发动机原理课件
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发动机工作原理ppt课件
会引起发动机过热，功 率下降，燃油消耗量增 加等一系列不良后果。 严重爆燃时甚至造成气 门烧毁、轴瓦破裂，火 花塞绝缘体击穿等。
由于燃烧室内炽 热表面与炽热处( 如排气门头，火 花塞电极，积炭 处)点燃混合气产 生的另一种不正 常燃烧。
伴有强烈的较沉闷 敲击声。
产生的高压会使发动机 机件负荷增加，寿命降 低。
终了：温度 800~1000K压力
105~400 kPa
瞬时最高：温度1800~2200K压力5~10 MPa
排气行程
温度800~1000K 压力105~400 kPa
10
四冲程汽油机和柴油 机的工作循环有什么 相同和不同之处呢？
11
每个工作循环曲轴转两周，每一行程曲轴转半周。只
有作功行程产生动力。
P点
下 止 点
c
大气压力 r
b
线
a
示功图
V
8
进气门关闭
残余
废气
活
塞
排气门打开
P
上Z
止 点
下 止 点
c
大气压力线 r
b
温度900~1200 K 压力105~125 kPa
a V 示功图
9
进气门
纯空气
喷油泵
喷油器
排气门
吸气行程 压缩行程
作功行程
温度300~370K压 力800~900 kPa
温度800~1000K 压力3~5 MPa
一、单缸发动机结构示意图
1
上止点 下止点 活塞行程(S) 曲柄半径(R) 气缸工作容积(V h ) 发动机排量(VL) 燃烧室容积(Vc ) 气缸总容积(Va ) 工作循环
Vh= πD2·S ×10-6/4 （L） D——气缸直径mm S——活塞行程mm
发动机基本结构与工作原理PPT课件
下图为带有两气门和四气门的燃烧 室顶对比。
• 虽然两气门气缸盖的气门直径 较大，但四气门气缸盖的总气 门面积和气流横截面显然更大
• A.双气门 B.四气门
汽缸盖的结构
• 采用横流冷却方式时，气缸盖 内的冷却液由较热的排气侧流 向较凉的进气侧。这种方式的 优点是整个气缸盖内热量分布 比较均匀
• 与之相反，采用纵流冷却方式 时，冷却液沿气缸盖纵轴流动， 即由端面一侧流向动力输出端 或相反。冷却液在流经各个气 缸的过程中逐渐加热，因此热 量分布非常不均衡。此外还会 造成冷却循环回路内压力降低。
曲轴传动机构（连杆）
1.油孔 2.滑动轴承 3.连杆 4.轴瓦 5.轴瓦 6.连杆轴承盖 7.连杆螺栓 在曲轴传动机构中，连杆负责连接
活塞和曲轴。活塞的直线运动 通过连杆转化为曲轴的转动。 此外，连杆还要将燃烧压力产 生的作用力由活塞传至曲轴上
曲轴传动机构
• 确定旋转方向时，在发动机动 力输出端（离合器或飞轮一侧） 相对侧进行观察
件 3 上部气门弹簧座 4 HVA 元件 5 进气凸轮轴 6 排气门 7 气门弹簧 8 滚子式气门摇臂 9 排气凸轮轴
3.曲轴传动机构
• 曲轴传动机构，是一个将燃烧 室压力转化为动能的功能分组
• 在此过程中，活塞的往复运动 转化为曲轴的转动
• 此外曲轴传动机构还包括一些 外围设备，这些设备并不执行 主要功能而是提供相关辅助。 辅助设备基本包括飞轮、皮带 轮（带有扭转减振器）和正时 链
气缸盖罩可由铝合金、塑料或 镁合金制成
