内燃机学4.3
沪教版高中物理选修2-2 4.2内燃机_学案设计(无答案)
内燃机【学习目标】1、知道四冲程内燃机的构造和工作原理；2、通过分析汽油机和柴油机的构造和构造过程的异同。
【学习重难点】知道四冲程内燃机的构造和工作原理【学习过程】1．内燃机：的机器叫内燃机。
活塞式内燃机：分类：它主要有和。
2．结合了解汽油机的构造。
有__________、__________、__________、__________等等。
3．内燃机工作原理。
4．内燃机的工作过程：内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：、、、。
交流讨论：【达标检测】1．如下图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于做功冲程的是（）2．下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况.关于对图中①②③④的补充正确的是（）A．①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能B．①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能C．①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能D．①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能3．右图表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，它们正确的排列顺序为（）A．甲、乙、丙、丁B．丁、丙、乙、甲C．甲、丙、乙、丁D．甲、丁、乙、丙4．关于热机，下列说法是正确的：（）A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞。
B．柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气吸入气缸。
C．汽油机在做功冲程中，进气门关闭排气门打开。
D．汽油机在做功冲程中，是把内能转化为机械能。
5．以内燃机为动力的各种机械,在人类生产生活中应用极为广泛.从轮船、火车, 到拖拉机、摩托车等,它们的动力大都来源于内燃机,它们虽然在构造上略有差异,但工作原理都是一样的.下面对内燃机的有关叙述, 错误的是( )A．内燃机是内能转化为机械能的装置B．内燃机用水冷却，是因为水的比热容大C．它排出的废气无污染，是一种环保型的机器D．内燃机靠产生的高温高压气体做功6．汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成，如右图所示是表示汽油机的______冲程，汽油机在某次工作时消耗汽油0．2 kg，这些汽油完全燃烧放出_______J的热量；汽车汽油机工作过程中，水箱中的水温度会升高，这是通过_______的方式使水的内能增加。
燃烧学--高等内燃机
教材: 内燃机燃烧科学与技术，自编教材，2004年4月。
教材中的第1、3、4、5、6、7、11、12、15章参考文献：(1) 蒋德明著。
内燃机燃烧与排放学。
西安交通大学出版社，2001.7(2) 傅维镳等。
燃烧学。
高等教育出版社，1989.4(3) 张平编著。
燃烧诊断学。
兵器工业出版社，1988.12(4) 徐旭常等编。
燃烧理论与燃烧设备。
清华大学热能工程系，1988.10(5) 何学良等编著。
内燃机燃烧学。
机械工业出版社，1990.5。
TK407.9/2(6) 龚允怡编。
内燃机燃烧基础。
机械工业出版社，1989。
TK401/16(7) 陈家骅等编。
内燃机燃烧。
哈尔滨船舶工程学院出版社，1986。
TK413.2/2(8) 陈义良等编译。
燃烧原理。
航空工业出版社，1992。
TK16/17(9) 常弘哲等编。
燃料与燃烧。
上海交通大学出版社，1993。
(10) 魏道远主编。
内燃机燃烧与排放控制。
中国铁道出版社，1992。
TK401/19(11) 魏象仪编。
内燃机燃烧学。
大连理工大学出版社，1992。
TK401/20(12) 解茂昭著。
内燃机计算燃烧学，大连理工大学出版社，1995.12(13) 岑可法著。
高等燃烧学，浙江大学出版社，2002.12北京理工大学图书馆馆藏参考文献：(1) 许晋源等。
燃烧学。
机械工业出版社，1990.5。
TK16/4=2(2) (美)威廉斯著。
燃烧理论－化学反应流动系统的基础理论。
科学出版社，1990.6。
0643.2/2=2(3) 何学良等编著。
内燃机燃烧学。
机械工业出版社，1990.5。
TK407.9/2(4) 张斌全编著。
燃烧基础理论。
北京航空航天大学出版社，1990.8。
0643.2/16(5) 周力行著。
湍流两相流动与燃烧的数值模拟。
清华大学出版社，1991。
TK121/5(6) 芩可法等编。
燃烧流体力学。
水利电力出版社，1991。
TK16/14(7) (美)肯尼斯著。
2024年《内燃机》课件教科版物理
2024年《内燃机》课件教科版物理一、教学内容本课件依据教科版物理教材第十一章《热机》第二节“内燃机”进行设计。
详细内容包括内燃机的工作原理、内燃机的类型与结构、内燃机的功率及效率、内燃机的污染与控制。
二、教学目标1. 让学生理解内燃机的工作原理，掌握内燃机的各个组成部分及其作用。
2. 培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，学会计算内燃机的功率和效率。
3. 增强学生的环保意识，了解内燃机排放污染物的危害及控制方法。
三、教学难点与重点重点：内燃机的工作原理、功率和效率的计算。
难点：内燃机各个组成部分的协同工作原理，内燃机排放污染物的控制方法。
四、教具与学具准备1. 教具：内燃机模型、示功器、燃油燃烧实验装置、尾气分析仪器。
2. 学具：计算器、笔记本、教材。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过展示一辆汽车发动机的拆解实物，让学生初步了解内燃机的组成。
2. 知识讲解：（1）内燃机的工作原理：通过动画演示，讲解四冲程内燃机的工作过程。
（2）内燃机的类型与结构：介绍常见的内燃机类型，如汽油机、柴油机，以及它们的结构特点。
（3）内燃机的功率及效率：讲解功率和效率的计算公式，并结合实例进行计算。
3. 例题讲解：以一道计算内燃机功率和效率的题目为例，引导学生运用所学知识解决问题。
4. 随堂练习：让学生完成教材课后练习题，巩固所学内容。
5. 互动环节：组织学生进行小组讨论，探讨如何降低内燃机的排放污染物。
六、板书设计1. 内燃机工作原理2. 内燃机类型与结构3. 功率和效率计算公式4. 例题解答步骤5. 课后作业布置七、作业设计1. 作业题目：计算一辆轿车的内燃机功率和效率，并提出降低排放污染的建议。
2. 答案：内燃机功率和效率的计算结果，以及降低排放污染的建议。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对内燃机的工作原理和计算方法掌握较好，但对内燃机排放污染物的控制方法理解不够深入，需要在以后的教学中加强引导。
《内燃机学》习题集
《内燃机学》习题集第一部分内燃机学(Ⅰ)（理论学时：72学时）第一章概论（2学时）一、内容1. 内燃机简史2. 内燃机的发展第二章内燃机的工作指标（5学时）一、内容1. 内燃机指标体系2. 内燃机指示性能指标3. 内燃机有效性能指标4. 内燃机热平衡5. 提高内燃机动力性能与经济性能的途径二、填空题1.内燃机指标体系中主要有⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽、⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽、⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽、⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽、⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽、⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽等几类指标。
2.内燃机强化指标主要有：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽、⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽、⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽等。
3.造成内燃机有效指标与指示指标不同的主要原因是⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
