内燃机原理第一章动力经济性能指标与影响因素
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内燃机原理第一章动力经济性 能指标与影响因素
HIT 规格严格 功夫到家
Outline
一、课中常用缩写词
ICE NA-ICE TC-ICE SI-ICE CI-ICE
DI IDI GDI TDC BDC
Internal Combustion Engine Naturally Aspirated ICE—自然吸气内燃机 Turbocharged ICE—增压内燃机 Spark Ignition ICE—火花点火内燃机 Compression Ignition ICE—压燃式内燃机 Direct Injection—缸内直接喷射 Indirect Injection—间接喷射 Gasoline Direct Injection—汽油缸内直喷
Pe 工程单位：kW
加权平均功率： P e (wjP e)j
加权平均功率用于工况法测量内燃机的污染物排放中
HIT 规格严格 功夫到家
第一节 工质对活塞作功及示功图
➢评价指标 最高转速： 最大转矩： 标定功率：
注意：
nmax
Ttq / ntq
Pen / nn
标定功率是内燃机可靠运行的最大功率！
标定转速不一定是内燃机运行的最高转速！
me m/Pen
工程单位：kg/kW
比体积：内燃机外廓体积与标定功率的比值。
Ve V/Pen
工程单位：L/kW
HIT 规格严格 功夫到家
第一节 工质对活塞作功及示功图
各种用途内燃机比较
n max
r/min
be
g/(kW·h)
PL
me
vm
kW/L kg/kW m/s
摩托车 四冲程 5000～9000 8～11 350～270 30～70 4～1
七、考核方式
平时成绩：10% 实验成绩：10% 考试成绩：80%
第一章 动力性经济性指标及 影响因素
HIT 规格严格 功夫到家
本章要求
1、掌握各种概念； 2、掌握ICE的主要评价指标：动力性、经济性和环保指标；
3、掌握NA-ICE和TC-ICE示功图的画法，以及各种功的 表达方法；
4、了解二冲程内燃机的示功图画法； 5、掌握ICE性能指标的测算方法； 6、掌握性能指标的理论推导过程，分析影响性能的主要因素； 7、了解ICE的其它指标。
HIT 规格严格 功夫到家
第一节 工质对活塞作功及示功图
一、ICE评价指标 （一）动力性指标 ➢定义：ICE对外输出功的能力。
➢表达方式
转速(Revolution or Speed)：n 工程单位：r/min
转矩(Torque)：
T tq 工程单位：N·m
有效功率 (Brake Effective Power )：
HIT 规格严格 功夫到家
第一节 工质对活塞作功及示功图
（二）经济性指标 ➢定义：ICE对燃料和润滑油的消耗程度。
➢表达方式
燃油消耗率：
B 工程单位：kg/h
润滑油消耗率： B o 工程单位：g/h
有效燃油消耗率(Brake Specific Fuel Consumption,
BSFC)：
be
工程单位：g/(kW·h)
学习内燃机原理的根本目的：
内燃机如何面对能源与环境两大挑战？
HIT 规格严格 功夫到家
Outline
三、学习方法 1、理解且善于思考； 2、做好每章的思考题； 3、锻炼分析问题能力； 4、注意符号应用和单位换算； 5、做一些笔记； 6、特别注意对应用性、前沿性问题的了解；
7、教材和讲课PPT结合学习。
第七章 柴油机的混合气形成与燃烧过程
第四种影响因素
第八章 汽油机的混合气形成与燃烧过程
第九章 有害污染物的生成与控制
如何控制ICE排放
第十章 新燃烧方法及替代燃料发动机
如何面对能源危机
第五章 运行特性与整车匹配
动力源如何匹配
HIT 规格严格 功夫到家
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六、学时分配
课堂教学：56学时 实 验：4学时
➢评价指标 四种污染物的比排放量 内燃机的最大噪声值
工程单位：g/(kW·h) 工程单位： dB(A)
注意：国家标准有详细的污染物排放和噪声测量方法和限值！
HIT 规格严格 功夫到家
第一节 工质对活塞作功及示功图
（四）强化指标 ➢定义：内燃机承受机械和热负荷的能力。 ➢表达方式
升功率：在标定工况下，内燃机单位排量发出的功率。