• 气缸盖罩通常也称作气缸盖盖 板或气门盖。它构成了发动机 壳体的顶部
5.发动机油底壳
油底壳是发动机壳体的底部。油底 壳用于存储发动机油 油底壳执行以下任务： • 发动机油的收集容器 • 回流发动机油的收集容器 • 曲轴箱的底部 • 固定安装件
发动机原理完整版：第一章2、3、4、5节
发动机推力大小仅仅反映飞机的推力需求， 不能反映不同推力级发动机之间的性能优 劣
例如:
GE90(BY777) F=392000N, qma=1420kg/s
D=3.524m
wp-11(无人机) F=8500N, qma=13kg/s
2021/7/13
整理课件
D=0.3m
21
一、性能指标
2、单位推力 单位：N ·s/kg
• V9 V0 0 p 1 （0.5~0.75）
• 有效功 推进功的转换必有“损失”
2021/7/13
整理课件
38
三、推进效率
• 损失 = 有效功推进功 = 1 (V V )2
29 0
• 绝对坐标系中气流以绝对速度(V9 V0)排出 发动机所带走的能量，称为“余速损失”
•
若V0 =0，则全部可用能以动能 损失在空间，不产生推进功。
飞行速度变化时，只能用总效率表示经济性
飞行速度为零时，只能用耗油率表示经济性
2021/7/13
整理课件
42
四、总效率
• 对于涡喷发动机存在矛盾 0 t h p
– 涡喷发动机将热力循环获得的 机械能全部转换为气体的动能 增量，进、排气速度差大，可 提高热效率和增加推力
– 但排气速度差大，推进效率低 ，总效率低经济性差，耗油率
整理课件
23
一、性能指标
3、推重比 FW = F / W
• 无量纲量 • 综合性指标： 反映气动热力循环的设计水平（如高单位推
力），反映结构设计水平。 • 统计：W增加1kg导致飞机重量增加2.5kg。
2021/7/13
整理课件
24
一、性能指标
3、推重比
发动机原理课件完整版：总结.ppt
– 是否全部气体都参与燃烧？ – 温度最高的区域？
• 主要零组件在燃烧中的作用
– 扩压器 – 喷油嘴 – 火焰筒
2020年10月11日
12
各部件的共同工作
• 共同工作条件
– 流量连续
• 涡轮导向器流通能力正比于增压比，反比于加热比； • T3*/T1*等值线物理意义，应用条件 • 膨胀比与A8的关系
课程总结
绪论
主要发动机类型 • 涡喷发动机（早期飞机）
– 单轴 – 双轴
• 涡扇发动机
– 混合排气（以格斗为主的歼击机） – 分别排气（大中型民航飞机或军用运输机）
• 涡轴发动机
– 用于直升机
• 涡桨发动机
– 低空、低速军用运输机或民航机
2020年10月11日
2
基础知识
• 马赫数、速度系数、密流函数的物理意义 • 流量公式
– 涡轮效率的定义
• 总温、静温、总压、静压、速度的变化；
2020年10月11日
10
涡轮
部件工作原理
h
3
P3*
实际膨胀功
t 等熵膨胀功
理想膨胀功Ltad
2020年10月11日
4 4i
实际膨胀功Lt P4*
S
11
部件工作原理
燃烧室
• 基本要求
– 油气比、余气系数的概念 – 对出口温度场的要求
• 工作过程
• 例如：n=const时，环境温度、环境压力、 A8对工作点的影响
2020年10月11日
14
调节规律
• 什么是调节规律? 为什么要对发动机进行调 节?
