内燃机学教案

内燃机原理教案

课程名称：内燃机原理课题：内燃机污染物的生成机理和主要影响因素教材名称：《内燃机学》主编：周龙保机械工业出版社1999

授课内容：第七章第二节污染物的生成机理和主要影响因素

授课者：授课时间：2010年9月18日星期六

1.教材解读：

《内燃机学》是高等工科院校汽车与拖拉机工程专业、汽车维修专业教学计划设置的专业基础课程，同时也是专业的主要方向课程之一。汽车尾气排放带来的环境污染日益严重，汽车尾气控制获得高度重视。教材通过上一节对汽车排气污染物的介绍，本节主要针对排气污染物的各个组成成分的生成机理和条件以及在发动机燃烧过程中受到的影响因素进行分析，为后续对于排放污染物控制方法和降低排气污染的技术措施的学习提供理论基础。

2. 教学目标：

让学生在充分认识到发动机尾气排放污染物的危害和组成的基础上，深入学习和掌握污染物的生成机理和主要影响关系，清楚各种污染物的生成条件和生成过程，完善理论知识结构，为后续对于排放污染物控制方法和降低排气污染的技术措施的学习打下扎实的基础。引导学生总结归纳，培养学生分析问题和解决问题的能力，为学生后继专业课程的学习及今后从事专业工作打下基础。

3. 教学内容：

一）引入：通过复习第一节内燃机排气污染物的组成和危害，激发学生的学习兴趣。

随着汽车工业的发展，汽车已经走进我们的生活给人们的生活起居、出行带来了很大的便利，与此同时，汽车尾气排放带来的环境污染也日益严重。空气污染、严重的如光化学烟雾和酸雨等给人类的健康和财产带来极大的损害。

我们上节课学过了内燃机污染物的组成和危害还记得吗？

那么怎么这些物体是怎么产生、如何来减少内燃机的有害污染物呢？我们一起来对这些物体的生成机理进行学习。

二）CO

CO是碳氢化合物燃烧的重要中间产物，其主要生成条件是缺氧燃烧。既然是缺氧燃烧，那么燃烧过程中氧含量的高低就对CO的产量其决定性因素，即过量空气系数对CO影响较大。过量空气系数大于1，富氧燃烧，CO少；过量空气系数小于1，贫氧燃烧，CO多；柴油机过量空气系数总大于1，所以CO比汽油机要少。

三）HC

HC是未燃或未完全燃烧的燃油、润滑油及其裂解和部分氧化的产物。主要是来源于不完全燃烧。

（1）汽油机HC来源：三个方面：缸内燃烧、曲轴箱窜气、燃油系统汽油蒸发。

后两个来源可以通过曲轴箱强制通风解决，主要讲缸内燃烧。

（2）汽油机的缸内燃烧生成HC的机理：

1）冷激效应：火焰遇到冷的缸壁会熄灭，导致避免上面的燃油不能完全燃烧——冷启动和暖机、怠速时HC较多。还有一部分是由于燃烧室中有

一些小的缝隙，火焰没有办法在缝隙里面传播，这部分燃油不完全燃烧

导致HC——狭隙效应。冷激效应占50-70%。

2）油膜和沉积物吸附：润滑油膜在燃烧前吸附燃油，在燃烧后期放出，错过燃烧最佳时机不能完全燃烧。占10%。

3）容积淬熄：在冷启动和暖机是由于缸内温度低使燃油雾化、蒸发和混合气形成变差，从而导致燃烧变慢或者不稳造成火焰传播过程中熄灭。—

—淬熄。使HC大幅上升，发生在混合气过浓、过稀或怠速时。

4）碳氢化合物的后期氧化：部分未燃或未完全燃烧的燃油在排气过程中氧化。有利于降低HC——提高排气温度。

（3）柴油机的HC来源

1）柴油机喷注的外缘混合过度造成局部混合气过稀，火焰不能传播。——小负荷HC高。

2）柴油机喷油器的容腔在喷油结束时由于缸内高压会残留部分燃油，在排气时，这部分燃油会排出容腔错过燃烧最佳时期不能完全燃烧导致HC。

3）避面淬熄。

四）氮氧化合物NOx：空气中的氮气和氧气在高温高压条件下，进行反应生成的氮氧化合物

生成机理：泽尔多维奇机理：（六个反应式）

O2≒2O

N2+O≒NO+N

O2+N≒NO+O

OH+N≒NO+H

NO+HO2→NO2+OH

NO2+O→NO+O2

内燃机主要生成NO，NO在空气中会氧化成为NO2

主要生成条件：高温、富氧、暴露在高温富氧下的时间。

主要影响因素：空燃比，缸内未燃混合气中已燃气的分数及点火定时。

（1）点燃式内燃机

1）过量空气系数在1.1左右时候NO有峰值，其主要是最高燃烧温度和富氧及高温时间共同作用的结果。

2）已燃气体量的影响

对于采用废气再循环——EGR技术的发动机而言，废气的引入有利于减慢燃烧速度，和增大气体比热容，降低燃烧温度，降低NOx。EGR不能太大，否则燃烧变坏，发动机功率下降，油耗增加，其他污染物增加。

3）点火定时的影响

推迟点火可以降低最高燃烧温度和缩短高温时间，降低NOx。但是我们知道的，推迟点火会导致后燃使发动机的燃油经济型能和动力性能受到影响，所以不能随意推迟点火提前角。

（2）对于柴油机而言，影响NOx排放的因素并没有改变，只不过柴油不需要点火，可以通过推迟喷油提前角来实现推迟燃烧，降低燃烧温度，降低NOx的目的，当然同样面临油耗增加的问题。