4.平均有效压力可以看作是一个假想不变的力作用在活塞顶上，使活塞移动一个冲程所做的⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
5.在标定工况下，高速四冲程柴油机的有效燃油消耗率的一般范围为g/kW.h。
6.汽油机有效效率的一般区间为：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽；柴油机有效效率的一般区间为：⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽⎽。
7.从内燃机示功图上可以得到的信息包括：、、等。
8.增压柴油机的示功图与非增压相比，主要不同点有：、等。
9.什么动力机械应该用持续功率？；什么动力机械应该用十五分钟功率？。
10.给出几个能反映普通汽油机特点的性能指标值：、、等。
11.内燃机的指示指标是指工质对做功为基础的指标；指示功减有效功等于。
12.平均指示压力是一个假想不变的压力，这个压力作用在活塞顶上，使活塞所做的功。
13.发动机转速一定，负荷增加时，机械效率。
14.测量机械损失的方法主要有几种。
15.内燃机中机械损失最大的是：。
16.活塞和活塞环的摩擦损失大约占机械损失功率的％。
17.机械损失的测量方法有：、、等。
《内燃机学》第4版课后习题答案
《内燃机学》课后习题答案（第4版）第一章概论1-1.内燃机发明对工业进程的影响。
①内燃机的发明，既给传统的动力机械创造了新的动力源，又推动了一大批新兴工业产业（例如交通运输、发电、工程机械等）落地生根，在一定程度解放了生产力，促进了人类工业文明的发展。
②内燃机的发明，带动了包括石油炼制、钢铁、汽车等一大批上下游企业的产生与发展，给国民经济发展创造了新支柱，并推动很多国家走上了工业化道路。
1-2.内燃机燃料和润滑油对内燃机技术进步的影响。
①内燃机的燃料众多，常见的有汽油、柴油、煤油、气体燃料等，不同的燃料物理化学性质不同，对内燃机的要求也不同，根据内燃机的实际工作情况合理选择不同的燃料，不仅可以提高内燃机的动力性、经济性，降低排放，还能带动内燃机新型燃烧技术的发展与完善。
②内燃机内部的摩擦副众多，工作时的摩擦损失不仅会降低内燃机的机械效率，还会加剧零部件的摩擦，降低内燃机寿命。
采用润滑油对关键零部件进行润滑，对于提高内燃机效率、延长寿命极为重要。
1-3.内燃机引进技术消化和吸收存在的问题。
国外内燃机于1901年开始进入中国市场，随后中国的一些工厂开始借鉴仿制，经历了由单缸到双缸，由低速到高速的过程。
新中国成立后，我国通过自主研发、仿制和接受援建，成立了一大批内燃机骨干企业，内燃机工业初具规模。
20世纪60年代，我国的内燃机由仿制转为自主研制生产，由小批量生产转为大批量生产，功率大大提高，并逐渐在农业、发电、船舶等领域得以应用。
20世纪80年代后，内燃机行业进行了一系列调整和改革，技术水平有所提高，很多合资企业出现，新型内燃机的研制受到重视，并逐渐融入了世界内燃机工业体系。
1-4.车用内燃机发展技术分析。
内燃机作为一种热动力装置，发明之初人们更倾向于它的动力性能与热效率，前期的一系列改进与创新也主要围绕效率和动力性能展开，并逐渐对其他方面的性能进行优化。
经历了一个半世纪的发展，在燃烧理论的指导下，通过材料、机械加工、燃料、电控等技术的发展与完善，其动力性、经济性、耐久性等技术指标的强化程度不断提高，满足了绝大部分固定和移动用途的要求，取得了广泛的应用。
内燃机学课件第四章
配 气 相 位 图
内燃机的型式不同，气门叠开角的大小也有所差异
对于点燃式内燃机而言，由于它是采用节气门来调节内燃机的功率，进气管内 压力总是低于大气压，特别是在小开度时更是如此。叠开角过大时高温废气 有可能倒流进入进气管乃至燃料供应系统中，引起进气管回火同时，由于新 鲜充量中含有燃料，利用新鲜充量进行扫气将导致燃料的损失以及未燃碳氢 排放物的增加，因此，这类内燃机的气门叠开角一般都是比较小的。 在非增压柴油机中，其进气管内压力始终接近大气压力，因此可以允许采 用较大的气门叠开角，增强扫气效果，以达到提高内燃机在常用转速范围内 充量质量的目的。统计显示，一般非增压柴油机的气门叠开角在20º (CA) -50º 范围内。
二、强制排气阶段
利用排气的流 动惯性实现过 自由排气阶段结束后，气缸内的废气将被上行活塞强制推出，直到排气 后排气 门关闭．这一过程就是强制排气阶段。由于气体在流动过程中要克服排气 避免在上止点 门、排气道以及消声器等处的流动阻力，缸内的气体压力要略高于排气管 内的平均压力，而且气体流速越高，压力差也就越大。另一方面，由于气 附近增加排气 体在排气管内的压力波动，有可能形成压力逆差，即气缸压力低于排气管 阻力 内的用力，这种情况往往出现在排气管较长时强制排气开始的初期。因此， 迟闭角过大会 缸内气体的状态由活塞的运动速度与位臵、气门有效流通截面的变化规律 导致排气倒流
降低排气损失的主要方法：合理确定排气提前角；采用双排气门，可以有 效地减少排气过程中的损失。
二．进气损失
与排气过程不同的是，进气损失不仅体观在进气过程所消耗的 功上，更重要的是体现在进气过程中所吸人新鲜充量的多少上， 因为前者对于内燃机的热效率乃至功率影响不大，而后者对内 燃机性能有显著的影响。 如图4—2b和图4—2d所示，由于进气道、进气门等处存在流动 阻力损失，进气压力线位于大气压力线p0(非增压机)或增压压 力线p b(增压机)之下，两者之差围成的阴影部分面积可分别用 y表示。将它与排气过程中的损失相比，其值明显相对较小(图 4—4)。 合理调整配气定时，加大进气门的流通截面、正确设计进气管 及进气道的流动路径以及降低活塞平均速度等，都会使进气损 失减少。
汽车4冲程内燃机课程设计
四冲程内燃机设计摘要内燃机是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。
通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。
活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。
活塞式内燃机将燃料和空气混合，在其气缸内燃烧，释放出的热能使气缸内产生高温高压的燃气。
燃气膨胀推动活塞作功，再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出，驱动从动机械工作。
内燃机的工作循环由进气、压缩、燃烧和膨胀、排气等过程组成。
这些过程中只有膨胀过程是对外作功的过程，其他过程都是为更好地实现作功过程而需要的过程。
四冲程是指在进气、压缩、膨胀和排气四个行程内完成一个工作循环，此间曲轴旋转两圈。
进气行程时，此时进气门开启，排气门关闭；压缩行程时，气缸内气体受到压缩，压力增高，温度上升；膨胀行程是在压缩上止点前喷油或点火，使混合气燃烧，产生高温、高压，推动活塞下行并作功；排气行程时，活塞推挤气缸内废气经排气门排出。
此后再由进气行程开始，进行下一个工作循环。
关键字：内燃机，4冲程，压缩，做功，排气，吸气AbstractThe internal combustion engine is one kind of power generator, it is through causes the fuel at the machine internal ignition, and the heat energy which emits it transforms directly into the power heat engine. The usually called internal combustion engine refers to the internal-combustion reciprocating engine. The internal-combustion reciprocating engine moves back and forth the plunger type to be most common. The internal-combustion reciprocating engine the fuel and the air mixing, in its air cylinder internal combustion, the heat energy which releases causes in the air cylinder to produce the high temperature high pressure fuel gas. The fuel gas inflation impetus piston makes the merit, again through crank link motion gear or other organizations mechanical merit output, actuation follower work. Internal combustion engine's operating cycle by processes and so on air admission, compression, combustion