• 常用调节规律
– n=const, A8=const – T3*=const, A8=const – n=const, T3*=const
• 主要零组件在燃烧中的作用
– 扩压器 – 喷油嘴 – 火焰筒
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各部件的共同工作
• 共同工作条件
– 流量连续
• 涡轮导向器流通能力正比于增压比，反比于加热比； • T3*/T1*等值线物理意义，应用条件 • 膨胀比与A8的关系
课程总结
绪论
主要发动机类型 • 涡喷发动机（早期飞机）
– 单轴 – 双轴
• 涡扇发动机
– 混合排气（以格斗为主的歼击机） – 分别排气（大中型民航飞机或军用运输机）
• 涡轴发动机
– 用于直升机
• 涡桨发动机
– 低空、低速军用运输机或民航机
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基础知识
• 马赫数、速度系数、密流函数的物理意义 • 流量公式
– 涡轮效率的定义
• 总温、静温、总压、静压、速度的变化；
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涡轮
部件工作原理
h
3
P3*
实际膨胀功
t 等熵膨胀功
理想膨胀功Ltad
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4 4i
实际膨胀功Lt P4*
S
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部件工作原理
燃烧室
• 基本要求
– 油气比、余气系数的概念 – 对出口温度场的要求
• 工作过程
• 例如：n=const时，环境温度、环境压力、 A8对工作点的影响
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调节规律
• 什么是调节规律? 为什么要对发动机进行调 节?
• 常用调节规律
– n=const, A8=const – T3*=const, A8=const – n=const, T3*=const
发动机构造工作原理ppt课件
活塞式发动机的分类
▪ 按活塞运动方式 ：往复活塞式、旋转活塞式 ▪ 按着火方式:压燃式、点燃式 ▪ 按所用燃料:汽油机、柴油机、气体燃料发动机 ▪ 按冷却方式:水冷式、风冷式 ▪ 按冲程数:四冲程、二冲程 ▪ 按进气状态 ：增压式、非增压式 ▪ 按气缸数目、排列方式：单缸、多缸、直列式、V型、对置式
▪ 排放品质
➢ 有害气体CO、HC、NOx、排气颗粒
▪ 噪声水平
➢ 刺激神经、使人烦躁、反映迟钝
发动机速度特性
▪ 速度特性曲线
➢ 燃料供给调节机构位置不变时，发动机性能参数（有效转 矩、功率、燃料消耗率）随转速改变而变化的曲线。
➢ 如何得到曲线：在一定转速下，用测功器对曲轴施加阻力 矩，获取曲线的位置，依此类推。
▪ 主要缺点：
➢ 燃油消耗率高，燃料经济性差
内燃机产品名称与型号编制规则
第五节 发动机的性能指标与特性
▪ 动力性能指标 ▪ 经济性能指标 ▪ 环境指标 ▪ 发动机速度特性
动力性能指标
▪ 有效转矩Te
➢ 发动机对外输出的转矩称为有效转矩，单位为N·m 。 ➢ 有效转矩与曲轴角位移的乘积就是发动机对外输出的有效功。
▪ 压缩比
➢ 表示了气体的压缩程度，它是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之 比值，即气缸总容积与燃烧室容积之比。一般用ε表示。
