迪すすむ塞ふさが尔循环

迪すすむ塞ふさが尔循环（英語えいご：Diesel cycle）是ぜ往復おうふく式しき内燃ないねん机つくえ中なか的てき一いち種しゅ熱ねつ力學りきがく循環じゅんかん，常用じょうよう在ざい柴しば油ゆ引擎中なか。在ざい迪すすむ塞ふさが尔循环中，燃料ねんりょう會かい注入ちゅうにゅう到いた燃燒ねんしょう室しつ中ちゅう，之これ後ご燃燒ねんしょう室しつ的てき氣體きたい會かい壓縮あっしゅく，使つかい燃料ねんりょう燃燒ねんしょう，產さん生せい熱ねつ能のう。迪すすむ塞ふさが尔循环和四行程引擎中用的奧おく圖ず循環じゅんかん不同ふどう，奧おく圖ず循環じゅんかん會かい用よう火花ひばな塞ふさが點てん燃もえ燃燒ねんしょう室しつ中ちゅう的てき燃料ねんりょう-空氣くうき混合こんごう物ぶつ，而迪塞ふさが尔循环不需要じゅよう火花ひばな塞ふさが。迪すすむ塞ふさが尔循环用在ざい飛ひ機き柴しば油ゆ引擎、汽車きしゃ、發電はつでん、柴しば电动力りょく、鐵路てつろ機き車しゃ等ひとし。

迪すすむ塞ふさが尔循环在燃燒ねんしょう一開始時假設是定壓行程（下圖したず中ちゅう的てき$V_{2}$至いたり$V_{3}$），這是理想りそう的てき數學すうがく模型もけい，實際じっさい上うえ的てき迪すすむ塞ふさが尔循环在此部份的壓力あつりょく會かい增加ぞうか，但ただし沒ぼっ有ゆう奧おく圖ず循環じゅんかん那な麼明顯あらわ。相反あいはん的てき，理想りそう的てき奧おく圖ず循環じゅんかん在ざい燃燒ねんしょう開始かいし時じ假設かせつ是ぜ定てい容よう行程こうてい。

理想りそう的てき迪すすむ塞ふさが尔循环

理想りそう迪すすむ塞ふさが尔循环的p-V圖ず，過程かてい是ぜ依よ照あきら1-4的てき順序じゅんじょ，依よ順じゅん時針じしん方向ほうこう進行しんこう

左ひだり圖ず是ぜ理想りそう迪すすむ塞ふさが尔循环的壓力あつりょく體積たいせき圖ず，其中$p$是これ壓あつ強きょう，V是ぜ體積たいせき，或ある是ぜ以單位い質量しつりょう為ため基礎きそ的てき分析ぶんせき，則のり是ぜ比ひ容よう。理想りそう的てき迪すすむ塞ふさが尔循环會有ゆう以下いか的てき四よん個こ過程かてい：

• 過程かてい1至いたり2為ため流體りゅうたい的てき等とう熵壓縮あっしゅく（蓝色）
• 過程かてい2至いたり3為ため流體りゅうたい的てき可逆かぎゃく定壓ていあつ加熱かねつ（紅色こうしょく）
• 過程かてい3至いたり4為ため等とう熵膨脹ぼうちょう（黃色おうしょく）
• 過程かてい4至いたり1為ため可逆かぎゃく定てい容よう冷ひや卻（綠色みどりいろ）

迪すすむ塞ふさが尔引擎是熱ねつ機き，會かい將しょう熱ねつ轉換てんかん為ため功こう。在ざい圖ず中ちゅう最さい下方かほう的てき等とう熵過程ほど（蓝色）中ちゅう，能のう量りょう以功$W_{in}$的てき型式けいしき進入しんにゅう系統けいとう，但ただし依よ照あきら定義ていぎ（等とう熵），沒ぼつ有ゆう熱ねつ能のう流りゅう進しん系統けいとう或ある是ぜ由よし系統けいとう流出りゅうしゅつ。在ざい等とう压过程ほど（紅色こうしょく）中ちゅう，能のう量りょう以熱$Q_{in}$的てき型式けいしき進入しんにゅう系統けいとう，最さい上方かみがた的てき等とう熵過程ほど（黃色おうしょく）中ちゅう，能のう量りょう以功$W_{out}$的てき型式けいしき離はなれ開ひらき系統けいとう，依よ照あきら定義ていぎ（等とう熵），沒ぼつ有ゆう熱ねつ能のう流りゅう進しん系統けいとう或ある是ぜ由よし系統けいとう流出りゅうしゅつ。在ざい等とう容よう过程（綠色みどりいろ）中ちゅう，能のう量りょう以熱$Q_{out}$的てき型式けいしき離はなれ開ひらき系統けいとう。系統けいとう對外たいがい產さん生せい的てき功こう等とう於外界かい對たい系統けいとう作さく的てき功こう加か上じょう進入しんにゅう系統的けいとうてき熱ねつ能のう，再さい減げん去さ離はなれ開ひらき系統的けいとうてき熱ねつ能のう，換かわ句く話はなし說せつ，系統けいとう產さん生せい的てき淨きよし功こう等とう於進入しんにゅう系統けいとう熱ねつ能のう和わ離はなれ開ひらき系統けいとう熱ねつ能のう的てき差さ。

