内燃机学 第三讲

1、 第三章 内燃机的工作循环内燃机的工作循环 内燃机的工作循环进气、压缩、膨胀（燃烧）、排气进气、压缩、膨胀（燃烧）、排气柴油机工作原理本章讲授内容1、内燃机的理论循环内燃机的理论循环2、内燃机的燃料及热化学、内燃机的燃料及热化学3、内燃机的实际循环、内燃机的实际循环4、内燃机工作过程的热力学模型、内燃机工作过程的热力学模型3.1 内燃机的理论循环内燃机的理论循环1、研究理论循环的目的2、内燃机循环与工作过程的简化和假设3、内燃机的理论循环的三种形式4、各种理论循环的比较5、内燃机工作过程的实际约束和限制3.1.1 研究理论循环的目的研究理论循环的目的1）阐明各基本热力参数间的关系）阐明各基本热

2、力参数间的关系，明，明确提高经济性和动力性的基本途径。确提高经济性和动力性的基本途径。2）确定循环热效率的理论极限）确定循环热效率的理论极限，判断，判断实际内燃机工作过程进行的完善程度。实际内燃机工作过程进行的完善程度。3）分析）分析和比较内燃机和比较内燃机不同热力循环方不同热力循环方式的经济性和动力性式的经济性和动力性。3.1.2内燃机循环与工作过程的简化和假设内燃机循环与工作过程的简化和假设1）忽略发动机的进排气进排气过程，将实际的开口循环简化为闭口循环闭口循环2）将燃烧过程简化为燃烧过程简化为等容、等压或混合等容、等压或混合加热加热过程过程，将排气过程排气过程简化为等容等容放热放热过程3

3、）压缩、膨胀）压缩、膨胀过程简化为理想的绝热等熵可逆过等熵可逆过程程，忽略工质与外界热交换及其泄漏忽略工质与外界热交换及其泄漏4）介质）介质为空气，并视为理想气体理想气体，在整个循环过循环过程中理化性质不变，程中理化性质不变，比热容为常数闭闭口口循循环环3.1.3 内燃机理论循环的三种形式内燃机理论循环的三种形式 典型的理论循环理论循环示功图1、等容、等容加热循环加热循环火花点火式发动机火花点火式发动机2、等压加热循环、等压加热循环（燃气轮机）（燃气轮机）3、混合、混合加热循环加热循环压燃式发动机压燃式发动机等容加热循环等容加热循环pVOzcbaQ1Q2等容加热循环等容加热循环1-ct11 3

4、.1.3.1加热过程在等容条加热过程在等容条件下很快完成件下很快完成。 等熵指数等熵指数=Cp/Cvc 几何压缩比几何压缩比=Va/Vc等等容容加加热热循循环环理理论论循循环环汽油机实际循环 等压加热循环 1111001-ct 3.1.3.2加热过程在等压条件下加热过程在等压条件下完成完成 等熵指数等熵指数=Cp/Cvc 几何压缩比几何压缩比=Va/Vc0 初始膨胀比初始膨胀比=Vz/VcpVOzcbaQ1Q2等压加热等压加热等等压压加加热热循循环环初始膨胀比0c几何压缩比几何压缩比=Va/Vc0初始膨胀比初始膨胀比=Vz/VcVCpVOzcbaQ1Q2等压加热等压加热下止点下止点上止点上止点

5、VZ最高爆发最高爆发压力点压力点3.1.3.3混合加热循环111110pp0p1 -ct加热过程在加热过程在等容等容和和等压等压条条件下完成件下完成等熵指数等熵指数=Cp/Cvc几何压缩比几何压缩比=Va/Vc0初始膨胀比初始膨胀比=Vz/Vcp压力升高比压力升高比=Pz/PcpVOzcbaQvQ2Q1-QvZ混合加热循环混合加热循环混混合合加加热热循循环环3.1.4 各种理论循环理论循环的比较循环循环名称名称循环热效率循环热效率循环特点循环特点对应的对应的实际过程实际过程等容等容加热加热热效率仅与热效率仅与压缩比压缩比有关有关点燃式发动机点燃式发动机 (Otto循环循环)等压等压加热加热负荷