▪ 工况
Va 1 Vs
Vc
Vc
➢ 内燃机在某一时刻的运行状况，以该时刻内燃机输出的有效功率和曲轴 转速表示。
▪ 负荷率
➢ 内燃机在某一转速下发出的有效功率与相同转速下所能发出的最大有效 功率的比值称为负荷率，以百分数表示。负荷率通常简称负荷。
经济性能指标
▪ 有效热效率ŋe
燃料燃烧产生的热量转化为有效功的百分比。
发动机原理课件绪论 PPT
➢1784年以带有飞轮、齿轮联动装置和双向装置的 高压蒸汽机综合组装，取得第四项专利；
➢1788年，又发明离心调速器和节气阀； ➢1790年，发明汽缸示功器。
至此完成了蒸汽机发明的全过程蒸汽动力装置。
迎来蒸汽革命
四、四冲程理论与内燃机的发明
瓦特蒸汽机存在的问题： 蒸汽机体积庞大，热效率低。
根源 途径
第一个专利：
启蒙：1765年的春天，针对纽可门蒸汽机热效率低的原因
是蒸汽在缸内冷凝造成的能否让蒸汽在缸外冷凝产 生采用分离冷凝器的初步设想。
解决措施：利用蒸汽具有“弹性” 特点，把汽缸和另一个容器相连接， 让蒸汽接入其中，就不需要一再冷却汽缸，而浪费许多热量。
同年设计一个与汽缸分离的冷凝器，并在汽缸外面加绝热套汽缸保持 在高温工作状态。
黑烟、噪声、 车速慢
无马的汽车
1927年，彻底停止了蒸汽汽车的生产
虽然奥托发明了奥托循环，实现了四冲程理论，但在成功之后并 没能把成果推向汽车领域
➢1881年戴姆勒离开奥托公司 目的：把奥托发动机应用到交通工具上。
➢1883年，发明化油器，在奥托四冲程 煤气机的基础上，研制出一台小型单缸 汽油机转速达700~900r/min； 功率1.1马力，空气冷却 ➢奥托发动机最大转速180~200r/min。 ➢1885年，将这台小汽油机装在一辆 自行车上，制造出第一台摩托车。
德国商人奥托一直关注内燃机研制情况。 从蒸汽机的广泛应用中， 看到内燃机的发展前途； 从德罗夏的理论设计中看到希望。 奥托对德罗夏方案，反复研读，深刻领会其设计思想； 并全心投入内燃机的研制工作。
奥托的实验：
目的—在发动机气缸里实现烟囱冒烟现象（燃烧向稀 薄区传播）。
手段—用透明气缸和手动活塞以及侧式进排气管模 型，将香烟的烟放入进气阀反复观察
➢1788年，又发明离心调速器和节气阀； ➢1790年，发明汽缸示功器。
至此完成了蒸汽机发明的全过程蒸汽动力装置。
迎来蒸汽革命
四、四冲程理论与内燃机的发明
瓦特蒸汽机存在的问题： 蒸汽机体积庞大，热效率低。
根源 途径
第一个专利：
启蒙：1765年的春天，针对纽可门蒸汽机热效率低的原因
是蒸汽在缸内冷凝造成的能否让蒸汽在缸外冷凝产 生采用分离冷凝器的初步设想。
解决措施：利用蒸汽具有“弹性” 特点，把汽缸和另一个容器相连接， 让蒸汽接入其中，就不需要一再冷却汽缸，而浪费许多热量。
同年设计一个与汽缸分离的冷凝器，并在汽缸外面加绝热套汽缸保持 在高温工作状态。
黑烟、噪声、 车速慢
无马的汽车
1927年，彻底停止了蒸汽汽车的生产
虽然奥托发明了奥托循环，实现了四冲程理论，但在成功之后并 没能把成果推向汽车领域
➢1881年戴姆勒离开奥托公司 目的：把奥托发动机应用到交通工具上。
➢1883年，发明化油器，在奥托四冲程 煤气机的基础上，研制出一台小型单缸 汽油机转速达700~900r/min； 功率1.1马力，空气冷却 ➢奥托发动机最大转速180~200r/min。 ➢1885年，将这台小汽油机装在一辆 自行车上，制造出第一台摩托车。
德国商人奥托一直关注内燃机研制情况。 从蒸汽机的广泛应用中， 看到内燃机的发展前途； 从德罗夏的理论设计中看到希望。 奥托对德罗夏方案，反复研读，深刻领会其设计思想； 并全心投入内燃机的研制工作。