五）微粒（PM）：燃油中的烃分子在高温缺氧的条件下发生部分氧化和裂解经过脱氧形成碳烟核心，碳烟核心吸附燃气中其他烃类物质形成的聚合物。

微粒形成的最主要条件是高温缺氧，汽油机由于燃料中较少重基团，基本不会形成碳烟。而柴油机虽然是富氧燃烧，但是由于存在扩散燃烧，油气混合不均匀，会导致油束中心和火焰中心局部高温缺氧致使微粒的产生。可以抓住高温缺氧这两条两条线索来控制微粒：（1）减少压缩比（这个方法不利于动力性和经济型不可用）或推迟喷油使温度降低（也一样的不能过大）；（2）使之富氧燃烧，有两个方法：增打过量空气系数实现稀薄燃烧；提高喷油压力、增加喷油孔、提高油气混合质量、增加预混燃烧的比例减少局部富氧区域的形成（现在的主要发展方向，也面临着Nox控制的矛盾）。

六）总结：对于内燃机排气污染物的生成和影响因素的学习，我们主要应该抓住两个方面来学习：1.如何生成，条件是什么。2.在内燃机中有哪些因素会对污染物的形成条件产生影响。从这两个方向入手我们就可以比较好的理解和总结各种污染物的成因了，也有利于我们自己思考和归纳控制这些排气污染的方法和手

4.本知识点的重点和难点

1）重点：本知识点是学习与控制的基石，重点要掌握CO、HC、NOx、PM 的生成机理和生成条件，根据他们的生成机理来分析在内燃机工作过程中影响污染物生成的因素。

2）难点：HC在汽缸内部的生成、冷激效应的机理、NOx的生成条件与CO\HC 的差异性及其差异性会带来在控制方面的矛盾关系、PM与NOx的矛盾关系。

5.本知识点的教学方式：

本课采用讲授式教学为主自主学习为辅的教学方法，同时注意师生互动，引导学生的自主思维，引导学生掌握知识技能、尤其注重引导学习用辩证的观点看待各种排气污染物之间的矛盾，客观综合评价一种降低排放的手段，获得理论和身心共同发展。课堂使用黑板教学，教具有黑板、粉笔、教材、讲义。

6. 本知识点的板书设计：

针对本知识点属于引导研究归纳型的特点，采用概括点拨式板书设计法设计板书，用简明概括的语言点拨引导学生按照污染物的产生原因、条件→影响因素及如何改善的途径进行学习和分析。

7. 本知识点的主要参考资料：

1）周松，肖友洪，朱元清.内燃机排放与污染控制[M]．北京航天航空大学出版社，（2010）

2）王建昕.汽车排气污染及催化转化器[M]．化学工业出版社，（2000）

3）张志华等.内燃机排放与噪声控制[M]．哈尔滨工程大学出版社，（1999）4）朱中平，汽车排气污染治理使用手册[M]．中国物资出版社，（2005）8. 本知识点的思考题和习题

1）简述CO的生成机理和影响因素。

2）简述HC的生成机理和影响因素。

3）简述NOx的生成机理和影响因素。

4）简述PM的生成机理和影响因素。

5）思考为何降低NOx的措施会导致其他污染物的增加？

变世界的热机【学案】2.2 内燃机

2. 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。 自主学习 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： 内燃机的工作过程表

汽油机和柴油机构造及工作过程比较 展示提升 1．在内燃机的四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？哪个冲程使汽车获得动力？哪个冲程排出了汽车的尾气？ 2、柴油机经过（）个冲程，飞轮转1周，若某柴油机转速是1200r／min，则在一分钟内这台柴油机经过（）冲程，其中做功冲程出现了（）次. 课堂达标 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．图2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。(汽油的热值为4.6×107J／kg)。

《内燃机原理》课程教学大纲

《内燃机原理》课程教学大纲 课程代码：020232029 课程英文名称：Engine Principle 课程总学时：40 讲课：34 实验：6 上机：0 适用专业：车辆工程、交通运输、装甲车辆工程 大纲编写（修订）时间：2017.7 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 该课是车辆工程、交通运输、装甲车辆工程专业的专业基础选修课。 通过对本课程学习,使学生深入了解内燃机工作过程；掌握整机工作性能评定指标及其影响因素，运转特性及调整特性，获得一般的试验方法及操作技能，以便正确合理的选择、运用内燃机，同时为后续课程的学习打下必要基础。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1．掌握内燃机理论循环；内燃机的实际循环；指示指标、有效指标及其它性能指标；机械损失及其测定；内燃机的环境指标；热平衡。 2．掌握四行程内燃机换气过程；四行程内燃机的充气效率；减少进气系统阻力；合理选择配气定时。 3. 掌握内燃机增压技术的类型及原理；废气涡轮增压器国内外发展现状、基本结构、工作原理及特性，影响废气能量利用的因素；与整机的匹配 3．掌握燃料的使用特性及燃烧的基本知识。 4．熟练掌握汽油机的燃烧过程，空气供给、燃油的供给与喷射；燃烧室的结构；汽油机电喷技术。 5．熟练掌握供油系统分类与结构，燃油的喷射与雾化，柴油机的燃烧过程, 油气混合及燃烧室结构，燃烧过程的匹配。 6．掌握内燃机工况；内燃机的磨合试验与功率标定、相关技术规范；内燃机的可靠性试验、相关技术规范；内燃机的负荷特性与试验方法、相关技术规范；内燃机的速度特性与试验方法、相关技术规范；内燃机万有特性概念及作图方法；内燃机的调整特性与试验方法、相关技术规范。 （三）实施说明 1．教学方法：本课程以课堂讲授和自学相结合，辅以课外练习。讲课讲授着重使学生掌握本课程的基本概念和基本原理，注重培养学生分析问题和解决问题的能力。课堂讲授中理论与工程实践相结合。 2．教学手段：本课程属于专业基础课，在教学中以传统黑板方式为主，辅以PPT多媒体教学手段。 （四）对先修课的要求 内燃机构造。 （五）对习题课、实验环节的要求 习题内容的选择基于对理论知识的理解和巩固,培养学生独立解决问题的能力和创新