and inflation, exhaust is composed. In these processes only then the expansion process is makes the merit outward the process, other processes are to realize well make the merit process, but needs process. The four stroke is refers to, in the air admission, the compression, inflate and exhaust in four traveling schedules to complete an operating cycle, crankshaft rotation two. When intake stroke, this time air intake valve opening, exhaust gate closure; When compression stroke, in the air cylinder the gas receives the compression, the pressure advances, temperature rise; The expansion stroke is before compressing the top dead center to blow or the ignition, causes the mixture air combustion, has the high temperature, the high pressure, impels the piston downward and makes the merit; When exhaust stroke, the piston pushes in the air cylinder the waste gas to discharge after the exhaust gate. Hereafter starts by the intake stroke, to carry on the next operating cycle again.Key:Internal Combustion Engine,4-stroke ,Compression ,Work ，Exhaust ，Inhale第一章设计要求1.1 设计任务设计一个四冲程内燃机。
《内燃机学》第4版课后习题答案
《内燃机学》课后习题答案（第4版）第一章概论1-1.内燃机发明对工业进程的影响。
①内燃机的发明，既给传统的动力机械创造了新的动力源，又推动了一大批新兴工业产业（例如交通运输、发电、工程机械等）落地生根，在一定程度解放了生产力，促进了人类工业文明的发展。
②内燃机的发明，带动了包括石油炼制、钢铁、汽车等一大批上下游企业的产生与发展，给国民经济发展创造了新支柱，并推动很多国家走上了工业化道路。
1-2.内燃机燃料和润滑油对内燃机技术进步的影响。
①内燃机的燃料众多，常见的有汽油、柴油、煤油、气体燃料等，不同的燃料物理化学性质不同，对内燃机的要求也不同，根据内燃机的实际工作情况合理选择不同的燃料，不仅可以提高内燃机的动力性、经济性，降低排放，还能带动内燃机新型燃烧技术的发展与完善。
②内燃机内部的摩擦副众多，工作时的摩擦损失不仅会降低内燃机的机械效率，还会加剧零部件的摩擦，降低内燃机寿命。
采用润滑油对关键零部件进行润滑，对于提高内燃机效率、延长寿命极为重要。
1-3.内燃机引进技术消化和吸收存在的问题。
国外内燃机于1901年开始进入中国市场，随后中国的一些工厂开始借鉴仿制，经历了由单缸到双缸，由低速到高速的过程。
新中国成立后，我国通过自主研发、仿制和接受援建，成立了一大批内燃机骨干企业，内燃机工业初具规模。
20世纪60年代，我国的内燃机由仿制转为自主研制生产，由小批量生产转为大批量生产，功率大大提高，并逐渐在农业、发电、船舶等领域得以应用。
20世纪80年代后，内燃机行业进行了一系列调整和改革，技术水平有所提高，很多合资企业出现，新型内燃机的研制受到重视，并逐渐融入了世界内燃机工业体系。
1-4.车用内燃机发展技术分析。
内燃机作为一种热动力装置，发明之初人们更倾向于它的动力性能与热效率，前期的一系列改进与创新也主要围绕效率和动力性能展开，并逐渐对其他方面的性能进行优化。
经历了一个半世纪的发展，在燃烧理论的指导下，通过材料、机械加工、燃料、电控等技术的发展与完善，其动力性、经济性、耐久性等技术指标的强化程度不断提高，满足了绝大部分固定和移动用途的要求，取得了广泛的应用。
高等内燃机学
内燃机噪声与控制一、前言随着人类社会工业的不断发展，噪声这种公害日趋严重，对人类活动和环境造成了严重的影响。
对城市环境噪声影响最大的是各种声强起伏很大的非稳态噪声，起主要影响作用的是交通噪声，而内燃机作为各种交通运输工具的主要动力，是城市环境噪声的主要来源。
内燃机的噪声污染不同程度地危害和影响了人们的健康、休息和正常工作，已成为世界各国城市和工矿企业一种严重的环境污染。
因此，国内外都制定了许多有关噪声控制的标准和法规，噪声控制已成为保证内燃机产品的一项重要的质量标准，并直接影响到创造优质产品以及产品在市场的竞争力。
所以内燃机噪声控制问题日益受到人们的重视。
二、内燃机的噪声源根据内燃机的工作原理、工作状态及声学理论，可将内燃机的主要噪声源分为3种：空气动力性噪声、机械噪声、燃烧噪声。
空气动力噪声主要包括进气噪声；排气噪声是内燃机中最大的噪声源；风扇噪声在风冷内燃机中也是主要噪声之一。
而机械噪声又有活塞敲击噪声、配气机构噪声、齿轮噪声和喷油泵噪声等。
通常把机械噪声和燃烧噪声又合称为表面辐射噪声。
三、内燃机噪声及控制主要措施声源控制是降低噪声的最直接有效的方法，因此降低内燃机噪声的主要措施要从噪声的声源入手，首先要查明各噪声源中最大的噪声成分和特性，然后通过相关技术有针对性的采取相关措施将噪声尽可能降至最低程度。
1 燃烧噪声及控制燃烧噪声主要是由于气缸在燃烧过程产生的结构震动和气缸内气体压力剧烈变化引起的，包括动力载荷变化及冲击波引起的高频振动。
影响因素及控制（1）燃烧室结构：内燃机的燃烧室结构形式及整个燃烧系统的设计对燃烧室压力升高率，最高燃烧压力和气缸压力频谱曲线都有明显影响，对燃烧噪声的影响很大，柴油机影响效果更大。
由此可见降低气缸压力为有效控制燃烧噪声的方法之一，资料表明采用低噪声的燃烧室即半开式燃烧室为优选。
（2）压缩温度和压力：提高压缩比可以提高压缩终了的温度和压力，从而缩短滞燃期，降低压力升高率，使燃烧噪声降低。
内燃机简介
内燃机简介内燃机简介摘要内燃机的出现为汽车的发展提供了基础，给世界带来了现代物质文明。
本文简单介绍了内燃机的发展历程、常用工作指标、总体构造，以及内燃机的工作原理，使大家能对与我们生活有密切联系的内燃机有个初步认识。
内燃机是近代工业文明发展的产物，以其简单、经济取代了蒸汽机，通过科学家的不断研究，内燃机已经成为现代交通运输工具的主要动力。
关键词：内燃机，发展历史，工作指标，总体构造，工作原理一、绪论内燃机是热机的一种，能将燃料的化学能转化机械能。
一般的实现方式为，燃料与空气混合燃烧，产生热能，气体受热膨胀，通过机械装置转化为机械能对外做功。
内燃机有非常广泛的应用，汽车、船舶、飞机、火箭等的发动机基本都是内燃机，其最常见的例子即为车用汽油机与柴油机。
广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机和自由活塞式发动机，也包括旋转叶轮式的燃气轮机、喷气式发动机等，但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。
区别于外燃机，内燃机的燃烧气体同时也是工作介质，比如汽油机中，汽油燃烧后的气体直接推动活塞做功。
与此相对，燃料不作为工作介质的热机则称为外燃机，比如蒸汽机的工作介质（蒸汽）并不是燃料。
二、内燃机的发展历史活塞式内燃机起源于荷兰物理学家惠更斯用火药爆炸获取动力的研究，但因火药燃烧难以控制而未获成功。
1801年，法国化学家菲利浦·勒本研制成以煤气和氢气为燃料的内燃机。
1824年，卡诺（Sadi Camot）发表了热力机的基本理论——卡诺原理。
之后人们又提出过各种各样的内燃机方案，但在十九世纪中叶以前均未付诸实用。
直到1860年，法国的莱诺伊尔（Lenoir）模仿蒸汽机的结构，设计制造出第一台实用的煤气机，从而结束了只有外燃机——蒸汽机作为动力机构的历史，开始了以内燃机为主的动力机械及工程时代。
Lenoir的煤气机运转平稳,但由于没有压缩过程,其热效率仅有4%左右。
1862年，法国科学家罗沙（Beau De Rochse）对内燃机热力过程进行理论分析之后，提出了等容燃烧的四冲程循环工作原理，这是一次认识上的飞跃，一直沿用至今。
内燃机原理4h讲解
低，? t 小些。
③ 工质高温分解? ? t ? 在1300k以上，燃烧产物发生高温分解，分解会吸收热量，
使循环的最高燃烧温度下降，? ? t ? ④ 工质分子数发生变化→ ? t ?