奥托的实验：
目的—在发动机气缸里实现烟囱冒烟现象（燃烧向稀 薄区传播）。
手段—用透明气缸和手动活塞以及侧式进排气管模 型，将香烟的烟放入进气阀反复观察
发动机原理课件-第四章 燃料与燃烧
2.着火性能 指标：十六烷值（CN） 十六烷C16H34—十六烷值定为100，易自燃
-甲基萘—十六烷值定为0，不易自燃
二者混合液与柴油的自燃性比较，混合液中十六 烷的体积百分数为柴油的十六烷值。 车用柴油的CN：40~50 3.馏程—评价柴油蒸发性的指标 50% 馏出温度：低，柴油蒸发性好，轻馏分多，有利于 混合气形成和着火，冷起动性能好。 90% 和 95% 馏出温度：高，柴油中重馏分多，燃烧容易 不完全易形成积炭，排气容易冒烟。
着火方式—进入燃烧有两种方法： 点燃—利用点火系向可燃混合气增加能量 自燃—利用自身积累的热量或活化中心着火 ※ 点燃是在局部混合气内进行的，自燃是在全部混合气
内同时发生的。
发动机内的燃烧过程经历三个基本步骤： 1）燃油与空气形成可燃混合气 2）点燃可燃混合气，或可燃混合气发生自燃。 3）火源扩大到整个可燃混合气，形成全面燃烧
增大，这种相互促进，最终导致极快的反应速率而着火。
着火临界温度和着火临界压力：
能保证着火的缸内最 低温度和压力称为着 火临界温度和着火临 界压力。 —着火的必要条件 该曲线称着火临界线 热着火机理着火条件
着火临界线
（二）链式反应着火机理（也称链锁反应或链爆炸 ) 反应自动加速不一定要依靠热量的积累使大量分 子活化，以某种方式（辐射、电离）激发出活化 中 心，通过链锁反应逐渐积累活化中心的方法也能 使 反应自动加速，直至着火。 链锁反应：其中一个活化作用能引起很多基本反 应，即反应链。
Фa =1时为理论混合气； Фa <1时为浓混合气
Фa >1时为稀混合气
空燃比：=空气量/燃料量= ФaL0
**汽油机：Фa=0.8～1.2；柴油机： Фa=1.2～1.6； 增压柴油机： Фa=1.8～2.2
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Pν =RT PV= mRT V= mν
对空气，R=0.287kJ/kg· K
3、压容图 气体的状态也可用PV图上的一个点表示，比 较直观。
第二节 热力过程及过程量
一、热力过程 功：δ W=Fdx=APdx=PdV W12=∫12PdV P-V图上,一个点表示 对单位质量的工质： w12=W/m=∫12PdV/m 气体的一个热力状态; 一条曲线表示一个热 =∫12Pdν
第三节 热力学第一定律
一、热力学第一定律
表述为：当热能与其它形式的能量相互转换时，能的总
量保持不变。
对于一个热力系统：
进入系统的能量-离开系统的能量
=系统内部储存能量的变化量
※热力学第一定律是能量转换与守恒定律在热力学上的具体应用， 它阐明了热能和其它形式的能量在转换过程中的守恒关系。 它表达工质在受热作功过程中，热量、作功和内能三者之间的平 衡关系。
是分子的内动能，仅与温度有关，是温度的单值函 数，用符号u表示，单位J。
三、闭口系统的能量方程
1、定义: 与外界没有质量交换的系统。 2、能量方程式
Q-W=Δ U
对于微元过程：
故Q=Δ U+W
δ Q=dU+δ W q=Δ u+w
（Ｊ/Kg)
—闭口系统能量方程
对于1kg工质：
★以上各项均为代数值，可正可负或零，且 不受过程的性质和工质性质的限制。
膨胀,W>0 压缩,W<0
三、热量
是系统与外界之间依靠温差来传递的 能量形式，用Q表示 q=Q/m J/kg 规定：传入热力系统的热量为正值， 即吸热为正；传出热力系统的热量为 负值，即放热为负。 ※热量与功一样，是系统在热力过程 中与外界传递的能量形式，因此是过 程量，不是状态参数。