Top Dead Center Bottom Dead Center
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Outline
构造 原理 二、原理的重要性
What Why 3W Were
1、改装CNG和LPG内燃机为什么动力不佳？
2、载货汽车为什么很少用汽油机？ 3、柴油汽车为什么冒烟？
4、为什么国Ⅳ标准推迟实施 ？ ？？？？？
➢评价指标
最低有效燃油消耗率： be min
注意：最低有效燃油消耗率指外特性曲线上数值！
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第一节 工质对活塞作功及示功图
（三）环境指标 ➢定义：内燃机的污染物排放和噪声。 表达：
四种污染物THC、CO、NOx和PM
(Particulate Matter)的排放；
内燃机的运行噪声。
SI 轿车
NA 4500～7500 8～12 350～250 35～65 3～1 TC 5000～7000 7～9 380～280 50～100 3～1
3、许维达主编，柴油机动力装置匹配，机械工业出版社， 2000年10月第一版
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五、教学内容总体布局 第一章 动力、经济性能指标与影响因素 第二章 燃料、工质与热化学
推导影响性能 的理论因素
第三章 工作循环与能量利用
三种影响因素
第四章 换气过程与进气充量
第六章 燃烧的基础知识
PLPen/(iVs) 工程单位：kW/L
强化系数：在标定工况下，内燃机平均有效压力与 活塞平均速度的乘积。
Kinpmevm
工程单位：MPa ·m/s
HIT 规格严格ห้องสมุดไป่ตู้功夫到家
第一节 工质对活塞作功及示功图
（五）紧凑性指标 ➢定义：内燃机单位标定功率的质量或者体积。
➢表达方式
比质量：内燃机干质量与标定功率的比值。
HIT 规格严格 功夫到家
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四、教材和参考资料 使用教材： 王建昕、帅金石编著，汽车发动机原理，清华大学出版社，
2011年3月第一版 参考资料： 1、周龙保主编，内燃机学，机械工业出版社， 2011年1月第三版 2、刘巽俊编著，内燃机的排放与控制，机械工业出版社， 2005年2月第一版
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一、课中常用缩写词
ICE NA-ICE TC-ICE SI-ICE CI-ICE
DI IDI GDI TDC BDC
Internal Combustion Engine Naturally Aspirated ICE—自然吸气内燃机 Turbocharged ICE—增压内燃机 Spark Ignition ICE—火花点火内燃机 Compression Ignition ICE—压燃式内燃机 Direct Injection—缸内直接喷射 Indirect Injection—间接喷射 Gasoline Direct Injection—汽油缸内直喷
Pe 工程单位：kW
加权平均功率： P e (wjP e)j
加权平均功率用于工况法测量内燃机的污染物排放中
HIT 规格严格 功夫到家
第一节 工质对活塞作功及示功图
➢评价指标 最高转速： 最大转矩： 标定功率：
注意：
nmax
Ttq / ntq
Pen / nn
标定功率是内燃机可靠运行的最大功率！
标定转速不一定是内燃机运行的最高转速！
me m/Pen
工程单位：kg/kW
比体积：内燃机外廓体积与标定功率的比值。
Ve V/Pen
工程单位：L/kW
HIT 规格严格 功夫到家
第一节 工质对活塞作功及示功图
各种用途内燃机比较
n max
r/min
be
g/(kW·h)
PL
me
vm
kW/L kg/kW m/s
摩托车 四冲程 5000～9000 8～11 350～270 30～70 4～1
七、考核方式
平时成绩：10% 实验成绩：10% 考试成绩：80%
第一章 动力性经济性指标及 影响因素
HIT 规格严格 功夫到家
本章要求
1、掌握各种概念； 2、掌握ICE的主要评价指标：动力性、经济性和环保指标；