内燃机学

河北工业大学函授生考试试卷 课程内燃机学教师孙晓娜2013 / 2014 学年第1 学期 班级12级热工姓名____________ 成绩_______ 一、判断题 1、汽油机压缩比比柴油机的高。（） 2、升功率指的是一个气缸的功率。（） 3、多孔式喷油器喷油系统的启喷压力一般为20MPa左右。（） 4、万有特性图中，最内层的区域是最经济区域。（） 5、发动机转速越高，机械效率也越高。（） 6、从排气门打开到气缸压力接近排气管压力的这个时期，称为强制排气阶段。（） 7、在柴油机中，燃料成分在燃烧室空间的分布是均匀的。（） 8、柴油机生成的碳烟微粒比汽油机多。（） 二、单项选择题： 1）通常认为，汽油机的理论循环为（）A、定容加热循环B、等压加热循环C、混合加热循环D、多变加热循环2）发动机的整机性能用有效指标表示，因为有效指标以（）A、燃料放出的热量为基础B、气体膨胀的功为基础 C、活塞输出的功率为基础 D、曲轴输出的功率为基础 3）汽油机爆震燃烧的根本原因是远端混合气（）A、被过热表面点燃B、因温度过高自燃 C、受火焰传播燃烧 D、由已燃气体点燃 4）汽油机的火焰速度是（）A、燃烧速度B、火焰锋面移动速度C、扩散速度D、气流运动速度 5）充气效率用于评价发动机实际换气过程完善程度，它的物理意义是反映（）A、机械效率B、流动效率C、换气效率D、容积效率

三、填空题 1、工质在经历一个可逆的绝热膨胀过程中，温度 。 2、废气涡轮增压器由 和 两部分组成，在其运转过程中，二者的转 速相等。 3、柴油的发火性用 表示，其值越高，发火性越好。 4、汽油机转速增加时，点火提前角应 。 5、发动机的外特性是指 。 四、简答题 1、汽油机与柴油机相比，在燃烧过程的划分、着火方式、着火延迟期的影响、混合气的形成、机械负荷和热负荷、压缩比、组织缸内气流运动的目的以及燃烧过程的主要问题方面，各有什么不同？ 2、什么叫充气系数？有哪些措施可提高充气系数？ 五、作图分析题 1、画出柴油机燃烧过程的?-p 图，并简述各个时期的划分？

九年级物理全册 第十三章 第三节 内燃机学案 沪科版

第三节内燃机 教 材 解 读 本节讲述的是内燃机。这是与我们生活关系最密切的一种热机，新课标对本节内容的要求是：常识性了解汽油机的基本构造和工作原理，了解柴油机与汽油机在构 造和工作过程中的异同点以及四冲程内燃机工作过程中的能量转化情况，属于基本 的“了解”层次，所以，本节课应该更加注重对学生情感态度与价值观的培养。 教 学 目 标 知识与技能 ①常识性了解汽油机的基本构造和工作原理。 ②常识性了解柴油机与汽油机在构造和工作过程中的异同点。 ③常识性了解四冲程内燃机工作过程中的能量转化。 过程与方法 通过分析汽油机和柴油机的构造、工作过程的异同，学习分析和比 较的研究方法。 情感、态度与 价值观 了解内燃机在生产和生活中的应用，感受技术进步在工业文明发展 中的重要作用。 重 点 难 点 重点内燃机的四个冲程的工作状态和能量转化。 难点压缩冲程和做功冲程的工作状态。 教 学 方 法 在认识汽油机和柴油机时，常采用对比认识的方法，让学生分析汽油机和柴油机 的相同与不同之处，能够加深学生的记忆。 学点1 热机和内燃机的概念 热机：把燃料燃烧时释放的__内__能转化为__机械能__的装置。 内燃机：燃料直接在__发动机气缸内__燃烧产生动力的热机叫内燃机，内燃机中最常见的是__汽油机__和__柴油机__。 学点2 汽油机 结合汽油机的模型，与小组交流、讨论，完成下列问题： 图13－3－1 问题1：由汽油机的剖面图，可以得出汽油机的主要构造有进气道和进气阀、排气道和排气阀、__火花塞__、气缸、__活塞__、曲轴连杆、飞轮。

问题2：由汽油机的工作特点可知：汽油机工作时，活塞从气缸的一端运动到另一端叫做一个__冲程__，常见的汽油机工作分为__吸气__冲程、__压缩__冲程、__做功__冲程、__排气__冲程。 问题3：如图13－3－2所示是汽油机的工作过程，根据其工作特点完成下列表格： 图13－3－2 项目冲程 进气门 (开闭情况) 排气门 (开闭情况) 活塞运 动方向 曲轴转 动度数 能量转化 吸气冲程打开关闭下180°无能量转化 压缩冲程关闭关闭上180°机械能转化为内能 做功冲程关闭关闭下180°内能转化为机械能 排气冲程关闭打开上180°无能量转化问题4：由汽油机的工作特点可以看出，温度达到最高的是__做功__冲程，利用飞轮的惯性完成的冲程是__吸气、压缩、排气冲程__。火花塞在__压缩__冲程结束后、__做功__冲程开始时发出电火花。 问题5：小组交流讨论：汽油机的一个工作循环中，活塞往复__2__次，对外做功__1__次，曲轴和飞轮转动__2__圈。 问题6：由汽油机工作特点进行分析，汽油机在月球上能否工作？ [答案] 不能工作，因为月球上是真空，不能够将汽油压入气缸内，完不成吸气冲程，故剩余三个冲程也无法完成。 学点3 柴油机