• 輸入ゆにゅう功こう（$W_{in}$）是ぜ由よし活塞かっそく壓縮あっしゅく空氣くうき（系統けいとう）而產生せい
• 輸入ゆにゅう熱ねつ（$Q_{in}$）是ぜ由よし燃料ねんりょう燃燒ねんしょう而產生せい
• 輸出ゆしゅつ功こう（$W_{out}$）是ぜ由よし工作こうさく流體りゅうたい膨脹ぼうちょう推動活塞かっそく而產生せい（輸出ゆしゅつ可用かよう的てき功こう）
• 輸出ゆしゅつ熱ねつ（$Q_{out}$）是ぜ經由けいゆ排はい放ひ燃燒ねんしょう後ご氣體きたい而離開ひらき系統けいとう
• 產さん生せい的てき淨きよし功いさお = $Q_{in}$ - $Q_{out}$

產さん生せい的てき淨きよし功こう也可以用P-V diagram中ちゅう所しょ圍かこえ住じゅう的てき區域くいき來らい表示ひょうじ。每まい一次循環都會產生淨功，也是可用かよう的てき功こう，可か以轉換てんかん為ため其他型式けいしき的てき能のう量りょう，例れい如推動どう車輛しゃりょう（動どう能のう）或ある是ぜ產さん生せい電でん能のう。將はた每次まいじ產さん生せい的てき功こう隨ずい著ちょ時間じかん累加るいか，即そく為ため產さん生せい的てき能のう量りょう。$W_{out}$也稱為ため總そう功こう，其中有ちゅうう些會在ざい引擎的てき下か一いち個こ行程こうてい中ちゅう消耗しょうもう，用よう來らい壓縮あっしゅく空氣くうき。

最大さいだい熱ねつ效率こうりつ

迪すすむ塞ふさが尔循环的最大さいだい熱ねつ效率こうりつ和わ壓縮あっしゅく比ひ以及停气比（cut-off ratio）有ゆう關せき，在ざい一般いっぱん条件じょうけん進行しんこう分析ぶんせき，所得しょとく的てき熱ねつ效率こうりつ如下：

$\eta _{th}=1-{\frac {1}{r^{\gamma -1}}}\left({\frac {\alpha ^{\gamma }-1}{\gamma (\alpha -1)}}\right)$

其中

$\eta _{th}$為ため热效率りつ

$\alpha$為ため停とま气比${\frac {V_{3}}{V_{2}}}$（燃燒ねんしょう相しょう的てき最後さいご體積たいせき和かず啟あきら始はじめ體積たいせき的てき比例ひれい）

r為ため壓縮あっしゅく比ひ${\frac {V_{1}}{V_{2}}}$

$\gamma$為ため絕ぜっ熱ねつ指數しすう（熱ねつ容よう比ひ，C_p/C_v）

停とま气比可か以用以下いか和わ溫度おんど有ゆう關せき的てき式しき子來こらい表示ひょうじ：

${\frac {T_{2}}{T_{1}}}={\left({\frac {V_{1}}{V_{2}}}\right)^{\gamma -1}}=r^{\gamma -1}$

$\displaystyle {T_{2}}={T_{1}}r^{\gamma -1}$

${\frac {V_{3}}{V_{2}}}={\frac {T_{3}}{T_{2}}}$

$\alpha =\left({\frac {T_{3}}{T_{1}}}\right)\left({\frac {1}{r^{\gamma -1}}}\right)$

$T_{3}$可か以近似きんじ為ため燃料ねんりょう的てき火ひ焰溫度おんど，火ひ焰溫度おんど可か以近似きんじ為ため燃料ねんりょう在ざい對應たいおう空氣くうき-燃料ねんりょう比ひ以及壓縮あっしゅく壓力あつりょく$p_{3}$下した的てき絕ぜっ熱ねつ火ひ焰溫度おんど。$T_{1}$可か似に近似きんじ為ため進しん氣溫きおん度ど。

公式こうしき只ただ表示ひょうじ了りょう理想りそう的てき熱ねつ效率こうりつ，實際じっさい熱ねつ效率こうりつ會かい因いん為ため熱ねつ損失そんしつ以及摩擦まさつ力りょく損失そんしつ，比ひ理想りそう效率こうりつ要よう小しょう很多。