3、掌握NA-ICE和TC-ICE示功图的画法，以及各种功的 表达方法；
4、了解二冲程内燃机的示功图画法； 5、掌握ICE性能指标的测算方法； 6、掌握性能指标的理论推导过程，分析影响性能的主要因素； 7、了解ICE的其它指标。
HIT 规格严格 功夫到家
第一节 工质对活塞作功及示功图
一、ICE评价指标 （一）动力性指标 ➢定义：ICE对外输出功的能力。
➢表达方式
转速(Revolution or Speed)：n 工程单位：r/min
转矩(Torque)：
T tq 工程单位：N·m
有效功率 (Brake Effective Power )：
HIT 规格严格 功夫到家
第一节 工质对活塞作功及示功图
（二）经济性指标 ➢定义：ICE对燃料和润滑油的消耗程度。
➢表达方式
燃油消耗率：
B 工程单位：kg/h
润滑油消耗率： B o 工程单位：g/h
有效燃油消耗率(Brake Specific Fuel Consumption,
BSFC)：
be
工程单位：g/(kW·h)
学习内燃机原理的根本目的：
内燃机如何面对能源与环境两大挑战？
HIT 规格严格 功夫到家
Outline
三、学习方法 1、理解且善于思考； 2、做好每章的思考题； 3、锻炼分析问题能力； 4、注意符号应用和单位换算； 5、做一些笔记； 6、特别注意对应用性、前沿性问题的了解；
7、教材和讲课PPT结合学习。
第七章 柴油机的混合气形成与燃烧过程
第四种影响因素
第八章 汽油机的混合气形成与燃烧过程
第九章 有害污染物的生成与控制
如何控制ICE排放
第十章 新燃烧方法及替代燃料发动机
如何面对能源危机
第五章 运行特性与整车匹配
动力源如何匹配
HIT 规格严格 功夫到家
Outline
六、学时分配
课堂教学：56学时 实 验：4学时
➢评价指标 四种污染物的比排放量 内燃机的最大噪声值
工程单位：g/(kW·h) 工程单位： dB(A)
注意：国家标准有详细的污染物排放和噪声测量方法和限值！
HIT 规格严格 功夫到家
第一节 工质对活塞作功及示功图
（四）强化指标 ➢定义：内燃机承受机械和热负荷的能力。 ➢表达方式
升功率：在标定工况下，内燃机单位排量发出的功率。
Top Dead Center Bottom Dead Center
HIT 规格严格 功夫到家
Outline
构造 原理 二、原理的重要性
What Why 3W Were
1、改装CNG和LPG内燃机为什么动力不佳？
2、载货汽车为什么很少用汽油机？ 3、柴油汽车为什么冒烟？
4、为什么国Ⅳ标准推迟实施 ？ ？？？？？
➢评价指标
最低有效燃油消耗率： be min
注意：最低有效燃油消耗率指外特性曲线上数值！
HIT 规格严格 功夫到家
第一节 工质对活塞作功及示功图
（三）环境指标 ➢定义：内燃机的污染物排放和噪声。 表达：
四种污染物THC、CO、NOx和PM
(Particulate Matter)的排放；
内燃机的运行噪声。
SI 轿车
NA 4500～7500 8～12 350～250 35～65 3～1 TC 5000～7000 7～9 380～280 50～100 3～1
3、许维达主编，柴油机动力装置匹配，机械工业出版社， 2000年10月第一版
HIT 规格严格 功夫到家
Outline
五、教学内容总体布局 第一章 动力、经济性能指标与影响因素 第二章 燃料、工质与热化学
推导影响性能 的理论因素
第三章 工作循环与能量利用
三种影响因素
第四章 换气过程与进气充量
第六章 燃烧的基础知识
PLPen/(iVs) 工程单位：kW/L
强化系数：在标定工况下，内燃机平均有效压力与 活塞平均速度的乘积。
Kinpmevm
工程单位：MPa ·m/s
HIT 规格严格ห้องสมุดไป่ตู้功夫到家
第一节 工质对活塞作功及示功图
（五）紧凑性指标 ➢定义：内燃机单位标定功率的质量或者体积。
➢表达方式
比质量：内燃机干质量与标定功率的比值。
HIT 规格严格 功夫到家
Outline
四、教材和参考资料 使用教材： 王建昕、帅金石编著，汽车发动机原理，清华大学出版社，
2011年3月第一版 参考资料： 1、周龙保主编，内燃机学，机械工业出版社， 2011年1月第三版 2、刘巽俊编著，内燃机的排放与控制，机械工业出版社， 2005年2月第一版