燃料燃烧后气体的千摩值会增大，当工质 V、T相同时， P 会增大，这有利于循环作功。
而η t只下降0.4％。 在实际发动机中，对空气进行冷却，提高进缸空气密度是
提高内燃机强化程度的有效措施，并对发动机的经济性有益处。
实际的发动机带中冷的比不带中冷的油耗率要低 。
（2）废气能量利用的影响 在压缩比和加热量一定的情况下，废气能量的利用有三种
情况： ①当 ? T / ? K 达到最大时，导致 η t 达最大。此时
图2－6′ 非增压柴油机理论循环和实际循环 p-V图的比较
（3）涡流与节流损失 ? ? t ? 活塞的高速运动使工质在缸内产生涡流，对分开式燃烧室，
工质流入流出副室时，会在通道中产生节流损失。使 ? t ? (4) 传热损失 ? ? t ? 理想循环时假设气缸壁与工质无热交换，实际循环中，
工质与气缸盖，活塞顶，气缸壁，进、排气门有热交换，使 ? t ? （5） 燃烧不及时，后燃及不完全燃烧损失
（5）当ε ： 相同时 > ? t,v ? t,vp ? ? t, p
（6）当pz相同，Q1相同, ε 不相同时， ? t, p ? ? t,vp ? ? t,v
这是因pz不变时，等压循环的ε 最大，而等容循环的ε
最小之故。
2.2 涡轮增压内燃机的理想循环 在非增压的内燃机中，工质只膨胀到 b点，然后由b点等容
① 燃烧不及时? ? t ? 理想循环假定定容加热是瞬间完成的，实际循环时，燃烧 需要一定时间。
武汉理工内燃机学复习
复习大纲第一章概念1.热机 内燃机的定热机是将燃料中的化学能转 机械 的机器内燃机是燃料在机器内部燃烧而将能 释放做 的，它的工质在燃烧前是燃 空气的混合气，在燃烧则是燃烧产物2. 内燃机的分类按照用途 燃料 程 活塞 气缸数 气缸排列 转速范围 增压度 点火方式 混合气准备方式 进排气门及凸轮轴布置 冷 方式第二章内燃机的工作指标第一节示 指示性能指标第二节有效性能指标第 节机械损失 机械效率第四节排放指标第五节提高内燃机 力性和 济性的途第二章内燃机的工作指标1.内燃机的 要指标？2.示 (p-V，p-φ)3.指示性能指标的含 :以工质对活塞做 基础的指标4.指示 平均指示压力 指示 率 指示热效率和指示燃 消耗率5.有效性能指标的含 :以曲轴对外输 基础的指标6.平均有效压力 有效 率 升 率 有效热效率和指示燃 消耗率7.充 系数 过 空气系数的定8. 什 φa是反映柴 机混合气形 和完善及整机性能的一个指标？小有何限制 p:269.机械损失的组 ，机械损失的测定方法10. 2-32，2-33分析提高内燃机 力性和改善 济性的措施11.指标之间的关系，会进行简单计算 作业2-10 2-11第 章内燃机的工作循第一节内燃机的理论循第二节内燃机的燃料及燃烧热化学第 节内燃机的实 循第四节内燃机的热平衡第五节内燃机工作过程的热力学模型第 章内燃机的工作循1.理论循 的简化和假设 绝热且无泄漏 等容等压 热及放热过程 口系统 理想气体2. 种理论循 等容 等压及混合 热 实 发 机的关联性 汽 机 速和增压柴 机 高速柴 机3.理论 嫩能够提高循 热效率和循 平均压力的措施收到内燃机实 工作的哪 限制 结构强度 机械效率 燃烧方面 排放方面 能够展开分析4.柴 的自燃性 汽 的抗爆性 燃料的热值 排气再循 柴十六烷值 汽 辛烷值的测定方法 汽柴 的牌号依据 残余废气系数 排气再循 率5.内燃机实 循 理论循 的差别 工质 传热 排气损失 燃烧损失 燃烧速度的有限性 完全燃烧损失 内燃机的热平衡 有效 率 冷 排气 杂项6.内燃机工作过程的热力学模型 了解第四章内燃机的换气过程第一节四冲程内燃机的换气过程第二节四冲程内燃机的换气损失第三节提高内燃机充充量系数的措施 第四节内燃机的增压第五节二冲程内燃机的换气第四章内燃机的换气过程1.按照燃气对活塞的作用 自 强制 流 的性质 超 ，排气过程阶段的划分2.进排气门提前开启 迟 关 的必要性分析3.换气损失的构 排气提前角 排气损失 损失 膨胀损失 的关系 转速 排气提前角 排气损失的关系利用44-6，分析提高内燃机充 系数的措施 降 进气损失 排气损失 4.利用少进气 热 合理的配气 时和升程规律 马赫数的定 及 度充 系数的影响4-11，分析增压对发 机 力性和 济11，分析增压对发 机 力性和 济10增压方式有哪几种 利用44-105.增压方式有哪几种 利用三出①是如何满足是如何满足分析三出①性的影响 增压有哪 优势 需要付 哪 代 ？分析p77 ，，汽 机增压的技术障碍 发 机 工况需求的 p77发 机 工况需求的6.二 程换气过程的的特点，扫气系数和过 扫气系数的定 二 程内燃机的 种扫气方式第五章内燃机混合气的形 和燃烧 第一节内燃机缸内的气体流第二节点燃式内燃机的燃烧第 节点燃式内燃机的燃烧室第四节压燃式内燃机的燃烧第五节压燃式内燃机的燃烧室第六节均质充 压缩着火发 机第五章内燃机混合气的形 和燃烧1.进气涡流 流 滚流 压缩涡流 湍流的定 进气涡流的产生方法点火过程分 哪几个阶段p91 点火过程分 哪几个阶段 什 存在着火界限 浓限 稀限 ？ p912. 什 存在着火界限 浓限 稀限 ？(p96)的定火焰传播速率(p96)p94 火焰传播速率穿 电弧 辉光放电 ？层流燃烧速率层流燃烧速率 p94什p98点火提前角调整特性 p98画 分析点燃式内燃机的燃烧过程 点火提前角调整特性个工况都存在一个最佳点火提前角？ 从转速 化 负荷 化分析 燃料调降 燃烧循 的措施 爆燃 强p100 降 燃烧循 的措施 整特性(p99)燃烧循 p100(p99)烈爆燃对发 机工作产生哪 利影响？发 机 要 转因素和结构因素对爆燃的影响 防 爆燃的方法 表面点火 防 表面点火的措施3.点燃式内燃机燃烧室的一般要求 设计要点 型燃烧室的特点 均匀直喷汽机的优点4.压然式内燃机的着火条 浓度 温度 画 说明压然式内燃机的燃烧过程影响柴 机工作 暴性是哪个阶段， 什 ？柴 机怠速敲缸的原因 柴 机冷起 困难的原因 影响柴 机燃烧噪声的因素和降 噪声的措施5.浅盆形燃烧室 深坑形燃烧室 涡流室燃烧室混合气形 的特点击件件I的 要特点 尚 解 的 题 放热时间的的 要特点 尚 解 的 题 放热时间的 传统燃烧方式有何局限性？击件件I6.传统燃烧方式有何局限性？