6、的增加使负荷的增加使热效率下降热效率下降 燃气轮机燃气轮机(Brayton 循循环环)混合混合加热加热 热效率介于热效率介于等容和等压等容和等压之间之间 柴油机柴油机 (Diesel 循循环环)t 等熵指数等熵指数， c=Va/Vc 压缩比压缩比，tp=pz/pc 压力升高比压力升高比， 0= Vz/Vc 初始膨胀比初始膨胀比1-ct11 1111001-ct 111110pp0p1-ct 3.1.4.1 各种理论循环理论循环的比较（1）初始状态一致初始状态一致（a点一致）点一致）且且加热量加热量（Q一致）一致）及及压缩比相同（压缩比相同（ c 一致一致）时时n等容加热等容加热循环循环热效率热

7、效率最高最高，n等压加热等压加热循环循环热效率热效率最低最低，n混合加热混合加热循环热效率循环热效率介于两者之间介于两者之间pVOzcbaQ1Q2（等容加热）（等容加热）apVOzcbQ1Q2（等压加热）（等压加热）p（混合加热）（混合加热）VOzcbaQvQ2Q1-QvZ3.1.4.2 各种理论循环理论循环的比较（2）最高循环压力最高循环压力（ pz 一致）一致）加热量相同加热量相同（Q一致）一致）而而压缩比不同压缩比不同（ c 不同不同）时时等容加热等容加热循环热效率循环热效率最低最低，等压加热等压加热循环热效率循环热效率最高最高，混合加热混合加热循环热效率介于循环热效率介于两者之间两者之

8、间。pVOzcbaQ1Q2等压加热等压加热pVOzcbaQvQ2Q1-QvZ混合加热混合加热等容加热等容加热pVOzcbaQ1Q2Z结论结论1) 提高压缩比提高压缩比c可提高工质最高温度、增加内燃机的膨胀比可提高工质最高温度、增加内燃机的膨胀比0(Vz/Vc) ，从，从而而提高热效率提高热效率t。但提高率随着但提高率随着c的增大而逐渐降低。的增大而逐渐降低。2) 增大压力升高比增大压力升高比p(Pz/Pc)可增加混合加热循环中可增加混合加热循环中等容部分等容部分的加热量，提高热量利用率，的加热量，提高热量利用率，可使可使t提高提高。副作用：副作用：3) c及及p (Pz/Pc)增加，导致最高循

9、环压力增加，导致最高循环压力pz急剧急剧上升上升。4) 增大初始膨胀比增大初始膨胀比0 (Vz/Vc) ，可以提高循环平均压力，可以提高循环平均压力，但由于但由于等压等压部分加热量的增加，导致部分加热量的增加，导致t降低降低。3.1.5 内燃机工作过程 的实际约束和限制 1、结构强度的限制、结构强度的限制 2、机械效率的限制、机械效率的限制 3、燃烧方面的限制、燃烧方面的限制3.1.5.1 结构强结构强度的限制度的限制提高提高c（压缩比）（压缩比）和和p（压力升高比）（压力升高比）将导致将导致 pz 的急剧的急剧升升高高对承载零件的对承载零件的强度强度要求更高要求更高影响影响使用寿命和可使用寿

10、命和可靠性靠性pVOzcbaQvQ2Q1-QvZ混合加热循环混合加热循环3.1.5.2 机械效率的限制机械效率的限制机械效率机械效率m与与 pz 密切相关密切相关过分的提高过分的提高c （压缩比）（压缩比）以及以及p （压力（压力升高比）升高比）将引起将引起m的的下降下降结果使结果使c以及以及p提高而带来的收益得而提高而带来的收益得而复失。复失。3.1.5.3 燃烧方面的限制燃烧方面的限制汽油机汽油机压缩比过高，会产生爆燃、表面点火等不正常燃烧。压缩比过高，会产生爆燃、表面点火等不正常燃烧。柴油机柴油机压缩比过高使压力升高比增大，产生冲击和噪声。压缩比过高使压力升高比增大，产生冲击和噪声。n柴

11、油机柴油机w压缩比压缩比 c = 1222w最高循环压力最高循环压力 pz = 714 M Paw压力升高比压力升高比 p = 1.32.2 (Pz/Pc)n汽油机汽油机w压缩比压缩比 c = 612w最高循环压力最高循环压力 pz = 38.5 M Paw压力升高比压力升高比 p = 2.04.0 (Pz/Pc) 思考题思考题 研究理论循环的目的是什么？研究理论循环的目的是什么？3.2 内燃机的燃料及热化学内燃机的燃料及热化学1、内燃机的燃料、内燃机的燃料2、燃烧热化学、燃烧热化学3.2.1 内燃机的燃料内燃机的燃料主要由主要由碳、氢碳、氢两种元素所组成，还有少量氧、两种元素所组成，还有少量

