汽车发动机原理讲解
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发动机是汽车的心脏，《汽车发动机原理》是交 通运输（汽车运用工程）专业的必修课程。
绪论
《汽车发动机原理》以发动机性能为主要研究对象， 把合理组织工作过程，提高整机性能作为主要内容，通 过分析各工作过程中影响性能指标的诸多因素，从中找 到提高汽车发动机性能指标的一般规律。
本课程的任务是研究汽车发动机的工作过程及整机性 能，使学生掌握发动机实际工作过程的分析方法及性能 指标与各工作过程的内在联系；掌握性能实验的基本方 法以及数据处理与分析；了解影响整机性能的基本途径 ，为从事汽车发动机的管理、使用、维护与修理提供理 论基础。
(5) 掌握发动机噪声及排放污染形成机理、测定方法与防治措施； 明确使用因素对发动机噪声及排气中有害气体浓度的影响。
(6) 明确发动机特性的定义、基本分析式及研究意义；重点掌握负 荷特性、速度特性、调速特性、万有特性曲线的制取方法与分 析；掌握大气修正方法。了解车用发动机的废弃涡轮增压技术;
绪论
安排：课堂教学30学时，其中含作业讲评、测验1次。 课程成绩评定：平时成绩（作业、测验）30%，期末 考试成绩70%。
绪论
(3) 明确换气过程的进行；重点掌握充气系数的概念及影响因素与 提高充气系数的措施；了解进排气管内的动力效应;
(4) 熟悉汽油机及柴油机的混合气形成；掌握汽油机正常燃烧过程 的特点与分期及不正常燃烧现象与形成机理；掌握柴油机燃烧 过程的特点与分期；了解柴油不正常喷射发生的原因及消除措 施；明确使用因素对燃烧过程的影响;
绪论
内燃机：将燃料在气缸内燃烧，使其热能直接转化为 机械能的机器。
往复活塞式发动机(Reciprocating Piston Engine) ：活 塞在气缸中作往复运动的发动机。
蒸汽机和目前大多内燃机都是往复活塞式发动机。 现代汽车发动机如果不加特别说明，一般都是往复 活塞式发动机。 现代汽车用发动机的燃料有汽油、柴油、酒精和液 化石油气等。但目前广泛使用的还是汽油和柴油。
绪论
发动机：将某种形式的能量转化为机械（Engine） 能的一种机器。
发动机（广义）
组件式GIS技术
空间数据挖掘技术
内
蒸
涡
汽
电
风
GIS燃与数据挖气掘集成技轮术
轮
动
机机
机
机
机
车
绪论
发动机（狭义）：主要制用于可移动的交通工具或 可移动的机械设备上的动力装置。如航空发动机、 船舶、汽车、拖拉机……
现代汽车发动机（Automotive Engine）多为往复 式的内燃机。
基本状态参数 （可直接测量、应用最多）
工程热力学基础知识
温度T：Temperature
温度表示气体的冷热程度。也就是气体分子热运动的强弱程度。与 大量分子平均移动能的大小成正比。
T 1 m v 2 升
B2
其中： 1 ——比例系数
B
m ——分子的质量
v ——分子直线运动的均方根速度
T 是国际单位制SI中基本单位
绪论
3
主要参考书
汽车发动机原理（徐兆坤主编） 清华大学出版社 汽车发动机原理（张志沛主编） 人民交通出版社 汽车发动机原理（陈培陵主编） 人民交通出版社 汽车拖拉机发动机（武汉工学院董敬、庄志）
中国农业机械出版社 工程热力学（庞麓鸣） 工程热力学（曾丹玲） 工程热力学（沈维道） 汽车构造（各种版本）
《发动机原理》
学院、系室：交通学院 交通工程系 专业、年级、班级：交通运输08级（1）（2） 主讲教师：丁 艺 教授
Speaker: Lin Ying
福建农林大学 2010年08月
1
工程热力学基础知识
2
内燃机的循环
3 3
发动机性能指标
1
43
发动机的换气过程
5
发动机的燃烧过程
6
发动机的特性
绪论
1 概述
绪论
2 该门课程主要内容及安排
主要内容：汽车发动机的实际工作过程与性能指标； 燃烧热化学与热计算；换气过程及燃烧过程的进行与使 用因素的影响；发动机噪声及排放污染的形成机理与防 止措施；主要特性（负荷特性、速度特性、万有特性） 与制取方法及分析；车用发动机的废弃涡轮增压等。
