最新《汽车发动机原理》教案

课程简介

课程说明：

发动机原理是车辆工程、交通运输工程等专业学生必修的重要专业基础课，它以发动机的性能指标作为主要研究对象，把合理组织工作过程，提高整机性能作为中心内容，系统阐明发动机工作过程的基本理论、基本概念和基本试验方法，并深入到工作过程的各个阶段，

分析影响性能指标的各种因素，从中找出提高发动机性能指标的一般方法和具体措施；也为更合理有效地选择和使用发动机提供必要的基

本知识和实验技能。本课程系统地讲授汽车拖拉机发动机工作过程的基本理论，内容包括工程热力学基础、发动机的性能指标、发动机

的换气过程、发动机的燃料与燃烧、汽油机混合气的形成与燃烧、柴

油机混合气的形成与燃烧、发动机的排放控制、发动机特性、发动机

的排气涡轮增压等。

先修课程：

发动机构造、机械原理等。

参考教材：

《内燃机原理》华中理工大学出版社 1992 刘永长

《内燃机原理》机械工业出版社 1988 蒋德明

《汽车发动机原理》人民交通出版社 2005 陈培陵

《汽车拖拉机发动机》机械工业出版社 1999 董敬

《汽车发动机原理教程》清华大学出版社 2001年刘峥、王建《火花点火发动机的燃烧》西安交通大学出版社 1992年蒋德明《汽车新能源技术》人民交通出版社 2003年边耀璋

授课章节：第1章发动机的性能

一、教学目的和要求

知识目的：

1.掌握发动机的3种基本理论循环及热效率的计算方法、影响因素及比较；

2.掌握发动机的指示性能指标和有效性能指标；

3.了解发动机的其它性能；掌握机械效率的概念、机械损失的4种测定方法、影响机械效率的因素，了解提高发动机动力性和经济性能的途径，了解发动机热平衡的分析内容和意义。

能力目的：

1．能结合四冲程发动机的示功图分析理论循环与实际循环的差异。

二、教学重点和难点

教学重点：

对发动机理论循环与实际循环的分析，发动机指示性能指标和有效性能指

标，汽车发动机机械效率的测定方法与影响因素。

教学难点：

指示性能指标和有效性能指标的分析与提高发动机动力性和经济性的技术

措施，汽车发动机机械效率的测定方法，影响汽车发动机机械效率的因素。

三、授课学时4课时

四、授课方式讲授

五、教学内容与教学组织设计

(一)导入新课

我们经常听说某某车发动机动力强劲，马力大，加速性能好，是如何评价出来的呢及如何界定的呢，这就是我们本章需要学习的内容。

(二)新课教学

1．发动机理论循环

（1）三种循环

发动机有三种基本空气标准循环，即定容加热循环、定压加热循环和混合加

热循环。

（2）循环热效率

①随着压缩比的增大，三种循环的ηt提高。因为可以提高循环平均吸热温度，降低循环平均放热温度，扩大循环温差，增大膨胀比。

②等熵指数k对ηt的影响如图所示。随k值增大，ηt将提高。K值取决于工质的性质，双原子气体k=1.4，多原子气体k=1.33。

（3）循环压力P t

P t随进气终点压力P de、压缩比εc、压力升高比λp、初始膨胀比ρ0、等熵指数k和循环热效率ηt的增加而增加。

（4）三种基本循环的比较

对发动机增压这类受机件强度限制，其循环最高燃烧压力不得过大的情况，

提高εc 同时增大定压加热部分的热量有利。

2.四冲程发动机的实际循环

（1）进气过程

为了使发动机连续运转，必须不断吸入新鲜工质，即是进气过程。此时进气门开启，排气门关闭，活塞由上止点向下止点移动。因为气流受到发动机高温零件及残余废气的加热，进气终点的温度Tde也总是高于大气温度T0或增压器出口温度Tk。

（2）压缩过程

发动机进行压缩过程时，进排气门均关闭，活塞由下止点向上止点移动，缸内工质受到压缩，温度、压力不断上升，工质受压缩的程度用压缩比εc表示。

（3）燃烧过程

发动机进行压缩过程时，进、排气门均关闭，活塞处是上止点前后。燃烧过

程的是作用是将燃料的化学能转变为热能，使工质的压力、温度升高。放出的热量越多，放热时越靠近上止点，热效率越高。

（4）膨胀过程

进排气门均关闭，高温、高压的工作介质推动活塞，由上止点向下止点移动而膨胀做功，气体的压力、温度也随即迅速降低。

（5）排气过程

膨胀接近终了，排气门打开，废气开始靠自身压力自由排气，膨胀过程结束时，活塞由下止点返回上止点移动，将气缸内的废气排除。

3.发动机的指示性能指标

（1）指示功和平均指示压力

指示功指气缸内完成一个工作循环所得到的有用功Wi。反映气缸在一个工作循环中所获得的有用功的数量，它除了和循环中热功转换的有效程度有关外，

还和气缸容积的大小有关。

（2）指示功率

（3）指示热效率和指示燃油消耗率

4.发动机有效性能指标

（1）动力性指标

①有效功和有效功率。Pe

②有效转矩。Ttq

③平均有效压力。Pme（Mpa）

④转速n和活塞平均速度Cm。

（2）经济性指标

①有效热效率。

②有效燃油消耗率。

（3）发动机强化指标

①升功率PL

②比质量Me

③强化系数PmeCm

5.机械损失与机械效率

（1）机械效率=有效功率/只是功率。

（2）机械损失的测定

①示功图法。在真实工况下进行的，只测录一个缸作为代表。

②倒拖法。在测功试验台上进行。

③灭缸法。只停止一刚的燃烧不致引起进排系统的异常变化。

④油耗线法。在低负荷附近，油耗线为直线相当可靠。