汽车拖拉机构造教案(职中)

授课教案 课程名称：拖拉机汽车构造原理专业：农业机械 三穗职校培训中心 2012年9月13日 教案（首页）

课程名称 中文：拖拉机汽车发动机原理课程编号 英文：Principle of Automobile Engine 学分 2 授课教师职称教授 课程性质学位课（√）必修课（）选修课（） 授课对象专业、层次和班级：2012农业机械专业共 2 个班 课程学时34 学时周学时 2 学时起止周1—18 学时分配理论讲授：34 学时；实验：0 学时；上机：0 学时 授课方式课堂讲授（√）；实践课（）考核方式考试（√）；考查（） 使用教材教材名称：内燃机学 作者：周龙保出版社：机械工业出版社出版日期：2000年 主要参考资料及指定参考书《内燃机原理》主编：刘永长出版社：华中理工大学出版社，1992 《内燃机原理》主编：蒋德明出版社：机械工业出版社，1988 《汽车发动机原理》主编：陈培陵人民交通出版社 《汽车拖拉机发动机》主编.董敬（第三版）·机械工业出版社；1999．3 《汽车发动机原理教程》刘峥、王建昕编著，清华大学出版社2001年《火花点火发动机的燃烧》西安交通大学出版社，1992年，蒋德明主编。《汽车新能源技术》人民交通出版社，2003年，边耀璋主编。 《内燃机习题集》中国农业机械出版社，1991年，[日]竹内龙三主编。《汽车发动机原理课件》编制：徐斌 《汽车发动机习题库》编制：徐斌 审核 意见 教务主任（签字）： 年月日 周次第1-2 周日期2012年9月3日、12 日 节次第一章

周次 第3-4 周 日 期 2012年9月20日、28 日 节次第一章 授课内 容 本课程教学大纲教学计划及课程安排介绍， 汽车发动机发展历史及技术发展情况。 授课学时4学时 教学目 的 了解内燃机发展历史和技术概况，掌握内燃机的分类和各种类型发动机的特点教学重 点 汽车发动机的发展历史，内燃机的分类和各种类型发动机的特点 教学难 点 无 教具 和 媒体使 用 电子教案与多媒体课件 教学方 法 讲授 教 学 过 程 包括复习旧课、引入新课、重点难点讲授、作业和习题布置、问题讨论、归纳 总结及课后辅导等内容的时间分配(100分钟或150分钟) 课程简介，教学安排，教学大纲介绍等 一、一、内燃机发展历史简介 1．1．第一台内燃机的出现，四冲程发动机工作过程的发明。 2．2．汽油机、柴油机、转子发动、增压发动机的产生 3．3．燃料的发 二、二、内燃机技术的发展及其新技术 1．1．汽油机与柴油机技术的不同发展阶段 2．2．新技术的介绍 柴油电控燃油喷射、汽油机电控燃油喷射技术、高能点火、多气门、可变技术、排气净化新技术、发动机增压中冷与强化、灵活燃料、混合动力用小排 量发动机、稀燃与速燃、发动机综合控制、新型燃烧室 、内燃机的分类和各种类型发动机的特点。 思考题 作业

内燃机学课后习题答案(供参考)

2-4 平均有效压力和升功率在作为评定发动机的动力性能方面有何区别？ 答平均有效压力是一个假想不变的压力，其作用在活塞顶上使活塞移动一个行程所做的功等于每循环所做的有效功，升功率是在标定的工况下，发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率。区别：前者只反应输出转矩的大小，后者是从发动机有效功率的角度对其气缸容积的利用率作出的总评价，它与 Pme 和 n 的乘积成正比。（Pl=Pme·n/30T） 2-6 提升途径：1）采用增压技术，2）合理组织燃烧过程，提高循环指示效率，3） 改善换气过程，提高气缸的充量系数，4）提高发动机的转速，5）提高内燃机的机械效率，6)采用二冲程提高升功率，7）增加排量 2-9 内燃机的机械损失由哪些部分组成？详细分析内燃机机械损失的测定方法，其优缺点及适用场合。 答（1）机械损失组成：1 活塞与活塞环的摩擦损失。2 轴承与气门机构的摩擦损失。3.驱动附属机构的功率消耗。4 风阻损失。5 驱动扫气泵及增压器的损失。 （2）机械损失的测定：1 示功图法：由示功图测出指示功率 Pi，从测功器和转速计读数中测出有效功率 Pe，从而求得 Pm,pm 及ηm 的值。优：在发动机真实工作情况下进行，理论上完全符合机械损失定义。缺：示功图上活塞上止点位置不易正确确定，多缸发动机中各缸存在一定的不均匀性。应用：上止点位置能精确标定的场合。 2 倒拖法：发动机以给定工况稳定运行到冷却水，机油温度达正常值时，切断对发动机供油，将电力测功器转换为电动机，以给定转速倒拖发动机，并且维持冷却水和机油温度不变。这样测得的倒拖功率即为发动机在该工况下的机械损失功率。缺点：1 倒拖工况与实际运行情况相比有差别 2 求出的摩擦功率中含有不该有的 Pp 这一项。 3 在膨胀，压缩行程中，p-v 图上膨胀线与压缩线不重合。 4 上述因素导致测量值偏高。应用：汽油机机械损失的测定。 3 灭缸法：在内燃机给定工况下测出有效功率 Pe，然后逐个停止向某一缸供油或点火，并用减少制动力矩的办法恢复其转速。重新测定其有效功率。则各缸指示功率为（Pr）x=（Pe-Pe）x。总指示功率。Pi=∑(Pi)x。然后可求出Pm 和ηm.优点：无须测示功图，也无须电力测功器。缺点：要求燃烧不引起进排气系统的异常变化。应用：只适用于多缸发动机，且对增压机及汽油机不适用。 4 油耗线法：将负荷特性实验时获得的燃油消耗率曲线延长并求出横坐标的交点，就可得到 Pmm。优点：无须电力测功器和燃烧分析仪。缺点：只是近似方法，低负荷附近才可靠。应用：除节气门调节的汽油机和中高增压的柴油机 3-3.4试述汽油辛烷值和柴油十六烷值的意义。答：辛烷值用来表示汽油的 抗爆性，抗爆性时指汽油在发动机气缸内燃烧时抵抗爆燃的能力。辛烷值是代