四.熵和温熵图
2、状态参数：用来描述气体热力状态的物理量 主要状态参数： 压力P、比容ν 、温度T、内能Ｕ、
熵Ｓ、焓Ｈ。
基本状态参数：可直接测量的状态参数，包括：
压力(P)、比容(ν )、温度(T)。
基本状态参数：
1、比容：用ν 表示，单位是m3/kg 。 定义：单位质量的物质所占的容积。即： ν =V/M
V--物质的容积,[m3]; 比容的倒数是？ M--物质的质量，[kg]。
2、压力：用P表示，单位是Pa，Mpa、kPa。 定义：系统单位面积上受到的垂直作用力。 压力的测量 即：P=F/A 3、温度：用T表示，单位是K。 （Ｔ↑气体分子的平均 定义：表征物体的冷热程度 动能越大）
三、理想气体的状态方程
1、理想气体：气体分子本身不占有体积，分 子之间无相互作用力的气体。 2、理想气体的状态方程：
四、课程的特点、要求、学时分配、考核
特点:本课程理论性较强，无多少实物供参照，课堂上的 讲授以理论分析和推导为主。
对重点章节要熟练掌握。
要求:要求课上集中精力听讲，做好笔记，课下及时复习。
学时分配：总学时48，其中实验8学时
考核：本课程为考试课，平时10%；实验10%；考试80%。
参考书：1.《汽车发动机原理》（第二版）陈培陵主编 人民交通出版社 2003 2.《车辆内燃机原理》（第一版）秦有方主编 北京理工大学出版社 1997
熵S的增量等于系统在 过程中交换热量除以传 热时绝对温度所得的商
ds=δ q/T
1Kg工质的熵的单位J/kgK mKg工质熵的单位Ｊ/K
吸热,Q>0
放热Q<0
熵s是一个状态参数 ds>0,Q>0,吸热; ds<0,Q<0,放热; ds=0,无热量交换. ※比容ν 的变化量标志着有无做功，熵s的变化 量标志着有无传热。
汽车发动机原理
课程概述
一、课程的性质和任务
1 、研究发动机的工作过程和性能指标，主要包括 动力性、经济性、排放性等。 2、分析影响发动机性能指标的因素。 3、找出提高发动机性能指标的途径。
二、课程的地位和作用
本课程是一门专业课，为发动机的使用、维修 打基础。本课程在整个课程体系中起承上启下 的作用，对今后的实际工作起指导作用。
三、课程主要内容
课程的主要内容分两大部分，《工程热力学 基础知识》部分的重点是发动机的理想循环。 《发动机原理》部分的重点是内燃机的燃烧 过程和特性。 主要内容包括：工程热力学基础、发动机示 功图和性能指标、燃料和燃烧、发动机换气、 汽油机混合气的形成与燃烧过程、柴油机混 合气的形成与燃烧过程、发动机特性、发动 机的排放与控制等。
第一章 工程热力学基础
本章要求：
了解：热力系统、工质、 功、热量、内能和熵等 概念，理想气体和卡诺 循环等。 理解：热力学第一和第 二定律，Ｐ－Ｖ图和Ｐ －Ｓ图，理想气体的热 力过程和发动机的理想 循环。
第一节 气体的状态及状态方程
一、热力系统
1、在热力学中，从若干个物体 中规划出所要研究的对象，称 为热力系统；
热力系统从一个平衡状 态到另一个平衡状态的变 化历程。
力过程。
二、膨胀功Ｗ（Ｊ）
气体在热力过程中由于体 积发生变化所做的功（又 称为容积功）
※故P-V图上, W12为过程线与横轴围 成的面积。
规定：热力系统对外界做功为正，外界对热
力系统做功为负。 由δ W=PdV得： dV>0，膨胀,δ W>0， 系统对外界做功； dV<0，压缩,δ W<0， 外界对系统做功； dV=0，δ W=0， 系统与外界之间无功量 传递。
四、理想气体的比热