12、氧、氮、硫等元素。氮、硫等元素。石油基燃料主要组成：石油基燃料主要组成： 烷烃、烯烃、环烷烃和芳香烃等。烷烃、烯烃、环烷烃和芳香烃等。汽油汽油中烃类的碳原子数一般在中烃类的碳原子数一般在512，平均分，平均分子质量子质量110左右左右轻柴油轻柴油的碳原子数在的碳原子数在1022，平均分子质量，平均分子质量200左右左右1、烷烃2、烯烃3、环烷族烃4、芳香族烃5、柴油和汽油的理化性质6、气体燃料7、醇类燃料8、植物油燃料3.2.1.1 烷烃烷烃饱和链状结构 CnH2n+2分正构正构（直链）和异构异构（支链）形式正构正构：热稳定性差，碳原子数多、碳链长的烷烃高温下容易断裂，因此自燃性能好、滞燃期滞

13、燃期短，短，适宜作柴油机的燃料适宜作柴油机的燃料。异构异构：与正构形式相反。热稳定性好，自燃倾向比正构形式小得多，抗爆性强，适宜作汽油适宜作汽油机燃料。机燃料。3.2.1.2 烯烃烯烃含碳双键的不饱和链状烃抗氧化稳定性较差易聚合产生胶质影响汽油的品质3.2.1.3 环烷族烃环烷族烃碳原子环状排列，属于饱和烃饱和烃热稳定性、自燃温度高于正烷烃高于正烷烃辛烷值高辛烷值高适宜作汽油机燃料3.2.1.4 芳香族烃芳香族烃含有苯环结构，（苯环）具有牢固的化学结构。热稳定性好不易自燃不易发生爆燃可增加汽油的辛烷值增加汽油的辛烷值含量太高易导致未燃导致未燃HC排放的增加排放的增加由于碳原子数多，燃烧温度较高

14、，会导致导致NOx排放增加排放增加对柴油十六烷值具有调整作用，但过高易产生碳烟颗粒排放。3.2.1.5 柴油和汽油的理化性质1、柴油的理化性质、柴油的理化性质2、汽油的理化性质、汽油的理化性质1) 柴油的理化性质1、自燃温度、点燃温度、自燃温度、点燃温度2、低温流动性、低温流动性3、发热量、发热量4、混合气热值、混合气热值、空燃比、空燃比、着火界限着火界限自燃温度自燃温度无外源点火情况下能够自行着火的最低温度。无外源点火情况下能够自行着火的最低温度。柴油自燃性用十六烷值衡量柴油自燃性用十六烷值衡量。十六烷值高的柴油，其自燃温度低，十六烷值高的柴油，其自燃温度低，滞燃期短，有利于发滞燃期短，有利

15、于发动机的冷起动，适合于高速柴油机使用，动机的冷起动，适合于高速柴油机使用，过高十六烷值的柴油在燃烧过程中容易裂解、形成碳烟。过高十六烷值的柴油在燃烧过程中容易裂解、形成碳烟。十六烷值的评定用两种标准燃料作比较：十六烷值的评定用两种标准燃料作比较：正十六烷正十六烷C16H34，自燃性很好，其十六烷值定义为，自燃性很好，其十六烷值定义为100；甲基萘甲基萘C11H10，自燃性很差，其十六烷值定义为，自燃性很差，其十六烷值定义为0。在专用试验机上，分别对柴油和一定混合比例的正十六烷在专用试验机上，分别对柴油和一定混合比例的正十六烷与与甲基萘混合液进行自燃性比较。等同自燃性混合液中甲基萘混合液进行自

16、燃性比较。等同自燃性混合液中正十六烷的容积百分比正十六烷的容积百分比，即为所试，即为所试柴油的十六烷值柴油的十六烷值。柴油的柴油的自燃温度自燃温度、点燃温度自燃温度：自燃温度： 200220 (300 )点燃温度：4086 左右柴油的低温流动性柴油的低温流动性体现为柴油的体现为柴油的浊点浊点与与凝点凝点浑浊点浑浊点：温度降低时，柴油中的：温度降低时，柴油中的高分子烷族烃高分子烷族烃（如石蜡）和水分开始析出并结晶（如石蜡）和水分开始析出并结晶，使柴油变，使柴油变得浑浊，达到这一状态的温度值称为得浑浊，达到这一状态的温度值称为浑浊点浑浊点。凝点凝点：当温度降到柴油凝固失去流动性时的温：当温度降到柴