内燃机导学案

第三节内燃机 主编王丽审核王丽审批杜宽波 教学目标 1.了解热机的原理，热机的能量转化。 2.知道四冲程内燃机的构造，工作原理。一个工作循环中的能量转化。 3.了解热机效率。 重点难点：四冲程内燃机的构造，工作原理 学习目标：知道四冲程内燃机的构造，工作原理。一个工作循环中的能量转化。了解热机效率。 自主学习 一、1.实验：如图1，在试管内装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，会看 到橡皮塞被弹出。分析：水蒸气膨胀对橡皮塞，内能，橡皮塞 机械能，水蒸气内能转化为橡皮塞的。其中，燃料的化学能通 过燃烧转化为水蒸气的。2.热机是把转化为的机器。 3.热机的种类： 内燃机因汽缸内的燃料不同，可以分为汽油机和柴油机。 二、1.小组看书讨论，了解汽油机的工作过程，讨论压缩冲程、做功冲程中的能量转化 2.看视频，听教师讲解，完成下表。 内燃机的工作过程表 进气门开关排气门开关活塞的运动曲轴的运动能量的转化吸气冲程开关向下半周 压缩冲程向周 能→能 做功冲程向周 能→能 排气冲程向周 联系 (1)每个工作循环飞轮转周,完成个做功冲程 (2)在一个工作循环中,只有第三个冲程燃气对外做功,其他三个辅冲程不但不做功,还要消挺机械能 (3)做功冲程为其他三个冲程提供能量,其他三个冲程为第三冲程做功提供基础 (4)依靠的惯性完成吸气、压缩、排气冲程 3.阅读课本38至41完成下表 汽油机和柴油机构造及工作过程比较 不同点 汽油机柴油机构造 吸气冲程吸进的物质 压缩冲程末汽缸内的温 度 较高更高点火方式 做功冲程燃气的压强较大更大

三：小组交流，教师指导 四：课堂达标检测 1．热机是将______能转化为______能的机器。 2．四冲程内燃机的一个工作循环是由___ ___冲程、___ __冲程、冲程和冲程组成的。 3．在热机里，用来做______的那部分能量，跟____________所放出的能量之比，叫做热机的效率。 4、下列各图表示内燃机工作循环中的四个冲程，从气门的启闭和活塞的运动判断各是什么冲程。 （1）甲图正在完成的是_________冲程 （2）乙图正在完成的是_________冲程 （3）丙图正在完成的是_________冲程 （4）丁图正在完成的是_________冲程 5．下面是汽油机工作的四个冲程中将内能转化为机械能的是 A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 6．关于汽油机下列说法正确的是 A.压缩冲程，是把内能转化为机械能 B.做功冲程，是把内能转化为机械能 C.吸气冲程，只将纯净的空气吸入汽缸 D.排气冲程，进气门、排气门都关闭 5、关于汽油机和柴油机，下列说法正确的是［］ A、汽油机和柴油在压缩冲程中，机械能转化为内能 B、汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞 C、汽车机在吸气冲程中，吸入气缸的只有空气 D、柴油机在吸气冲程中，只将空气吸入气缸 学生总结：这堂课你有什么收获？ 教后反思：

《汽车发动机原理》课程教学大纲

汽车发动机理论》课程教学大纲 课程名称：发动机原理 适用专业：交通运输专业 总学时（学分）：48 理论学时：48 实践学时：0 适用对象：交通工程专业 一、说明 （一）课程的性质、任务 《汽车发动机理论》是交通工程专业的专业基础课程，主要内容为汽车发动机性能评价指标、提高性能指标的途径、发动机的基本工作过程（换气过程及混合气形成和燃烧过程）发动机特性等，并介绍排气污染和噪声振动等知识。通过本课程的学习，使学生掌握内燃机理论的基本知识，为提高汽车的应用效率奠定基础，为学生从事相关专业工作打下理论基础。 （二）课程的教学要求 1、掌握内燃机的能量转换以及循环充量的原理和规律，即动力机械的动力输出与能量利用问 题； 2、掌握内燃机的燃烧与排放问题，包括内燃机的燃烧过程、规律与有害排放物及噪声 控制。 3、掌握内燃机应用于汽车动力时具有重要影响的运行特性与性能调控问题。 （三）课程考核办法 课程的考核方式是将理论考试的70%成绩和实验考试的30%成绩记为总成绩。

、讲授内容 第一篇热力工程基础（6） 第二篇动力输出与能量利用 第五章发动机实际循环与评价指标（ 6 学时）第一节四冲程发动机的实际循环 一、发动机的实际循环 二、发动机实际循环与理论循环的比较 第二节发动机的指示指标 一、发动机的示功图 二、发动机的指示性能指标 第三节发动机的有效指标 一、动力性指标 二、经济性指标 三、强化指标 第四节机械损失与机械效率 一、机械效率 二、机械损失的测定 三、影响机械效率的主要因素 四、发动机的热平衡 第六章换气过程与循环充量（6 学时） 第一节四冲程发动机的换气过程 一、换气过程 二、换气损失 第二节四冲程发动机的充量系数 一、充量系数