1、比热的定义和单位 热容量：向热力系统加热（或取热）使之温度 升高（或降低）1K所需的热量,用C表示。 比热：单位质量工质的热容量，用 c 表示。即 c=C/m 单位J/(kgK）或c=dq/dT（单位质量的物质
பைடு நூலகம்
二、内能-工质内部所具有的各种能量总称
宏观能量 系统本身所具有的能量包括： 微观能量 宏观能量包括： 动能 机械能 位能 内动能 微观能量即系统的内能，包括： 内位能
内位能与分子间的距离、吸引力有关,是比容的函数； 内动能包括移动动能、转动动能和振动动能，是温度的单 值函数。
★对于理想气体，不考虑分子间的位能，故内能只
热力系
外界 界面
研究对象以外的一切物质，称为外界； 热力系统和外界的分界面，称为界面。 2、工质：在热力设备中用来实现热能与其它 形式的能量交换的物质。 ※热力设备通过工质状态的变化实现与外界的 能量交换。
二、热力状态与状态参数
1、热力状态： 热力系统在某一瞬间所呈现的
宏观物理状况。 热力平衡状态：当外界条件不变系统内状态长时 间不变，即具有均匀一致的P、V、 T。
对空气，R=0.287kJ/kg· K
3、压容图 气体的状态也可用PV图上的一个点表示，比 较直观。
第二节 热力过程及过程量
一、热力过程 功：δ W=Fdx=APdx=PdV W12=∫12PdV P-V图上,一个点表示 对单位质量的工质： w12=W/m=∫12PdV/m 气体的一个热力状态; 一条曲线表示一个热 =∫12Pdν
第三节 热力学第一定律
一、热力学第一定律
表述为：当热能与其它形式的能量相互转换时，能的总
量保持不变。
对于一个热力系统：
进入系统的能量-离开系统的能量
=系统内部储存能量的变化量
※热力学第一定律是能量转换与守恒定律在热力学上的具体应用， 它阐明了热能和其它形式的能量在转换过程中的守恒关系。 它表达工质在受热作功过程中，热量、作功和内能三者之间的平 衡关系。
是分子的内动能，仅与温度有关，是温度的单值函 数，用符号u表示，单位J。
三、闭口系统的能量方程
1、定义: 与外界没有质量交换的系统。 2、能量方程式
Q-W=Δ U
对于微元过程：
故Q=Δ U+W
δ Q=dU+δ W q=Δ u+w
（Ｊ/Kg)
—闭口系统能量方程
对于1kg工质：
★以上各项均为代数值，可正可负或零，且 不受过程的性质和工质性质的限制。
膨胀,W>0 压缩,W<0
三、热量
是系统与外界之间依靠温差来传递的 能量形式，用Q表示 q=Q/m J/kg 规定：传入热力系统的热量为正值， 即吸热为正；传出热力系统的热量为 负值，即放热为负。 ※热量与功一样，是系统在热力过程 中与外界传递的能量形式，因此是过 程量，不是状态参数。
四.熵和温熵图
2、状态参数：用来描述气体热力状态的物理量 主要状态参数： 压力P、比容ν 、温度T、内能Ｕ、
熵Ｓ、焓Ｈ。
基本状态参数：可直接测量的状态参数，包括：
压力(P)、比容(ν )、温度(T)。
基本状态参数：
1、比容：用ν 表示，单位是m3/kg 。 定义：单位质量的物质所占的容积。即： ν =V/M
V--物质的容积,[m3]; 比容的倒数是？ M--物质的质量，[kg]。
2、压力：用P表示，单位是Pa，Mpa、kPa。 定义：系统单位面积上受到的垂直作用力。 压力的测量 即：P=F/A 3、温度：用T表示，单位是K。 （Ｔ↑气体分子的平均 定义：表征物体的冷热程度 动能越大）
三、理想气体的状态方程
1、理想气体：气体分子本身不占有体积，分 子之间无相互作用力的气体。 2、理想气体的状态方程：
四、课程的特点、要求、学时分配、考核