基本要求： (1) 明确本课程的地位、性质、任务及主要研究对象； 了解目前国内外研究水平及主要发展方向; (2) 重点掌握发动机实际循环及指示指标、有效指标、 机械效率的定义、计算与分析；明确实际循环的各项损 失及减少损失的的基本途径;
工
程
第
热 力
一学
章基
础
知
识
§1-1 气体的热力性质 §1-2 热力学第一定律 §1-3 气体的主要热力过程 §1-4 热力学第二定律
《发动机原理》Βιβλιοθήκη Baidu
2009-2010学年 第一学期
工程热力学基础知识
§1-1 气体的热力性质
一、气体的热力状态及其基本状态参数
内燃机：燃料在机器内部燃烧的发动机（热能→机械能）。 内燃机中，热能向机械能的转换是通过气体状态的变化来实现 的。在气缸中，气体不断经历压缩、吸热、膨胀、放热等热力过 程，气体的热力状态在不断发生变化。 气态工质： 气体——远离液态，不易液化的气态
蒸气——刚由液态过渡过来或比较容易液化的气态 内燃机的工质是气体（包括空气、燃气和烟气）。
工程热力学基础知识
(一) 气体的热力状态 气体在任何一个瞬刻的状态就是它在该瞬刻所处的物
理条件。 (二) 状态参数
标志气体热力状态的物理量。每一个状态参数都是从 某一方面来描写气体所处的状态。
工程热力学中常用 的状态参数有6个：压力P 比容V 温度T 内能U 熵S 焓H
汽车是现代交通运输的主要工具之一。汽车运输 具有机动、灵活、快速、换装少、货损少、效率高、 效益高的特点。汽车与国民经济发展紧密相连、与人 民日常生活密切相关。
汽车工业是机械电子工业的一个重要组成部分， 也是一个综合性的工业部门和技术密集行业。在一定 程度上，一个国家的汽车工业代表了这个国家的工业 发达水平。
温度是用以确定一个系统是否与另一个系统处于热平衡的一个热力 学状态参数。
工程热力学基础知识
温标：（测量温度的标尺）
（1）绝对温标T°K，单位是“开尔文”，代号K，（也称热力学 温度）。热力学温度将水的三相点作为273.16K（冰、水、汽三相 同存的平衡状态称为水的三相点）。每一度的间隔为1/273.16，水 的冰点为273.15K。（按分子运动学推算到分子热运动停止的状态 ，取为热力学温标0 K，所以热力学温度不可能有负值）。
绪论
《汽车发动机原理》以发动机性能为主要研究对象， 把合理组织工作过程，提高整机性能作为主要内容，通 过分析各工作过程中影响性能指标的诸多因素，从中找 到提高汽车发动机性能指标的一般规律。
本课程的任务是研究汽车发动机的工作过程及整机性 能，使学生掌握发动机实际工作过程的分析方法及性能 指标与各工作过程的内在联系；掌握性能实验的基本方 法以及数据处理与分析；了解影响整机性能的基本途径 ，为从事汽车发动机的管理、使用、维护与修理提供理 论基础。
(5) 掌握发动机噪声及排放污染形成机理、测定方法与防治措施； 明确使用因素对发动机噪声及排气中有害气体浓度的影响。
(6) 明确发动机特性的定义、基本分析式及研究意义；重点掌握负 荷特性、速度特性、调速特性、万有特性曲线的制取方法与分 析；掌握大气修正方法。了解车用发动机的废弃涡轮增压技术;
绪论
安排：课堂教学30学时，其中含作业讲评、测验1次。 课程成绩评定：平时成绩（作业、测验）30%，期末 考试成绩70%。
绪论
(3) 明确换气过程的进行；重点掌握充气系数的概念及影响因素与 提高充气系数的措施；了解进排气管内的动力效应;
(4) 熟悉汽油机及柴油机的混合气形成；掌握汽油机正常燃烧过程 的特点与分期及不正常燃烧现象与形成机理；掌握柴油机燃烧 过程的特点与分期；了解柴油不正常喷射发生的原因及消除措 施；明确使用因素对燃烧过程的影响;
绪论
内燃机：将燃料在气缸内燃烧，使其热能直接转化为 机械能的机器。
往复活塞式发动机(Reciprocating Piston Engine) ：活 塞在气缸中作往复运动的发动机。
蒸汽机和目前大多内燃机都是往复活塞式发动机。 现代汽车发动机如果不加特别说明，一般都是往复 活塞式发动机。 现代汽车用发动机的燃料有汽油、柴油、酒精和液 化石油气等。但目前广泛使用的还是汽油和柴油。
绪论
发动机：将某种形式的能量转化为机械（Engine） 能的一种机器。