制第六章代用燃料第一节概述第二节含氧燃料第 节合第四节气体替代燃料第五节替代燃料的生命周期分析第六章代用燃料几种 要燃料的物化性质 使用特性1 醇的物化性质 使用特性热值 汽 的46%——增 循 供 ，混合气热值≥汽 ， 力性可以保持或提高气化潜热 汽 的7倍——有利于φc和 力性提高， 利于冷启 和暖机辛烷值比汽 高，十六烷值比柴 111——在汽 车 有利于提高εc，对 力性 济性有利 在柴 机 使用使用时需要 燃措施汽化热大——混合气温度 ，滞燃期长，需 大点火提前角含氧 达50%——有利于完全燃烧和CO HC降层流火焰传播速度32.7cm/s(汽 25.2) 有利于快速燃烧和η提高 着火极限比汽 柴 浓——使用更安全乙醇的物化性质 使用热值 汽 的62%——调整循 供 ， 力性可以保持或提高 气化潜热 汽 的2.9倍——有利于φc和 力性提高， 利于冷启 和暖机，滞燃期长，需要 大点火提前角——十六烷值比柴 111——在汽 车 有利于提高辛烷值高εc，对 力性 济性有利 在柴 机 使用使用时需要 燃措施 度比汽 大——影响高速和高 率使用方式 要汽 机 使用，单烧 E100 或掺烧 E？ ，二甲醚的物化特性及使用特性物化特性及使用特性十六烷值较柴 高，自然温度 ——滞燃期短，有利于NOx 少和噪声降没有C-C键，只有C-H和C-O健，含氧 34.8%——任何工况可以无烟燃烧蒸发热 柴 的1.6倍——有利于NOx降点 喷入气缸 可汽化——对喷射压力要求 高生物柴油的物化性质和使用特性以植物油为例热值 于柴 ，密度高于柴 ，容 热值 柴 机接 ——供 系统几乎无需改度比柴 大，随温度升高 度 降快——影响喷雾特性和 温性能十六烷值较柴 ，闪点 着火温度较柴 高，着火性能差—— 大喷 提前角一般含氧——利于燃烧柴 互溶性好——可以任意比例掺烧含有少 水分 灰分 残炭和杂质 重馏分多 相对分子 大 发性差——易 碳要 分是 饱和脂肪酸——氧化安定性差，易 质，堵塞滤清器液化石 气 LPG CNG相似气化温度 常温 0.2-0.6MPa压力 可以液化，汽化容易——有利于 空气混合 完全燃烧 排放燃烧特性 汽 相当，热值略高—— 等使用LPG辛烷值高——可以提高压缩比，有利于 力性和 济性易于汽化—— 利于充 系数提高着火温度较汽 高，火焰传播速度浇汽 慢——需要 大点火能 和点火提前角第七章内燃机的燃料供给与调节第一节概述第二节柴油机燃料供给与调节系统的结构、分类和发展 第三节柴油机喷油泵结构参数的确定第四节柴油机喷油器的结构与参数选择第五节柴油机的异常喷射现象第六节柴油机工况调节与调速器第七节柴油机燃料供给与调节系统的电子控制第八节点燃式内燃机燃料供给系统的功能、分类与发展 第九节电控汽油喷射系统第十节气体燃料供给系统第七章内燃机的燃料供给与调节1.汽柴 发 机在混合气形 负荷调节方式 的差异，代用燃料的混合和燃烧方式2.柴 机燃料供 系统的基本要求 类 泵-管-嘴 泵-喷嘴共轨 燃料供 系统基本机构和原理3.泵-管-嘴的喷射过程 p162-163 几何供 规律定(p163) 喷 特性如喷 压力 时 喷 泵速度特性 喷规律对柴 机性能有重要影响 p170 喷 提前角对柴 机燃烧过程的影响(p170) 喷 泵的速度特性定 p172 理想喷 规律的形状 p1734.喷 器结构和参数的选择对于喷 过程 喷雾质 束 燃烧室的配合，乃至整个混合气的形 和燃烧有着重要影响 喷 器结构了解第七章内燃机的燃料供给与调节5.常见的异常喷射 象 二次喷射产生的原因及危害6.安装调速器的作用 调速器按照结构工作原理 能的分类稳态调速率 瞬态调速率的定7.电 喷射系统的基本结构和组 几种柴 机电 系统的基本结构和原理 了解8.汽 机在 工况 对混合气浓度的要求 电 汽 喷射系统的优点9.电 汽 喷射系统的基本组 制方式的分类 开10.气体燃料的几种使用方法 进气管混合 缸内喷射 点燃 引燃组合第八章内燃机污染物的生成与控制第一节概述第二节污染物的生 机理和影响因素第 节内燃机的排放 制第四节内燃机排气 处理第五节排放法规第六节OB价简介第八章内燃机污染物的生成与控制1.几种污染物生 浅析及危害2.件O生 机理 汽车击件产生渠道 燃烧 曲轴箱串气 燃 蒸发 空燃比 种污染物的关系 分析 均匀点火发 机击件生 机理 5个方面 NOx生 条 3个方面 点火 时 E出R率对NOx生 的影响 转速 负荷 喷 时对柴 机NOx生 的影响 PM的组 少PM的措施 PM 负荷的关系3.蒸发排放来源 转损失 热浸损失 昼夜损失 损失 改善冷启 排放措施 ↑起 机 率，↑ 启 转速，↑ 点火能 ，↓启 时间 排放燃烧系统的设计要点 增压 排放燃 喷射系统 气流组织和多气门技术 排放燃烧室 排气再循 分析增压+中冷的优势 排放燃 喷射系统应该满足哪 要求 时 喷 喷 规律 喷雾形状 喷雾粒度4.空燃比特性 画 起燃特性，①上件 AR件和S件R工作原理 价PF的再生方式5.排放法规和OB价一般了解第九章内燃机的使用特性与匹配第一节内燃机的工况第二节内燃机的负荷特性第 节内燃机的速度特性第四节内燃机的万有特性第五节内燃机的 率标定及大气修第六节内燃机 工作机械的匹配第九章内燃机的使用特性与匹配1.内燃机工况的定 分类 内燃机的使用特性的定2.内燃机负荷特性的定 汽柴 负荷特性 测试方法 走势对比分析3.内燃机速度特性 外特性的定 汽柴 机速度特性 历程或走势分析 工作稳定性分析 9-6 适应系数的定4.万有特性定 燃 济特性的分析 排放特性的简析5. 内燃机 率标定的分级6.汽车行驶阻力的构 车用内燃机的 力性匹配 济性匹配解释1.平均有效压力2.升 率3.充 系数9.残余废气系数10.排气再循 率11.扫气系数4.过 空气系数5.柴 的自燃性6.汽 的抗爆性7.燃料的热值8.排气再循 12.过 扫气系数13.进气涡流14. 流15.滚流16.湍流解释17.层流燃烧速率18.火焰传播速率19.汽 机点火提前特性25.喷 泵的速度特性26.稳态调速率27.瞬态调速率20.汽 机燃料调整特性21.燃烧循22.爆燃23.表面点火24.几何供 规律28.空燃比特性29.起燃特性30.内燃机负荷特性31.内燃机速度特性32.内燃机的使用特性33.万有特性答 分析1. 什 φa是反映柴 机混合气形 和完善及整机性能的一个指标？ 小有何限制？2.简述机械损失 哪几部分组 ，机械损失 哪几种测定方3.写 表征内燃机 力性的指标PL和 济性be的分析式，并分析提高发 机 力性能指标和 济性能的基本途4.内燃机理论循 是在实 循 的基础 进行了哪假设 得到的？5.分析提高内燃机理论循 热效率和平均有效压力的措施 到内燃机实 工作的哪 限制？答 分析6.分析内燃机理论循 实 循 的差别7.