17、油凝固失去流动性时的温度。度。标号标号：柴油的凝点柴油的凝点。发热量发热量1kg燃油完全燃烧所放出的热量叫做燃料的发燃油完全燃烧所放出的热量叫做燃料的发热量（热量（kJ/kg）。）。燃油的发热值有低热值与高热值之分，计及燃燃油的发热值有低热值与高热值之分，计及燃烧产物中水蒸气冷凝时放出汽化潜热的发热量烧产物中水蒸气冷凝时放出汽化潜热的发热量叫做高热值，否则为低热值。叫做高热值，否则为低热值。在在内燃机内燃机中，由于无法利用水蒸气汽化潜热，中，由于无法利用水蒸气汽化潜热，所以所以用低热值用低热值。一般一般柴油的低热值柴油的低热值为为 42.544MJ/kg。柴油柴油混合气热值、空燃比、着火界限混

18、合气热值、空燃比、着火界限 混合气热值：3.789MJ/m3 理论空燃比：14.3：1 空气中着火界限:（体积比）1.5%7.6%2） 汽油汽油的理化性质的理化性质1 1、自燃温度、点燃温度、自燃温度、点燃温度2 2、挥发性、挥发性3、抗爆性、抗爆性4、热值、空燃比、着火界限、热值、空燃比、着火界限自燃温度、自燃温度、点燃温度自燃温度：自燃温度： 220260 (350470)左右点燃温度： -10 左右挥发性挥发性与燃料的馏分组成、蒸气压、表面张力以及汽化潜热有关。与燃料的馏分组成、蒸气压、表面张力以及汽化潜热有关。汽油馏出的温度范围称为馏程。汽油馏出的温度范围称为馏程。 10%馏出温度馏出

19、温度低，汽油机在低，汽油机在低温下容易起动低温下容易起动；过低时高温；过低时高温下易发生气阻；下易发生气阻； 50%馏出温度馏出温度表示汽油的平均挥发性，是表示汽油的平均挥发性，是保证汽车加速性保证汽车加速性和平稳性和平稳性的重要指标；的重要指标； 90%馏出温度馏出温度和终馏温度过高，易产生和终馏温度过高，易产生积碳积碳并并稀释曲轴箱稀释曲轴箱润滑油润滑油。蒸气压高，挥发性强，汽油机容易起动，但气阻倾向和挥蒸气压高，挥发性强，汽油机容易起动，但气阻倾向和挥发损失也大。发损失也大。抗爆性抗爆性1、烷烃、烷烃抗爆性最差，抗爆性最差，烯烃烯烃次之，次之，环烷烃环烷烃较好，较好，芳香烃芳香烃最好最好

20、。2、在同一种烃内，轻馏分优于重馏分，异构物优于正构物、在同一种烃内，轻馏分优于重馏分，异构物优于正构物汽油的抗爆性是以汽油的抗爆性是以辛烷值辛烷值来表示的。来表示的。抗爆性能较佳的抗爆性能较佳的异辛烷异辛烷C8H18(辛烷值辛烷值100)和抗爆性较弱的和抗爆性较弱的正庚正庚烷烷C7H16(辛烷值辛烷值0) 。所试油料的爆燃强度同标准混合液的爆燃强度相同时，标准混所试油料的爆燃强度同标准混合液的爆燃强度相同时，标准混合液中所含合液中所含异辛烷的体积百分比异辛烷的体积百分比，即为所试，即为所试油料的辛烷值油料的辛烷值。分为马达法分为马达法MON或研究法或研究法RON辛烷值。我国生产的汽油是按辛烷

21、值。我国生产的汽油是按研研究法究法辛烷值辛烷值RON分级的。分级的。提高辛烷值的方法：高辛烷值的调和剂，如加入提高辛烷值的方法：高辛烷值的调和剂，如加入甲基叔丁基醚甲基叔丁基醚（MTBE）、）、乙基叔丁基醚乙基叔丁基醚（ETBE）或）或醇类燃料醇类燃料等。等。辛烷值辛烷值马达法马达法 MON 辛烷值辛烷值（试验条件苛刻，（试验条件苛刻，所测值所测值低于研究法低于研究法）（试验规范适用于公路、野外、）（试验规范适用于公路、野外、山区等条件下的汽车行驶条件）山区等条件下的汽车行驶条件）70年代前年代前国内外使用的汽油标号方法。国内外使用的汽油标号方法。研究法研究法 RON 辛烷值辛烷值（试验条件更