发动机（广义）
组件式GIS技术
空间数据挖掘技术
内
蒸
涡
汽
电
风
GIS燃与数据挖气掘集成技轮术
轮
动
机机
机
机
机
车
绪论
发动机（狭义）：主要制用于可移动的交通工具或 可移动的机械设备上的动力装置。如航空发动机、 船舶、汽车、拖拉机……
现代汽车发动机（Automotive Engine）多为往复 式的内燃机。
基本状态参数 （可直接测量、应用最多）
工程热力学基础知识
温度T：Temperature
温度表示气体的冷热程度。也就是气体分子热运动的强弱程度。与 大量分子平均移动能的大小成正比。
T 1 m v 2 升
B2
其中： 1 ——比例系数
B
m ——分子的质量
v ——分子直线运动的均方根速度
T 是国际单位制SI中基本单位
绪论
3
主要参考书
汽车发动机原理（徐兆坤主编） 清华大学出版社 汽车发动机原理（张志沛主编） 人民交通出版社 汽车发动机原理（陈培陵主编） 人民交通出版社 汽车拖拉机发动机（武汉工学院董敬、庄志）
中国农业机械出版社 工程热力学（庞麓鸣） 工程热力学（曾丹玲） 工程热力学（沈维道） 汽车构造（各种版本）
《发动机原理》
学院、系室：交通学院 交通工程系 专业、年级、班级：交通运输08级（1）（2） 主讲教师：丁 艺 教授
Speaker: Lin Ying
福建农林大学 2010年08月
1
工程热力学基础知识
2
内燃机的循环
3 3
发动机性能指标
1
43
发动机的换气过程
5
发动机的燃烧过程
6
发动机的特性
绪论
1 概述
绪论
2 该门课程主要内容及安排
主要内容：汽车发动机的实际工作过程与性能指标； 燃烧热化学与热计算；换气过程及燃烧过程的进行与使 用因素的影响；发动机噪声及排放污染的形成机理与防 止措施；主要特性（负荷特性、速度特性、万有特性） 与制取方法及分析；车用发动机的废弃涡轮增压等。
基本要求： (1) 明确本课程的地位、性质、任务及主要研究对象； 了解目前国内外研究水平及主要发展方向; (2) 重点掌握发动机实际循环及指示指标、有效指标、 机械效率的定义、计算与分析；明确实际循环的各项损 失及减少损失的的基本途径;
工
程
第
热 力
一学
章基
础
知
识
§1-1 气体的热力性质 §1-2 热力学第一定律 §1-3 气体的主要热力过程 §1-4 热力学第二定律
《发动机原理》Βιβλιοθήκη Baidu
2009-2010学年 第一学期
工程热力学基础知识
§1-1 气体的热力性质
一、气体的热力状态及其基本状态参数
内燃机：燃料在机器内部燃烧的发动机（热能→机械能）。 内燃机中，热能向机械能的转换是通过气体状态的变化来实现 的。在气缸中，气体不断经历压缩、吸热、膨胀、放热等热力过 程，气体的热力状态在不断发生变化。 气态工质： 气体——远离液态，不易液化的气态
蒸气——刚由液态过渡过来或比较容易液化的气态 内燃机的工质是气体（包括空气、燃气和烟气）。
工程热力学基础知识
(一) 气体的热力状态 气体在任何一个瞬刻的状态就是它在该瞬刻所处的物
理条件。 (二) 状态参数
标志气体热力状态的物理量。每一个状态参数都是从 某一方面来描写气体所处的状态。
工程热力学中常用 的状态参数有6个：压力P 比容V 温度T 内能U 熵S 焓H
汽车是现代交通运输的主要工具之一。汽车运输 具有机动、灵活、快速、换装少、货损少、效率高、 效益高的特点。汽车与国民经济发展紧密相连、与人 民日常生活密切相关。
汽车工业是机械电子工业的一个重要组成部分， 也是一个综合性的工业部门和技术密集行业。在一定 程度上，一个国家的汽车工业代表了这个国家的工业 发达水平。
温度是用以确定一个系统是否与另一个系统处于热平衡的一个热力 学状态参数。
工程热力学基础知识
温标：（测量温度的标尺）
（1）绝对温标T°K，单位是“开尔文”，代号K，（也称热力学 温度）。热力学温度将水的三相点作为273.16K（冰、水、汽三相 同存的平衡状态称为水的三相点）。每一度的间隔为1/273.16，水 的冰点为273.15K。（按分子运动学推算到分子热运动停止的状态 ，取为热力学温标0 K，所以热力学温度不可能有负值）。