定容加热循环原理及应用

定容加热理想循环是汽油机实际工作循环的理想化，它是德国工程师奥托（Otto）于1876年提出来的，也称奥托循环。内燃机的实际工作循环可通过装在汽缸上的示功器将活塞在汽缸中的位置与工质压力的关系曲线描绘下来，即示功图。图13-9（a）就是一个四冲程汽油机的实际工作循环的示功图。

图13-9　四冲程内燃机定容加热循环

图13-9（a）中，当活塞由上死点向下死点，即图中自左向右移动时，将燃料与空气的混合物经进气阀吸入气缸中，活塞的这一行程叫做吸气冲程，在示功图上以0→1表示。吸气过程中，气缸中的压力略低于大气压力。活塞到达下死点时，进气阀关闭，进气停止。活塞随即反向移动，气缸中的可燃气体被压缩升温，称为压缩冲程（1→2）。当活塞接近上死点时，点火装置将可燃气体点燃，气缸内瞬时间生成高温高压燃烧产物。因燃烧过程进行得极快，在燃烧的瞬间活塞的移动极小，可以认为工质在定容条件下被加热（2→3）。活塞到达上死点后，工质膨胀，推动活塞做功（3→4），称为工作冲程。膨胀终了时排气阀打开，废气开始排出。活塞从下死点返回时，继续将废气排出缸外，称为排气冲程（4→0）。至此，完成了一个工作循环，即四冲程定容加热循环。当活塞再度下行时，即进入一个新的循环。(www.xing528.com)

由上可见，内燃机是一个敞开系统，每一个循环开始时都要从外界吸入工质，循环结束时又将废气排于外界。而蒸汽动力循环中，工质是循环使用的。按定容加热循环工作的内燃机所适合的燃用油品为汽油，因为汽油挥发性强，容易在气缸外预先制成可燃气体，所以这种内燃机常称汽油机或点燃式内燃机。汽油机广泛地应用在汽车、飞机等轻型发动机上。