奥托周期是尼古拉斯·奥古斯特·奥托医生给出的。它是一种燃气动力循环,用于火花点火式发动机(即汽油机)。整个现代汽油发动机都是按奥托循环工作的。它由四个过程组成,两个等熵(可逆绝热)过程和两个等容(等体积)过程。它具有低压缩比范围从7:1到10:1。在这里,我们将尝试借助P-V和T-S图来理解这个循环。
该循环的四个过程如下:
1.等熵(可逆绝热)压缩
2.等体积(等沸)加热
3.等熵(可逆绝热)膨胀
4.等体积散热。
2.等体积(等沸)加热
3.等熵(可逆绝热)膨胀
4.等体积散热。
在开始了解这四个过程之前,让我们先了解等熵和等容过程。
- 等熵过程:这是一个系统熵保新利18体育苹果版持不变(即熵保持不变)的热力学过程。等熵过程中没有热量的散失,所以有时等熵过程也称为可逆绝热过程。
- 等体积的过程:在恒定体积下发生的过程称为等沸过程。
还读:奥托循环和柴油循环的区别
目录
奥托循环是如何工作的?
现在,借助P-V图和T-S图,我们可以很容易地理解奥托循环的所有过程。
注意:为了更好的解释,在阅读时,每次都要看P-V和T-S图。
1.过程1-2:等熵压缩
这个过程包括活塞从上止点到下止点的运动。在吸入行程中被吸入气缸的空气经历可逆绝热(等熵)压缩。由于空气被压缩,压强从P1上升到P2,体积从V1下降到V2,温度从T1上升到T2,熵保持不变。
2.过程2-3:定容加热
这是一个等沸过程,即热量以恒定的体积加入空气。活塞在上止点处休息片刻,在此期间,热量通过外部源添加到空气中。由于热量的增加,压力从P2增加到P3,压力,体积保持不变(即。V2=V3),温度从T2增加到T3,熵从S2增加到S3。
所加的热量由
3.过程3-4:等熵展开
在这个过程中,空气发生了等熵(可逆绝热)膨胀。活塞从上止点移动到下止点。能量是在这个过程中获得的,用来做功。由于这个过程涉及到空气的膨胀,因此压强从P3下降到P4,体积从V3增加到V4,温度从T3下降到T4,熵保持不变(即S3=S4)。
4.定容散热
在这个过程中,活塞在下止点处休息片刻,在恒定体积下散热。压强从P4下降到P1,体积保持不变(即V4=V1),温度从T4下降到T1。
在这个过程中所排出的热量由
当该循环用于四冲程汽油发动机时,两个过程增加。一个是在恒定的大气压下吸入气缸内的空气燃料混合物,另一个是在恒定的大气压下排出发动机气缸外的气体。这两个过程在我们上面讨论的理想奥托循环中没有表现出来。
还读:
什么是四冲程发动机?
表格式摘要
S.no
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过程
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操作
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活塞位置
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参数变化
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1. |
1-2:等熵压缩 |
压缩空气。 |
下止点到上止点 |
V:从V1到V2递减
T:从T1增加到T2
P:从P1增加到P2
S:熵保持不变(S1=S2) |
2. |
2-3:恒体积加热 |
以火花的形式增加热量,从而发生燃烧。 |
在TDC呆一会儿 |
V:保持不变(V2 = V3)
T:从T2增加到T3
P:从P2开始增加
以P3
S:从S2增加到S3 |
3. |
3-4:等熵展开 |
空气膨胀是由于热的加入。 |
上止点到下止点 |
V:从V3增加到V4
T: T3 ~ T4递减
P:从P3到P4减少
S:熵保持不变(S3=S4) |
4. |
4-1:定容散热 |
热被排入水槽。 |
在BDC呆一会儿 |
V:体积保持不变(V4 = V1)
T:从T4到T1递减
P:从P4到P1递减
S:从S4到S1递减 |
热效率
奥托循环的效率由
应用程序
适用于摩托车、汽车和其他轻型车辆的所有二冲程和四冲程汽油发动机。
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