特点:本课程理论性较强，无多少实物供参照，课堂上的 讲授以理论分析和推导为主。
对重点章节要熟练掌握。
要求:要求课上集中精力听讲，做好笔记，课下及时复习。
学时分配：总学时48，其中实验8学时
考核：本课程为考试课，平时10%；实验10%；考试80%。
参考书：1.《汽车发动机原理》（第二版）陈培陵主编 人民交通出版社 2003 2.《车辆内燃机原理》（第一版）秦有方主编 北京理工大学出版社 1997
熵S的增量等于系统在 过程中交换热量除以传 热时绝对温度所得的商
ds=δ q/T
1Kg工质的熵的单位J/kgK mKg工质熵的单位Ｊ/K
吸热,Q>0
放热Q<0
熵s是一个状态参数 ds>0,Q>0,吸热; ds<0,Q<0,放热; ds=0,无热量交换. ※比容ν 的变化量标志着有无做功，熵s的变化 量标志着有无传热。
汽车发动机原理
课程概述
一、课程的性质和任务
1 、研究发动机的工作过程和性能指标，主要包括 动力性、经济性、排放性等。 2、分析影响发动机性能指标的因素。 3、找出提高发动机性能指标的途径。
二、课程的地位和作用
本课程是一门专业课，为发动机的使用、维修 打基础。本课程在整个课程体系中起承上启下 的作用，对今后的实际工作起指导作用。
三、课程主要内容
课程的主要内容分两大部分，《工程热力学 基础知识》部分的重点是发动机的理想循环。 《发动机原理》部分的重点是内燃机的燃烧 过程和特性。 主要内容包括：工程热力学基础、发动机示 功图和性能指标、燃料和燃烧、发动机换气、 汽油机混合气的形成与燃烧过程、柴油机混 合气的形成与燃烧过程、发动机特性、发动 机的排放与控制等。
第一章 工程热力学基础
本章要求：
了解：热力系统、工质、 功、热量、内能和熵等 概念，理想气体和卡诺 循环等。 理解：热力学第一和第 二定律，Ｐ－Ｖ图和Ｐ －Ｓ图，理想气体的热 力过程和发动机的理想 循环。
第一节 气体的状态及状态方程
一、热力系统
1、在热力学中，从若干个物体 中规划出所要研究的对象，称 为热力系统；
热力系统从一个平衡状 态到另一个平衡状态的变 化历程。
力过程。
二、膨胀功Ｗ（Ｊ）
气体在热力过程中由于体 积发生变化所做的功（又 称为容积功）
※故P-V图上, W12为过程线与横轴围 成的面积。
规定：热力系统对外界做功为正，外界对热
力系统做功为负。 由δ W=PdV得： dV>0，膨胀,δ W>0， 系统对外界做功； dV<0，压缩,δ W<0， 外界对系统做功； dV=0，δ W=0， 系统与外界之间无功量 传递。
四、理想气体的比热
1、比热的定义和单位 热容量：向热力系统加热（或取热）使之温度 升高（或降低）1K所需的热量,用C表示。 比热：单位质量工质的热容量，用 c 表示。即 c=C/m 单位J/(kgK）或c=dq/dT（单位质量的物质
பைடு நூலகம்
二、内能-工质内部所具有的各种能量总称
宏观能量 系统本身所具有的能量包括： 微观能量 宏观能量包括： 动能 机械能 位能 内动能 微观能量即系统的内能，包括： 内位能
内位能与分子间的距离、吸引力有关,是比容的函数； 内动能包括移动动能、转动动能和振动动能，是温度的单 值函数。
★对于理想气体，不考虑分子间的位能，故内能只
热力系
外界 界面
研究对象以外的一切物质，称为外界； 热力系统和外界的分界面，称为界面。 2、工质：在热力设备中用来实现热能与其它 形式的能量交换的物质。 ※热力设备通过工质状态的变化实现与外界的 能量交换。
二、热力状态与状态参数
1、热力状态： 热力系统在某一瞬间所呈现的
宏观物理状况。 热力平衡状态：当外界条件不变系统内状态长时 间不变，即具有均匀一致的P、V、 T。