什么是示功图?

[拼音]：shigongtu

[外文]：indicator diagram

在活塞式机器的一个循环中，气缸内气体压力随活塞位移（或气缸内容积）而变化的循环曲线。循环曲线所包围的面积可表示为机器所作的功或所消耗的功，故称为示功图，它可用示功器测录。示功图除了表示作功或耗功的大小以外，常常用来分析研究以至改善气缸内的工作过程。

图1a为四冲程内燃机的实际示功图。纵坐标表示气缸内气体压力p，横坐标表示气缸工作容积V。线段1-2为进气过程，随气缸容积增大，不断地把新鲜充量吸入气缸。线段2-3为压缩过程，随着气缸容积的减小，气缸内气体受到压缩，压力不断升高。线段3-4为燃烧过程，此时燃烧极为迅速，容积变化很小但气缸内压力增高很多。线段4-5 为高温燃气的膨胀过程，随着气缸容积的增大，气缸内气体压力不断降低。线段5-1为排气过程，开始排气时气缸内压力较高，燃气自由排入大气，随着气缸容积的减小，活塞把废气排挤出去。这种示功图有时称为p-V 示功图。若示功图为气缸内气体压力随曲轴转角 α的变化曲线，则称之为p-α示功图(图1b)。实际上，这两种形式的示功图通过曲轴转角与气缸容积的几何关系，用作图法可以相互转换。

图2为活塞式压缩机示功图。曲线1-2为压缩过程，此时进、排气门关闭，活塞向左运动压缩气缸内的气体，压力升高。到p2时，压缩过程结束，排气门打开。曲线2-3为排气过程，气体受到活塞的推挤而排出气缸，当活塞到达最左端时排气门关闭，排气过程结束。曲线3-4为气缸内剩余气体的膨胀过程。活塞右行时气缸容积增大，当气体压力下降到大气压力时进气门开启，开始吸气。曲线4-1为进气过程，随着活塞向左运动，空气不断充入气缸，当活塞达到最右端时进气门关闭，进气结束。活塞式压缩机即完成一个循环。示功图中曲线所包围的面积表示带动活塞式压缩机所消耗的功。

图3为蒸汽机示功图。曲线4-1表示蒸汽进入蒸汽机气缸的过程，活塞在蒸汽的推动下向右移动，到1点时停止进汽。曲线1-2为膨胀过程，蒸汽压力降至p2，接着活塞返回，将乏汽排出气缸。曲线2-3表示排汽过程，在排汽过程末期，提前关闭排汽阀使气缸内剩余的蒸汽受到压缩，曲线3-4即表示这个压缩过程。