内燃机学习题及答案

2-1 内燃机的动力性能和经济性能指标为什么要分为指示指标和有效指标两大类？表示动力性能的指标有哪 些？它们的物理意义是什么？它们之间的关系是什么？表示经济性能的指标有哪些？它们的物理意义是什么？它 们之间的关系是什么？答：（1）指示性能指标是以工质对活塞做功为基础的指标。能评定工作循环进行的好坏。有效性 能指标是以曲轴的有效输出为基础的指标，能表示曲轴的有效输出。 （2）动力性能指标：功率、转矩、转速、平均有效压力、升功率。 （3）功率：内燃机单位时间内做的有效功。转矩：力与力臂之积。转速：内燃机每分钟的转数。Pe=Ttq.n/9550 （4）经济性能指标：有效热效率，有效燃油消耗率be 。 （5）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之比值。 ηet=We/Q1 有效燃油消耗率：单位有效功的耗油量。关系：be=3.6*106/ηet 。Hu 2-4 平均有效压力和升功率在作为评定发动机的动力性能方面有何区别？答平均有效压力是一个假想不变的压力，其作用在活塞顶上使活塞移动一个行程所做的功等于每循环所做的有效功，升功率是在标定的工况下，发动机每升气缸工作容积所发出的有效功率。 区别：前者只反应输出转矩的大小，后者是从发动机有效功率的角度对其气缸容积的利用率作出的总评价，它与Pme 和n 的乘积成正比。（Pl=Pme ·n/30T ） 2-5充量系数的定义是什么？充量系数的高低反映了发动机哪些方面性能的好坏？答（1）充量系数每个循环吸入气缸的空气量换算成的进气管状态下的体积。V1与活塞排量Vs 之比（Φc =V1/Vs ）（2）充量系数高地反映换气过程进行完善程度。 2-8 过量空气系数的定义是什么？在实际发动机上怎样求得？ 1）过量空气系数：燃烧1kg 燃料的实际空气量与理论空气量之比。（2）实际发动机中Φa 可由废气分析法求得，也可用仪器直接测得；对于自然吸气的四冲程内燃机，也可由耗油量与耗气量按下式求的（Φa =Aa/BLo ） 2-9 内燃机的机械损失由哪些部分组成？详细分析内燃机机械损失的测定方法，其优、缺点及适用场合。答（1）机械损失组成：1活塞与活塞环的摩擦损失。2轴承与气门机构的摩擦损失。3.驱动附属机构的功率消耗。4风阻损失。5驱动扫气泵及增压器的损失。（2）机械损失的测定：1示功图法：由示功图测出指示功率Pi ，从测功器和转速计读数中测出有效功率Pe ，从而求得Pm,pm 及ηm 的值。优：在发动机真实工作情况下进行，理论上完全符合机械损失定义。缺：示功图上活塞上止点位置不易正确确定，多缸发动机中各缸存在一定的不均匀性。应用：上止点位置能精确标定的场合。 2倒拖法：发动机以给定工况稳定运行到冷却水，机油温度达正常值时，切断对发动机供油，将电力测功器转换为电动机，以给定转速倒拖发动机，并且维持冷却水和机油温度不变。这样测得的倒拖功率即为发动机在该工况下的机械损失功率。缺点：1倒拖工况与实际运行情况相比有差别2求出的摩擦功率中含有不该有的Pp 这一项。3在膨胀，压缩行程中，p-v 图上膨胀线与压缩线不重合。4上述因素导致测量值偏高。应用：汽油机机械损失的测定。 3灭缸法：在内燃机给定工况下测出有效功率Pe ，然后逐个停止向某一缸供油或点火，并用减少制动力矩的办法恢复其转速。重新测定其有效功率。则各缸指示功率为（Pr ）x=（Pe-Pe ）x 。总指示功率。Pi=∑(Pi)x 。然后可求出Pm 和ηm.优点：无须测示功图，也无须电力测功器。缺点：要求燃烧不引起进。排气系统的异常变化。应用：只适用于多缸发动机，且对增压机及汽油机不适用。 4油耗线法：将负荷特性实验时获得的燃油消耗率曲线延长并求出横坐标的交点，就可得到Pmm 。优点：无须电力测功器和燃烧分析仪。缺点：只是近似方法，低负荷附近才可靠。应用：除节气门调节的汽油机和中高增压的柴油机。 3-2 试推导混合加热理论循环热效率的表达式。答： ) /'/()//'(1/1)'()'(11/21Ta Tz Ta Tz k Ta Tc Ta Tz Ta Tb Tz Tz k Tc Tz Ta Tb Q Q t -+---=-+---=-=ηλρρελερλερλερλερλελεεεk k c k c k k c k c k c k c k c k c k c k vb vz Tz Tb Tz Tb Ta Tz Ta Tb vz vz Ta Tz Tz Tz Ta Tz pc pz Ta Tc Tc Tz Ta Tz vc va Ta Tc 010 10110101011111)/1()/(////'//''//)/'(//'/'; )/(/====?===?===?===-----------

机械基础学案1

0.1机械的组成、机械零件的材料、结构和承载能力 【学习目标】 1、了解机械的组成 2、了解机械零件的材料、结构和承载能力 【重点难点】 磨擦分类中的边界磨擦与混合磨擦的形成。磨损种类中的疲劳磨损的形成机理和本课程的学习任务和要求。 机械的材料，失效、的强度定义 【课前准备】 栾学钢主编。机械基础（多学时）教科书 机械基础练习册 【预习导学】 1、机器的组成 2、零件的常用材料 3、机械零件的强度 【学习内容】 引论： 机器：具有以下三个特征的实物组合体称为机器。 1.都是人为的各种实物的组合。 2.组成机器的各种实物间具有确定的相对运动。 3.可代替或减轻人的劳动，完成有用的机械功或转换机械能。 机构 它是具有确定相对运动的各种实物的组合，它只符合机器的前两个特征。（如齿轮机构） 机构主要用来传递和变换运动。 机器主要用来传递和变换能量。 从结构和运动学的角度分析，机器和机构之间并无区别，都是具有确定相对运动的各种实物的组合，所以，通常将和统称为机械。 （一）机器的组成 1、机器的组成 如图0－1所示或洗衣机为例来讲机械的组成。得出无论是哪一种机械，都是由4个组成的，即、、部分和部分。 2．机器的结构 零件的最小单元。 构件的最小单元。 构件可以是一个零件，但更多的是多个零件的组合。零件组成构件，构件组成机器，完成预定的执行运动。 3．机器的类型 按机器的的用途分为机械，如电动机、内燃机；机械，如加工机床、包装机械；机械，如汽车、飞机；机械，如复印机、传真机。