分析内燃机燃烧速度的有限性对实 循带来了哪 利影响8.分析内燃机换气过程中进排气门提前开启迟 关 的原因9.写 充 系数的分析表达式，简述提高充系数的措施10. 了获得最大充 系数， 小泵气损失，较 理想的进气系统应该满足那 要求答 分析11.分析可 截面涡轮增压器 VGT 是如何满足发 机工况 化需求的12. 什 混合气过浓或过稀都 能形 火焰核心以产生火焰传播？13. 什 汽 机 个工况都存在一个最佳点火提前角？14.画 分析点燃式发 机的燃烧过程15.降 燃烧循 的措施有哪 ？答 分析16.强烈爆燃对发 机工作产生哪 利影响？17.分析发 机 要 转因素 点火提前角 转速负荷 混合气浓度 燃烧室沉 物 对爆燃的影响18.分析发 机 要结构因素 缸 火花塞 置气缸盖宇活塞材料 燃烧室结构 对爆燃的影响19.简述防 汽 机爆燃的措施20.简述防 汽 机表面点火的 要措施答 分析21.简述燃烧室的一般设计要求22. 了既提高压缩比又 产生爆燃，燃烧室设计应该从哪 方面考虑？23.分析提高汽 机压缩比对 HC和NOx的排放有何影响？24.简述均匀混合直喷汽 机的优点25.分析压然式内燃机着火需要 备的两个条答 分析26.画 分析柴 机的燃烧过程27.影响柴 机工作 暴性是哪个阶段， 什？28.简析柴 机怠速敲缸的原因29.简析柴 机冷起 困难的原因30. 什 小型高速柴 机 能采用浅盆形燃烧室？答 分析31. 什 小型高速柴 机 能采用浅盆形燃烧室？32.分析传统压然式和点燃式燃烧方式有何局限性33.分析HCCI发 机的 要特点34.简述目前HCCI燃烧方式在发 机 应用尚 解 的 题35.简述高负荷方向扩展HCCI工作范围的要措施答 分析36.简述二 醚的物化性质和使用特性37.柴 机燃料供 调节系统应该满足哪基本要求38.喷 提前角度柴 机的性能有何影响39.简述柴 机安装调速器的基本 能40.简述汽 机在 工况 对混合气浓度的要求答 分析41.画 分析HC CO NOx 过 空气系数的关系，并进行分析42.柴 机 排放燃 喷射系统应该满足哪 要求？43.画 汽 机 效催化转化器的空燃比特性，并分析说明44.简述吸 -还原催化器 ARC 的工作原理45.简述选择催化还原 SCR 系统的基本结构和工作原理答 分析46.画 汽 机和柴 机的负荷特性，并进行对比分析 特性曲线走势47.画 汽 机的速度特性，并对 曲线走势进行分析48.画 柴 机的速度特性，并对 曲线走势进行分析49.画 对比分析汽 机和柴 机外特性曲线的走势50.画 并分析万有特性之燃 济特性 的特征重点在 2 3 4 5 8 9章注意作业计算AB卷有70%的题目。
初中物理《内燃机》教学PPT课件
知1－练
1 利用以下机械都能获得机械能，其中属于内燃 机的是( ) A．水轮机 B．喷气发动机 C．蒸汽轮机 D．汽油机
2 常见的活塞式内燃机的工作原理是：把燃料在 ________内燃烧后产生的________能转化为 ________能的热机，主要有________和________。
知识点 2 汽油机
定义
汽油机 热机 柴油机
工作过程 工作原理
1. 内燃机的工作原理：把内能转化为机械能。 2. 汽油机的一个工作循环包括四个冲程：
吸气、压缩、做功和排气四个冲程，活塞上下往复 运动两次，曲轴和飞轮转动两周；压缩冲程是机械 能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能。 3. 火箭也是热机中的一种，将燃料燃烧后产生的内能 转化为机械能。火箭使用的是火箭发动机，将在燃 烧室内燃烧产生的高温、高压气体以较高的速度向 后喷出，同时产生很大的反作用力推动机身向前运 动。
知4－讲
知4－讲
1. 火箭发动机工作原理：利用燃料燃烧产生高温高压 燃气，燃气通过喷管向后高速喷出,对火箭产生向上 的推力。
2. 火箭的燃料：液态氢（热值大） 3. 现代火箭的用途：发射探测器、人造卫星、宇宙飞
船、航天飞机等空间飞行器。
知4－讲
【例5】[情境题]火箭在发射时能量的转化过程为：燃料燃 烧，产生高温高压的燃气，___化__学___能转化为 ____内____能；高温高压燃气喷出做功，____内____ 能转化为火箭的__机__械____能；火箭在穿越大气层 时与空气摩擦，有一部分__机__械____能转化为 ____内____能而损失掉。
喷油嘴喷出雾状柴 油，遇高温燃烧，
即压燃式
用途
笨重、经济、功率 轻巧、体积小，常用于汽 大，主要用于载重
内燃机学教案模板（共4篇）
内燃机学教案模板（共4篇）第1篇：内燃机教案内燃机教学案学习目标1．了解汽油机的基本构造和工作原理。
重点、难点内燃机的构造和工作原理；汽油机和柴油机的区别和联系．教学过程一、新课引入：什么是热机？1．回答下列能量转化：给自行车打气时，打气筒的筒壁会发热：。
二、新课知识：内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机。
最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，叫做汽油机和柴油机工作循环：内燃机的工作过程以一个循环为一个单位，一个循环又分为四个冲程。
3、能的转化考虑：汽车在开动前，是如何使内燃机起动的？常识：方法一，用手“摇车”；方法二，接通电源，开动“马达”。
4、总结内燃机在一个工作循环中，有两个冲程有能量转化，压缩冲程和做功冲程，但只有做功冲程是内能随堂练习一、填空题1．内燃机工作时，燃料在气缸内燃烧，生成燃气，燃气推动活塞，能转化为能.所以说，内燃机就是利用内能来的机器。
2．改变物体的内能的方式有两种。
