升高，壓強(qiáng)增大。由于壓縮較快，氣缸散熱較

2、慢，可看作一絕熱過程（圖中過程bc）,(3)爆炸、作功過程 在上述高溫壓縮氣體中，用電火花或其他方式引起燃燒爆炸，氣體壓強(qiáng)隨之驟增，由于爆炸時(shí)間短促，活塞在這一瞬間移動(dòng)的距離極小，這近似是個(gè)等體過程（圖中過程cd）。這一巨大的壓強(qiáng)把活塞向右推動(dòng)而作功，同時(shí)壓強(qiáng)也隨著氣體的膨脹而降低，爆炸后的作功過程可看成一絕熱過程（圖中過程de）。,卡諾循環(huán),(4)排氣過程 開放排氣口，使氣體壓強(qiáng)突然降為大氣壓，這過程近似于一個(gè)等體過程（圖中過程eb），然后再由飛輪的慣性帶動(dòng)活塞，使之從右向左移動(dòng)，排出廢氣，這是個(gè)等壓過程（圖中過程ba）。,嚴(yán)格地說，上述內(nèi)燃機(jī)進(jìn)行的過程不能看作是個(gè)循環(huán)過程。因?yàn)檫^程進(jìn)行中，

3、最初的工作物為燃料及空氣。后經(jīng)燃燒，工作物變?yōu)槎趸?，水汽等廢氣，從氣缸向外排出不再回復(fù)到初始狀態(tài)。但因內(nèi)燃機(jī)作功主要是在p-V圖上bcdeb這一封閉曲線所代表的過程中，為了分析與計(jì)算的方便，我們可換用空氣作為工作物，經(jīng)歷bcedb這個(gè)循環(huán)，而把它叫做空氣奧托循環(huán)。,卡諾循環(huán),氣體主要在循環(huán)的等體過程cd中吸熱（相當(dāng)于在爆炸中產(chǎn)生的熱），而在等體過程eb中放熱（相當(dāng)于隨廢氣而排出的熱），設(shè)氣體的質(zhì)量為M，摩爾質(zhì)量為Mmol，摩爾定體熱容為Cv，則在等體過程cd中，氣體吸取的熱量Q1為：,而在等體過程eb中放出的熱量應(yīng)為,卡諾循環(huán),把氣體看作理想氣體，從絕熱過程de及bc可得如下關(guān)系,所以這個(gè)循環(huán)的效率應(yīng)為,兩式相減得,亦即,卡諾循環(huán),實(shí)際上汽油機(jī)的效率只有25左右。,式中r= V/V0 叫做壓縮比。計(jì)算表明，壓縮比愈大，效率愈高。汽油內(nèi)燃機(jī)的壓縮比不能大于7，否則汽油蒸汽與空氣的混合氣體在尚未壓縮至c點(diǎn)時(shí)溫度已高到足以引起混合氣體燃燒了。設(shè)r=7, =1.4，則,卡諾循環(huán),實(shí)際上汽油機(jī)的效率只有25左右。,式中r=V/V0 叫做壓縮比。計(jì)算表明，壓縮比愈大，效率愈高。汽油內(nèi)燃機(jī)的壓縮比不能大于7，