22、适合城市内的（试验条件更适合城市内的轿车行驶条件）轿车行驶条件）现在国内使用的汽油标号。现在国内使用的汽油标号。汽油热值、空燃比、着火界限汽油热值、空燃比、着火界限低热值：43.96MJ/kg混合气热值：混合气热值：3.81MJ/m3理论空燃比：14.8：1空气中着火界限（体积比）1.4%7.6%3.2.1.6 气体燃料1）天然气（）天然气（NG）其主要成分为其主要成分为甲烷甲烷 CH4、乙烷乙烷 C2H6及及丙烷丙烷 C3H8等。等。热值：热值：50.05MJ/kg混合气热值：混合气热值：3.39MJ/kg辛烷值：辛烷值：140理论空燃比：理论空燃比：17.25：1，（体积比，（体积比9.5

23、2）空气中着火界限（体积比）：空气中着火界限（体积比）：5%15%通过适当的技术措施，如提高发动机的压缩比等，可以接通过适当的技术措施，如提高发动机的压缩比等，可以接近原发动机的动力性能。近原发动机的动力性能。2）液化石油气（）液化石油气（LPG）是天然石油气或石油炼制过程中生产的石油气，是天然石油气或石油炼制过程中生产的石油气，主要成分是主要成分是丙烷丙烷C3H8、丙烯丙烯C3H6、丁烷丁烷C4H10、丁烯丁烯C4H8及其异构物。及其异构物。热值：热值：45.5MJ/kg，混合气热值：混合气热值：3.5MJ/kg辛烷值：辛烷值：110理论空燃比：理论空燃比：15.6：1 ，（体积比，（体积比

24、23.8：1）空气中着火界限（体积比）空气中着火界限（体积比）2%9%3.2.1.7 醇类燃料醇类燃料醇类燃料是液体燃料，可以沿用传统的石油燃料的运输、醇类燃料是液体燃料，可以沿用传统的石油燃料的运输、贮存系统。贮存系统。发动机的动力性与经济性可以接近或超过原有汽油机或发动机的动力性与经济性可以接近或超过原有汽油机或柴油机，排气有害成分少。柴油机，排气有害成分少。1）甲醇）甲醇CH3OH热值：热值：20.1MJ/kg理论混合气热值：理论混合气热值：2.85MJ/kg辛烷值（辛烷值（112）理论空燃比：理论空燃比：6.45：1 空气中着火界限（体积比）空气中着火界限（体积比）6.7%36%2）乙

25、醇乙醇C2H5OH热值：27.37MJ/kg 混合气热值：混合气热值：3.0MJ/kg辛烷值：111理论空燃比：8.97：1 空气中着火界限（体积比）：4.3%19%3.2.1.8 植物油燃料植物油燃料大多数植物油的主要化学成分是大多数植物油的主要化学成分是甘油三酸酯甘油三酸酯植物油的植物油的热值均比柴油低热值均比柴油低。加热时易产生分解，少量轻成份挥发，大部分加热时易产生分解，少量轻成份挥发，大部分则变成胶状物，因此很难获得蒸馏特性。则变成胶状物，因此很难获得蒸馏特性。密度大，粘度比柴油高十多倍，雾化特性差，密度大，粘度比柴油高十多倍，雾化特性差，燃烧不充分，积碳严重燃烧不充分，积碳严重。十

26、六烷值也较低十六烷值也较低，经过酯化处理后，着火性能，经过酯化处理后，着火性能可以得到改善。可以得到改善。3.2.2 燃烧热化学燃烧热化学1 1、完全燃烧、完全燃烧l 碳氢燃料碳氢燃料CcHhOo在在空气中空气中完全燃烧时的化学反应完全燃烧时的化学反应l1kg燃料完全燃烧所需的理论空气量燃料完全燃烧所需的理论空气量2222224773. 32)773. 3(24NohcOHhcCONOohcOHCohc8341.340ohcggglgC 燃料中碳质量比质量比gh 燃料中氢质量比质量比gO 燃料中氧质量比质量比2、不完全燃烧、不完全燃烧l当实际供给的空气量小于理论所需的空当实际供给的空气量小于理