（二）机械零件的材料、结构和承载能力 1、零件的常用材料及选用 a、常用做机械零件的材料有：钢、铸铁、铜合金、铝合金、工程塑料和 橡胶。 b、主要从使用要求、工艺要求和经济性几个方面考虑，尤其在市场经济、自由竟争、供大于求的条件下，机械零件的经济性更应当引起足够的重视。 2、零件结构的工艺性 机械零件在制造的过程中，由于制造加工的需要，设计一些必要的工艺结构，如中心孔、退刀槽等。 （三）．机械零件的标准化、系列化和通用化 机械零件的标准化，是指将产品的形式、材料、尺寸、参数、性能等用“标准”予以统一规定并实施；系列化是指对同一种零部件，在相同的基本结构和基本尺寸条件下，规定若干个辅助尺寸不同的规格；通用化是指不同规格的同类产品甚至不同类型的产品上采用同样的零部件。 标准化、系列化和通用化的目的是为了减少机械零件的品种和规格，便于组织大规模生产等。 （三）．机械零件的强度 机械零件丧失工作能力或达不到要求的性能时，称为失效。失效形式主要有：因强度不足而断裂，过大的弹性变形或塑性变形，摩擦表面的过度磨损、打滑或过热。连接松动，压力容器、管道等的泄漏，运动精度达不到要求等。 零件不发生失效的安全工作限度称为工作能力。对载荷而言的工作能力称为承载能力。强度是指反映机械零件承受载荷时抵抗破坏能力的重要指标。 1、载荷分随时间变化的动载荷和不随时间变化的静载荷。通常按静载荷计算。其转矩与功率成正比，与转速成反比。 2、应力分静应力和变应力。变应力分为脉动循环变应力、对称循环变应力和非对称循环变应力三种。对称循环变应力对机械零件的强度影响最为严重。 3、零件的强度 根据工作条件的不同，可分为强度和强度；根据破坏部位和破坏形式的不同可分为强度和强度。通常讲机械强度是指强度，而表面强度是指强度、强度和强度。 【合作交流，展示提升】 简答题 1、零件与构件有何区别和联系？ 2、何谓失效？与习惯上的“坏了”有何区别？ 【达标检测，项固落实】（比比看，谁最棒！） 教师检查，找出优秀的作品，进行展示。 填空： 1、无论哪一种机械，都是由部分部分部分和部分组成的。 2、机器和机构的总称为。

201x版九年级物理全册 13.3内燃机学案沪科版

2019版九年级物理全册 13.3内燃机学案（新版）沪科版 【目标导学】： 1． 初步认识发动机的作用 , 知道热机的概念 , 了解内燃机是热机的一种。 2． 能用文字或口头表述内燃机各冲程的工作状态和能量转化。 【重点导引】： 1． 引导学生学会区分各个冲程 2. 汽油机和柴油机的区别和联系 【课前导问】： 1. 改变物体内能的二种方式是什么? 2. 如图所示,给试管里的水加热,水沸腾后,水蒸气推动塞子迅速冲出管口,从能量转化的角度看是水 蒸气的___________转化为塞子的___________. 3、通过以上例子你认为做功是实现能量______的一种方式。 【课堂导学】： 一、通过自学课本P45页内容，完成以下几个认识： 1．热机是把_________能转化为_________能的装置。 2．什么是内燃机，除了内燃机以外还有什么类型的热机？ 二、汽油机 1、汽油机有哪些部件构成？ 汽油机的构造 火花塞 气缸 进气门 活塞连杆 排气门 曲轴 2、活塞在气缸内做一次单向运动（即从汽缸的一端运动到汽缸的另一端），叫___________

3、汽油机的工作循环依次包括哪些？ 4、请完成以下的填空 进气门开 关排气门开 关 活塞的运 动 曲轴的运 动 能量的转化 吸气冲程关向下半周 压缩冲程关关向周能→能做功冲程关关向周能→能排气冲程关向周 联系(1)每个工作循环飞轮转周,完成个做功冲程 (2)在一个工作循环中,只有第三个冲程燃气对外做功,其他三个辅冲程不但不做功,还要消耗机械能 (3)做功冲程为其他三个冲程提供能量,其他三个冲程为第三冲程做功提供基础 (4)依靠的惯性完成吸气、压缩、排气冲程 (5)启动需要借助外力. 三、柴油机 1、 汽油机和柴油机构造及工作过程比较 不同点 汽油机柴油机构造 吸气冲程吸进的物质 压缩冲程末汽缸内的温度较高更高点火方式 做功冲程燃气的压强较大更大

