示功圖

示功圖

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在活塞式機器的一個循環中，氣缸內氣體壓力隨活塞位移（或氣缸內容積）而變化的循環曲線。循環曲線所包圍的面積可表示為機器所作的功或所消耗的功，故稱為示功圖，它可用示功器測錄。示功圖除了表示作功或耗功的大小以外，常常用來分析研究以至改善氣缸內的工作過程。
內燃機示功圖　圖1a為四衝程內燃機的實際示功圖。縱坐標表示氣缸內氣體壓力p,橫坐標表示氣缸工作容積V。線段1-2為進氣過程，隨氣缸容積增大,不斷地把新鮮充量吸入氣缸。線段2-3為壓縮過程，隨著氣缸容積的減小，氣缸內氣體受到壓縮，壓力不斷升高。線段3-4為燃燒過程，此時燃燒極為迅速,容積變化很小但氣缸內壓力增高很多。線段4-5 為高溫燃氣的膨脹過程，隨著氣缸容積的增大，氣缸內氣體壓力不斷降低。線段5-1為排氣過程,開始排氣時氣缸內壓力較高，燃氣自由排入大氣，隨著氣缸容積的減小，活塞把廢氣排擠出去。這種示功圖有時稱為p-V 示功圖。若示功圖為氣缸內氣體壓力隨曲軸轉角 α的變化曲線,則稱之為p-α示功圖(圖1b)。實際上，這兩種形式的示功圖通過曲軸轉角與氣缸容積的幾何關係，用作圖法可以相互轉換。

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活塞式壓縮機示功圖　圖2為活塞式壓縮機示功圖。曲線1-2為壓縮過程,此時進、排氣門關閉，活塞向左運動壓縮氣缸內的氣體，壓力升高。到p2時，壓縮過程結束,排氣門打開。曲線2-3為排氣過程，氣體受到活塞的推擠而排出氣缸，當活塞到達最左端時排氣門關閉,排氣過程結束。曲線3-4為氣缸內剩餘氣體的膨脹過程。活塞右行時氣缸容積增大，當氣體壓力下降到大氣壓力時進氣門開啟,開始吸氣。曲線4-1為進氣過程,隨著活塞向左運動,空氣不斷充入氣缸，當活塞達到最右端時進氣門關閉，進氣結束。活塞式壓縮機即完成一個循環。示功圖中曲線所包圍的面積表示帶動活塞式壓縮機所消耗的功。

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蒸汽機示功圖　圖3為蒸汽機示功圖。曲線4-1表示蒸汽進入蒸汽機氣缸的過程,活塞在蒸汽的推動下向右移動，到1點時停止進汽。曲線1-2為膨脹過程，蒸汽壓力降至p2，接著活塞返回，將乏汽排出氣缸。曲線2-3表示排汽過程，在排汽過程末期,提前關閉排汽閥使氣缸內剩餘的蒸汽受到壓縮,曲線3-4即表示這個壓縮過程。

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