27、论所需的空气量时，气量时，C和和H部分氧化而形成了部分氧化而形成了CO、HC等不完全燃烧产物。等不完全燃烧产物。思考题思考题汽油及柴油的重要理化指标各有哪些?2. 列出可以作为内燃机燃料的相关化学物质，对其相关性能（包括一般物理性质、热值、燃点、着火界限、火焰传播速度等参数）进行列表对比和分析； 3.3 内燃机的实际循环内燃机的实际循环实际循环与理论循环相比，存在许多不可逆损失实际循环与理论循环相比，存在许多不可逆损失1、工质不同带来的影响2、换气损失3、传热损失4、时间损失5、燃烧损失6、涡流和节流损失7、泄漏损失3.3.1 工质不同工质不同带来的影响带来的影响（回顾理论循环假设）（回顾理论

28、循环假设）内燃机工作过程对工质内燃机工作过程对工质的假设：的假设：介质介质为空气空气，并视为理理想气体想气体，在整个循环过程中理化循环过程中理化性 质 不 变 ，性 质 不 变 ， 比 热 容（ Cp、Cv ）为常数， 相当于（= Cp/Cv ）pVOzcbaQvQ2Q1-QvZ混合加热循环混合加热循环工质不同带来的影响（最大）实际循环中，实际循环中，工质工质的的成成分及数量分及数量不断发生着不断发生着变变化化。3原子气体原子气体比热容比热容比比2原子气体大，且随着温原子气体大，且随着温度的上升而度的上升而增大增大。在燃烧在燃烧产物中产物中还存在着还存在着高温分解高温分解以及以及复合放热复合放

29、热现象。现象。pVOzcbaQvQ2Q1-QvZ混合加热循环混合加热循环工质改变工质改变的影响的影响理论循环理论循环3.3.2实际循环实际循环各部分损各部分损失的构成失的构成1、工质不同带、工质不同带来的影响来的影响2、传热损失、传热损失3、换气损失、换气损失4、时间损失、时间损失5、燃烧损失、燃烧损失6、涡流和节流、涡流和节流损失损失7、泄漏损失、泄漏损失34 45 512点燃式内燃机点燃式内燃机的实际循环图的实际循环图理论循环（理论循环（+）工质改变引起的损失工质改变引起的损失（-）非理想气体非理想气体传热和流动损失传热和流动损失（-）时间损失时间损失（-）燃燃烧非瞬态形成烧非瞬态形成后燃

30、损失后燃损失（-）上上止点后燃烧形成止点后燃烧形成换气损失换气损失（-）换换气过程的泵气损失气过程的泵气损失pV 图3.4 内燃机内燃机循环的热力学模型循环的热力学模型不涉及内燃机中各热力学参数在空间的不均匀性不涉及内燃机中各热力学参数在空间的不均匀性以及工作过程的细节，故又称为以及工作过程的细节，故又称为零维模型零维模型。其其基本的思路基本的思路是：是：n用微分方程对各系统的用微分方程对各系统的实际工作过程进行数学描述实际工作过程进行数学描述。n通过计算程序，通过计算程序，得到气缸内得到气缸内各参数各参数随时间（或曲轴转随时间（或曲轴转角）的变化规律角）的变化规律。n通过相应的计算公式，通过

31、相应的计算公式，计算发动机的计算发动机的宏观性能参数宏观性能参数。热力学模型的计算过程热力学模型的计算过程1 1、模型的假定、模型的假定2 2、建立基本微分方程组、建立基本微分方程组3 3、缸内实际工作过程的计算、缸内实际工作过程的计算4 4、进排气过程的计算、进排气过程的计算5 5、内燃机性能的计算、内燃机性能的计算3.4.1 模型的假定1) 不考虑气缸内各点的压力、温度与浓度场不考虑气缸内各点的压力、温度与浓度场的差异，即为的差异，即为单区过程单区过程。2) 工质为理想气体工质为理想气体，其比热容、内能仅与气，其比热容、内能仅与气体的温度和气体的组成有关。体的温度和气体的组成有关。3) 气体流入与流出气缸为气体流入与流出气缸为准稳定流动准稳定流动，不计，不计流入或流出时的动能。流入或流出时的动能。4) 不计不计进气系统内压力和温度进气系统内压力和温度波动的影响波动的影响。5) 缸内工质在缸内缸内工质在缸内无泄漏无泄漏。3.4.2 建立基本微分方程组基本微分方程组系统组成：系统组成：气缸壁面、活塞顶面以及缸盖底面所围成的气缸壁面、活塞顶面以及缸盖底面所围成的变容积变容积系统系统。应用依据：应用依据：热力学第一定律