什么是奥托循环- P-V和T-S图最简单的解释?

奥托循环由尼古劳斯·奥古斯特·奥托博士给出。它是一种气体动力循环,用于火花点火引擎(即汽油发动机)的工作性能。整个现代汽油发动机是在奥托循环上工作的。它包括四个过程,两个等熵(可逆绝热)过程和两个等容(等容)过程。压缩比为7:1 ~ 10:1。在这里,我们将试图通过P-V和T-S图来理解这个循环。

这个循环的四个过程如下:

1.等熵(可逆绝热)压缩
2.等容(等容)加热
3.等熵(可逆绝热)膨胀
4.定容散热。

在开始理解这四种过程之前,让我们先理解等熵过程和等容过程。

  1. 等熵过程:这是一个热力学过欧洲杯淘宝彩票程,在这个过程中系统的熵保持不变(即熵保持不变)。等熵过程中没有热量的散失,所以有时等熵过程称为可逆绝热过程。
  2. 等体积的过程:在等容条件下发生的过程称为等容过程。

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全部过程。

注意:为了更好的解释,阅读时,每次都要看P-V和T-S图。

1.过程1-2:等熵压缩

这个过程涉及活塞从上止点到下止点的运动。在吸气过程中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增加到P2,体积从V1减少到V2,温度从T1上升到T2,熵保持不变。

2.过程2-3:恒容热添加

这一过程是等容过程,即以恒定体积向空气中注入热量。在此过程中,活塞在上止点处休息片刻,在此期间,热量通过外部热源进入空气。由于热量的增加,压力从P2增加到P3,压强、体积保持不变(即压强、体积)。V2=V3),温度从T2上升到T3,熵从S2上升到S3。

输入的热量是

3.过程3-4:等熵膨胀

在这个过程中,空气发生等熵(可逆绝热)膨胀。活塞从上止点移动到下止点。在这个过程中获得的能量被用来做功。由于这一过程涉及空气的膨胀,所以P3 ~ P4时压力减小,V3 ~ V4时体积增大,T3 ~ T4时温度减小,熵不变(即S3=S4)。

4.定容散热

在此过程中,活塞在下止点休息片刻,并在定容下拒热。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。

在这个过程中放出的热量为
当这种循环在四冲程汽油发动机中使用时,比两冲程增加。一种是在恒定大气压下吸入气缸内的空气燃料混合物另一种是在恒定大气压下从发动机气缸中排出气体。这两个过程在我们上面讨论过的理想奥托循环中没有显示出来。

以表格形式总结

S.no
过程
操作
活塞的位置
参数的变化
1.
1 - 2:等熵压缩
压缩空气。
下死点,TDC
V:从V1减少到V2
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:恒容热添加
热以火花的形式加入,燃烧就发生了。
在TDC呆了一会儿
V:保持不变(V2 = V3)
T:从T2增加到T3
P:从P2增加
以P3
从S2增加到S3
3.
3 - 4:等熵膨胀
空气的膨胀是由于热量的增加而发生的。
到下死点
V:从V3增加到V4
T:从T3下降到T4
P:从P3下降到P4
S:熵保持不变(S3=S4)
4.
4-1:恒容散热
热量被输送到散热器。
在BDC呆了一会儿
V:体积保持不变(V4 = V1)
T:由T4下降到T1
P:从P4下降到P1
S:从S4降到S1

热效率

奥托循环的效率为

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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Pankaj Mishra

潘卡吉·米什拉(Pankaj Mishra)是一位充满激情的博客作者,职业是机械工程师。他于2015年获得机械工程学士学位。他喜欢分享他的知识和帮助别人。

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