饮料第2篇：内燃机(教案)第三节内燃机教学目的：1．了解四冲程内燃机的构造和工作原理及．2．了解四冲程内燃机工作过程中能量的转化．教具：四冲程汽油机和柴油机的示教模型．重点、难点：重点：汽油机的工作过程．难点：汽油机和柴油机的做功冲程．教学过程：（一）引入新课引导学生叙述交通工具中燃料的燃烧都在气缸内进行，从而获得更大的动力．热机的种类很多，燃料在气缸内燃烧的热机叫内燃机．（二）进行新课1．内燃机和种类汽油机和柴油机．（1）汽油机：用汽油做燃料的内燃机．①构造结合模型向学生介绍汽油机的基本构造，介绍各构造名称的同时介绍其功能，同时根据教材第33页图3－6向学生介绍汽油机的四个冲程，并强调这四个冲程周而复始，不断循环下去，汽油机就可以连续不断地对外做功．②工作原理结合模型讲解工作原理，为加深学生的理解，在讲解过程中设置以下问题： a．吸气冲程燃气为什么会进人气缸？b．猜测压缩冲程产生什么结果？能量如何转化？c．做功冲程中燃气为什么能做功？能量转化如何？d．排气冲程有什么作用？通过教师引导，学生讨论得出：吸气冲程活塞下行，气缸内气体的体积增大，压强减小，大气压将混合燃料（或空气）压进气缸．压缩冲程将燃气压缩，同时温度升高，机械能转化为内能．做功冲程燃料燃烧产生高温高压的燃气，内能大大增加，因此能推动活塞做功，内能转化为机械能．排气冲程将废气排出后，开始新的吸气冲程．排气冲程排出的废气温度比较高，损耗一部分内能．四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功．（2）柴油机：用柴油作燃料的内然机．学生阅读教材并对比汽油机，将两者的主要构造和四个冲程加以比较，总结得出两者构造和工作过程的异同。
2024年《内燃机》课件教科版物理
2024年《内燃机》课件教科版物理一、教学内容本节课我们将学习教科版物理教材第十章《热机》中的第三节“内燃机”。
详细内容包括内燃机的工作原理、类型及其在生活中的应用，重点掌握内燃机的四个冲程（进气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程）以及能量转换过程。
二、教学目标1. 让学生了解内燃机的基本结构和工作原理，能够描述内燃机的四个冲程及其作用。
2. 培养学生运用物理知识分析内燃机能量转换过程的能力，理解热机效率的概念。
3. 培养学生的环保意识，了解内燃机排放对环境的影响，提高节能减排的观念。
三、教学难点与重点教学难点：内燃机的四个冲程及其能量转换过程，热机效率的计算。
教学重点：内燃机的工作原理，四个冲程的特点，热机效率的理解。
四、教具与学具准备1. 教具：内燃机模型，多媒体课件，发动机实物（可选）。
2. 学具：笔记本，教材，计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入（5分钟）通过展示生活中常见的内燃机应用实例，如汽车、摩托车、船舶等，引导学生思考内燃机的工作原理。
2. 知识讲解（15分钟）介绍内燃机的基本结构、工作原理，详细讲解四个冲程及其特点。
3. 例题讲解（15分钟）通过具体例题，讲解内燃机能量转换过程，分析热机效率的计算方法。
4. 随堂练习（10分钟）让学生独立完成教材课后习题，巩固所学知识。
5. 互动讨论（5分钟）分组讨论内燃机的优缺点以及节能减排的措施。
六、板书设计1. 内燃机的四个冲程：进气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
2. 内燃机的能量转换过程：化学能→ 热能→ 机械能。
3. 热机效率计算公式：η = W有用 / Q放。
七、作业设计1. 作业题目：（1）简述内燃机四个冲程的作用。
（2）计算内燃机的热机效率，已知：W有用 = 3000J，Q放 = 10000J。
（3）讨论内燃机排放对环境的影响，提出至少三种节能减排措施。
2. 答案：（1）见课堂笔记。
（2）η = 0.3。
（3）见课堂讨论。
2024年大学课件内燃机-(版)
大学课件内燃机-(附件版)大学课件：内燃机一、引言内燃机是一种将燃料在气缸内燃烧产生的高温高压气体直接作用于活塞，将热能转化为机械能的热力发动机。
作为一种重要的动力机械，内燃机在交通运输、农业机械、工业设备等领域具有广泛的应用。
本课件旨在对内燃机的基本原理、分类、工作过程、性能指标及未来发展进行详细阐述，以期为大学生提供全面、系统的内燃机知识。
二、内燃机的基本原理与分类1.基本原理内燃机的基本原理是将燃料和空气混合后在气缸内燃烧，产生高温高压气体推动活塞运动，进而驱动曲轴旋转，完成热能向机械能的转换。
内燃机的工作循环包括进气、压缩、燃烧、排气四个过程。
2.分类内燃机按燃料类型可分为汽油机、柴油机、天然气发动机等；按气缸排列方式可分为直列式、V型、水平对置式等；按冷却方式可分为水冷式和风冷式。
三、内燃机的工作过程1.进气过程进气过程是活塞由上往下运动，气缸内形成负压，吸入新鲜空气和燃油混合物的过程。
进气门开启，排气门关闭。
2.压缩过程压缩过程是活塞由下往上运动，将吸入的混合气压缩，使其温度和压力升高。
此时，进气门和排气门均关闭。
3.燃烧过程当混合气压缩到一定程度时，火花塞产生电火花点燃混合气，产生高温高压气体推动活塞向下运动。
此时，进气门和排气门均关闭。
4.排气过程排气过程是活塞由上往下运动，将燃烧后的废气排出气缸。
此时，排气门开启，进气门关闭。
四、内燃机的性能指标1.功率功率是内燃机输出的能力，通常用马力（hp）或千瓦（kW）表示。
功率与发动机转速和扭矩有关。
2.扭矩扭矩是内燃机输出的力矩，通常用牛·米（N·m）表示。
扭矩与发动机功率和转速有关。
3.燃油消耗率燃油消耗率是指内燃机在单位时间内消耗的燃油量，通常用克/千瓦时（g/kW·h）表示。
燃油消耗率越低，发动机的经济性越好。
4.排放性能排放性能是指内燃机排放的废气中含有的有害物质浓度，如二氧化碳、氮氧化物、碳氢化合物等。
《内燃机学第4版》常考知识点总结
过量空气系数 ：燃烧单位质量燃料的实际空气量与理论空气量之比。
有效热效率：实际循环的有效功与为得到此有效功所消耗的热量的比值。
有效燃油消耗率 be：单位有效功的耗油量。
平均机械损失压力：发动机单位气缸工作容积一个循环所损失的功。
质量排放量: 单位时间或按பைடு நூலகம்排放标准规定，进行一次测试，在试验期内测出的污染物质量。
进气谐振（进气管动态效应）: 由于间歇性、周期性进气，进气管内存在压力波，在特定
的进气管条件下，可以利用此压力波提高进气门关闭前的进气压力，提高充气效率，这就
是进气谐振。
（当采用可变技术时，在高转速、大功率时应装配短而粗的进气管，中低转
速、大转矩时应装配长而细的进气管。）
机械增压：发动机输出轴直接驱动机械增压装置，实现对进气的压缩。
比排放量: 每单位功排出的污染物质量。
排放率（排放指数）：燃烧单位质量的燃料所排放的污染物质量。
内燃机的工作循环：周期性的将燃料燃烧所产生的热能转变为机械能的过程。
内燃机的理论循环：通常根据内燃机所使用的燃料、混合气形成方式、缸内燃烧过程（加热
方式）等特点把火花点火发动机的实际循环简化为等容加热循环，把压燃式柴油机的实际循
指示功率 ：内燃机单位时间所做的指示功。
指示热效率 ：发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值。