奧おく圖ず循環じゅんかん（汽油引擎）的てき理想りそう熱ねつ效率こうりつ如下

$\eta _{otto,th}=1-{\frac {1}{r^{\gamma -1}}}$

迪すすむ塞ふさが尔循环公式こうしき比ひ奧おく圖ず循環じゅんかん複雜ふくざつ很多，原因げんいん是ぜ因いん為ため熱ねつ是ぜ在ざい定壓ていあつ過程かてい時じ加入かにゅう，是ぜ在ざい定てい容よう過程かてい時じ移うつり除じょ。而奧圖ず循環じゅんかん的てき熱ねつ是ぜ在ざい定てい容よう過程かてい時じ加入かにゅう及移除じょ，所以ゆえん比較ひかく簡單かんたん。

比較ひかく二個式子可以發現若壓縮比r相あい同どう，理想りそう的てき奧おく圖ず循環じゅんかん效率こうりつ較高。但ただし是これ柴しば油ゆ引擎整體せいたい效率こうりつ會かい比ひ汽油引擎要よう好このみ，因いん為ため可か以在較高的てき壓縮あっしゅく比ひ下か操作そうさ。若わか是ぜ汽油引擎也在和わ柴しば油ゆ引擎相しょう同どう的てき壓縮あっしゅく比ひ下か，會かい出現しゅつげん爆ばく震ふるえ（自發じはつ火ひ，self-ignition，在ざい火星かせい塞ふさが點火てんか前ぜん就先燃燒ねんしょう）的てき情じょう形がた，會かい大幅おおはば降くだ低てい引擎效率こうりつ。不ふ過か在ざい柴しば油ゆ引擎中ちゅう，自發じはつ火ひ是ぜ理想りそう的てき特性とくせい。而且此處ここら提ひっさげ到いた的てき奧おく圖ず循環じゅんかん公式こうしき沒ぼつ有ゆう包括ほうかつ節ぶし流りゅう損失そんしつ（throttling losses），而實際ぎわ的てき迪すすむ塞ふさが尔循环不會かい有ゆう節ぶし流りゅう損失そんしつ。

應用おうよう

柴しば油ゆ引擎

主しゅ条目じょうもく：柴しば油ゆ引擎

柴しば油ゆ引擎是ぜ單たん一週期的大型內燃機引擎中，有ゆう最低さいてい燃料ねんりょう消耗しょうもう比ひ的てき引擎，非常ひじょう大型おおがた的てき船用せんよう柴しば油ゆ引擎其數值為0.26 lb/hp·h （0.16 kg/kWh）（多た周期しゅうき的てき发电厂用引擎其效率りつ更さら高だか，但ただし其中有ちゅうう二個引擎而不只是一個）。二に行ぎょう程ほど柴しば油ゆ引擎有高ありだか壓あつ的てき增ぞう压器（forced induction），特別とくべつ是ぜ渦うず輪わ增ぞう壓あつ器き，因いん此在很大型がた的てき柴しば油ゆ引擎中ちゅう大部たいぶ份會以二に行程こうてい的てき為ため主ぬし。

在ざい北美きたみ洲しゅう柴しば油ゆ引擎主要しゅよう用よう在ざい大型おおがた的てき卡車，其引擎週期き有ゆう低てい應力おうりょく、高こう效率こうりつ的てき特性とくせい，因いん此引擎壽命いのち較長，維護成本なりもと也較低ひく。重じゅう負まけ載の的てき鐵路てつろ也是因いん為ため類似るいじ原因げんいん選せん用よう柴しば油ゆ引擎為ため其理想りそう動力どうりょく來らい源げん。

其他沒ぼつ有ゆう火星かせい塞ふさが的てき內燃機き

許多きょた模型もけい飞机會かい用よう非常ひじょう簡單かんたん的てき电热式しき引擎（glow engines）或ある是ぜ迪すすむ塞ふさが尔引擎。电热式しき引擎有ゆう預あずか熱あつ塞ふさが。迪すすむ塞ふさが尔引擎有可變かへん的てき壓縮あっしゅく比ひ，兩者りょうしゃ都と需要じゅよう特別とくべつ的てき燃料ねんりょう。

有ゆう些十じゅう九世紀其至更早期的實驗引擎使用外部火焰來點火（尼あま古こ拉ひしげ·卡诺就是以上いじょう述じゅつ基礎きそ研究けんきゅう引擎的てき壓縮あっしゅく性能せいのう），不ふ過か隨ずい著ちょ壓縮あっしゅく比ひ的てき增加ぞうか，此作法ほう比較ひかく少しょう人ひと使用しよう。早期そうき這類的てき研究けんきゅう也表示ひょうじ迪すすむ塞ふさが尔引擎有可能かのう在ざい沒ぼつ有ゆう電力でんりょく協きょう助すけ時じ就已經けい發明はつめい出來でき。

相關そうかん條目じょうもく

• 柴しば油ゆ引擎
• 燒しょう球たま式しき引擎
• 混合こんごう循环
• 部分ぶぶん預あずか混こん燃燒ねんしょう
• 非ひ直接ちょくせつ喷射