指示燃油消耗率 ：单位指示功的耗油量。
机械损失功率Pm ：发动机发出指示功率时由运动件的摩擦功率以及驱动风扇，机油泵，燃油
泵，发电机等附件所消耗的功率。
有效功率 ：发动机发出的指示功率减去机械损失功率。
环简化为混合加热循环（高速柴油机）或等压加热循环（高增压及大型低速柴油机），这些
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一、进气系统阻力 Intake flow resistance
沿程阻力 管道摩擦阻力，它与流速、管长、管壁表面
质量等有关。
局部阻力 由流通截面大小、形状以及流动方向的变化
造成局部产生涡流所引起的损失。
➢ 在气门倾斜基础上再增加进气门数，进气流通面积还可进一步增加。 ➢ 相同情况下，增加进气门的流通面积是降低进气阻力，减小进气马赫数，
提高发动机充量系数的最主要的措施。
顶置凸轮4气门发动机的优缺点比较 Factor comparison of DOHC 4－V
优点:
a）进排气流通面积大，流动阻力小，充量系数高， 泵气损失小，有利于提高动力性能。
充量系数与平均进气马赫数的关系 MUCH number and volumetric efficiency
不同进气门数的方案比较 Project Comparison
I代表进气门，E代表排气门
进气门流通截面与气缸截面积的比值
➢ 采用进气门倾斜来增加进气门直径，同样可以增加排气门的流通面积， 这样进气阻力减小，排气阻力也有所减小。
定义：
改变升程的同时改变了正时 与开启持续期
Camless Valve Actuation EHVS - Electrohydraulic
Full Flexibility Intake and Exhaust Valves Timing and Lift
10
8
50bar 200bar源自Valve Lift [mm]
由于进气的管道粗短，壁面比较光滑，其沿程阻力并 不大。因而局部阻力损失是流动过程中的主要损失。它 由一系列的局部阻力叠加而成。
局部阻力损失
Q ps
s Avs svs2
v s ， s 为进气流量系数和流速， A为流通面积
为阻力系数， s 为进气密度
进气门座处是进气流道中截面积最小、流速最高的地方， 因而该处的局部阻力最大。
6
4
2
0
0
5
10 15 20 25 30 35
Time [msec]
FEV’s ElectroMechanical VVA System
VVA as a Tool For Reducing Negative Work
Combined Improved Output, Reduced Fuel Consumption, and Reduced NOx Emission Through Late Opening and
Variable Event Timing, VET
定义：
在改变气门正时的同时也改 变了气门开启持续期。
气门升程单独可变
Variable Valve Lift，VVL
定义：
能在保持气门的正时和开启 持续期不变的条件下，单独改 变气门的最大升程
可变气门升程与正时VLT
Variable Lift and Timing
需更大的安装空间。
不同气门数发动机性能比较
Valve number and engine performance
4气门与2气门发动机的性能比较
5气门与4气门发动机的性能比较
二、可变配气系统技术 VARIABLE INLET SYSTEM
对配气系统的要求
1. 低速时，采用较小的气门叠开角以及较小的气门升程, 增加低速转矩，提高燃油经济性。
平均马赫数 AVERAGED MACH NUMBER
Z
vs as
D ds
2
Vm
sm as
vs 为进气门座处的气流总平均速度；
as kRTs 为进气门流通截面处的气体音速；
sm 为进气门在开启期间的平均流量系数 。
用进气门阀座处气体流动的平均马赫数来衡量考察进气流 动损失对充量系数的影响。
优点：根据实现机构的不同，采用VVT技术可以使得发动机的 低速转矩得到大幅度的提高。
可变凸轮机构（ VCS ）
注:在高速时采用高速凸轮，气门升程与持续角都较大，
而在低速时切换到低速凸轮，升程与持续角均较小。
优点:与传统的配气机构的性能相比，发动机的低速转矩
和高速性能都得到了显著的改善。
可变气门相位与持续期
2. 高速时应具有最大的气门升程和进气门迟闭角，减小流 动阻力，提高充量系数，满足发动机高速时的要求。
3. 进气门从开启到关闭的进气持续角也进行相应的调整。
可变气门系统 VARIABLE VALVE SYSTEM
• 可变配气正时（VVT） • 可变气门升程（VVL）
VVS/VVA
可变气门正时（VVT ）
b）利于将火花塞或喷油器布置在中央，有利于提高压 缩比（对点燃式内燃机）和改善混合器形成质量 （对压燃式内燃机），提高燃油经济性和降低排放。
c）可减轻气门系统的运动零部队质量，适应高速运转 要求。
缺点：
a）气门机构的零部件数目增加，使制造及维修成本增加。 b）顶置凸轮轴需安装在气缸盖上，增加了发动机的高度，
Early Closing of the Intake Valve
三、合理利用进气谐振 INLET PIPE TUNING
进气谐振 进气管长度的增加或管径的减小，可使充 量系数的峰值向发动机低速一侧移动，反 之则向高速移动的现象。
在发动机进气过程中，活塞的下行运动导致在进气管内产 生膨胀波，该膨胀波在进气管的开口端反射，形成压缩波 返回,向气缸方向传播。 在一定的条件下（如一定的转速、进气管长度等），这种 压缩波可以使得发动机进气过程将要结束时，进气门处的 压力高于正常的进气压力，从而增加发动机的进气量，提 高充量系数。
第三节 提高内燃机充量系数的措施
MEASURES TO IMPROVE VOLUMETRIC EFFICIENCY
主要学习内容
➢充量系数 ➢充量系数的影响因素
充量系数 VOLUMETRIC EFFICIENCY
内燃机每循环实际吸入气缸的新鲜充量与以进气 管内状态充满气缸工作容积的理论充量之比。
内燃机的充量系数反映了进气过程的完善程度， 是衡量发动机性能的重要指标。
c
m1 msh
1
1 r
ma msh
1
1 r
a Va V air,i s
c
2m&air
in air ,iVs
提高充量系数的技术措施
MEASURES TO IMPROVE VOLUMETRIC EFFICIENCY