高等内燃机学

汽油机缸内直喷 对于一台汽油发动机来说，将汽油送入气缸，并与空气混合，再使油气混合物充分燃烧才能获得强大的动力，因此油气混合技术也是发动机的关键之一。在经历了化油器、单点电喷、多点电喷技术阶段之后，油气混合技术终于进入了直喷时代，越来越多的车型开始采用直喷发动机。 （一）分层燃烧和均质燃烧 缸内直喷（GDI）燃烧可实现直喷发动机有两种燃烧模式：分层燃烧和均质燃烧。在一般的正常行驶状态下，发动机处于低速或中速运转的工况下，采用分层燃烧模式，此时节气门为半开状态，空气由进气管进入气缸撞在活塞顶部，由于活塞顶部制作成特殊的形状从而在火花塞附近形成期望中的涡流。当压缩过程接近尾声时，少量的燃油由喷射器喷出，形成可燃混合气，此时只有火花塞周围状态较好的油气混合体被点燃，这时周围的新鲜空气以及来自废气再循环的气体形成了很好的隔热保护，减少了缸壁散热，提升了热效率，大大降低了燃油消耗和尾气排放。这种模式可充分提高发动机的经济性，因为在转速较低、负荷较小时除了火花塞周围需要形成浓度较高的油气混合物外，燃烧室的其它地方只需空气含量较高的混合气即可，而FSI使其与理想状态非常接近。当节气门完全开启，发动机高速运转时，大量空气高速进入气缸形成较强涡流并与汽油均匀混合。发动机处于较为激烈的运转工况下，采用均质燃烧状态，燃烧室内充满均匀的油气混合物，促进燃油充分燃烧，充分的燃烧以提供强劲的动力。燃油的充分利用不仅提高了燃油的利用效率和发动机的输出而且改善了排放。 FSI发动机具有以下优点：1）燃油经济性提高，部分负荷经济性改善可达30%～50%，一般为20%，并相应降低CO2排放；2）由于燃油直接喷射到缸内，发动机瞬态相应改善；3）启动时间短；4）冷启动HC排放改善。 FSI发动机燃油经济性的改善主要归功于：1）混合气采用变质调节，无节气门装置，泵气损失降低；2）部分负荷使用稀混合气，混合气等熵指数κ增加；3）燃油缸内早期喷射，燃油蒸发吸热使进气温度下降，充量系数提高；4）燃油蒸发使末端混合气温度降低，许用压缩比提高；5）分层混合气燃烧，外围空气起到隔热层的作用，避免传热损失降低。 缸内直喷均质燃烧汽油机可以降低汽油机的爆震倾向，使压缩比有所提高；还可以提高充量效率，因此在同样的最大扭矩和最大功率的情况下汽油机的排量可以相应减小一些。在部分负荷工况时，较小排量的汽油机将在较高的平均有效压力下工作来达到同样的扭矩，工作点向高效率方向移动，使热效率提高。 由于汽油油滴蒸发的冷却作用，采用直喷后，混合气和燃气的温度有所降低，使在压缩上止点附近的传热损失减少，热效率增加。直喷的应用使进入气缸的油量滞后问题得到彻底解决，在变动工况时改进对空燃比的控制，可减少因空燃比波动所带来的不必要的油耗增加。此外，在部分负荷工况比较容易采用“停缸"的方法使一个或几个气缸停止工作，使其它气缸的平均有效压力提高，改善整机的热效率。在车辆减速时还可以完全停止供油，进一步节省燃油。 采用直喷均匀混合燃烧可以避免分层燃烧的一些主要问题。首先，由于使用当量空燃比的混合气和三效催化器，排气中氮氧化物的后处理问题可以得到

初中九年级：物理教案-内燃机

新修订初中阶段原创精品配套教材 物理教案－内燃机 教材定制 / 提高课堂效率 /内容可修改 Physics Lesson Plan-Internal Combustion Engine 教师：风老师 风顺第二中学 编订：FoonShion教育

物理教案－内燃机 教学目标 知识目标 （1）知道热机中能量的转化 （2）知道四冲程内燃机的构造和工作原理 （3）了解汽油机和柴油机的主要区别 能力目标 通过分析汽油机和柴油机的构造个工作过程的异同，学习分析和比较的研究方法． 情感目标 了解这些内燃机在生产和生活中的应用，感受到技术进步在工业文明发展中的重要作用． 教学建议 教材分析 教材利用图例说明了汽油机的结构，并用四个参考图详细分析了汽油机的四个冲程，指出汽油机实际工作时，是靠外力使曲轴和飞轮先转动起来，带动活塞运动后汽油机才自

己工作． 柴油机教学比较简单，知识说明了其工作过程，并分析了和汽油机的区别，指出了柴油机的应用．教材最后还提出了问题，思考汽油机和柴油机在工作过程中的相同点和不同点． 教法建议 本节利用挂图分析，要注重培养学生的观察能力和分析总结能力，培养学生的比较能力，所以在教法上有演示、引导学生观察、分析讨论、比较、联系实际这些环节．“汽油机”利用挂图和实验仪器演示汽油机的四个冲程，使学生在理解工作过程的内在逻辑联系．体会到汽油机的发明是人们智慧的结晶，在技术应用领域人们可以充分发挥自己的聪明才智． “柴油机”要注意比较教学，学生自主分析汽油机和柴油机的相同点和不同点，提高学生的甄别、判断、比较能力，教师还可以提供一些关于内燃机的资料，学生阅读，增强信息处理能力． 教学设计方案 内燃机 【课题】内燃机 【重难点】内燃机的构造和工作原理；汽油机和柴油机的区别和联系．

内燃机学知识点

1．发动机的机械损失 （1）活塞和活塞环的摩擦损失 （2）轴承和气门机构的摩擦损失 （3）驱动附属机构的功率消耗 （4）风阻损失 （5）驱动扫气泵和增压泵的损失 2．机械损失的测定方法 （1）示功图法（2）倒拖法（3）灭缸法（4）油耗线法 3．排放指标 （1）排放物的浓度mg/m3（2）质量排放量g/km（3）比排放量g/(kW.h)（4）排放率g/kg 4．提高动力性和经济性的途径 （1）采用增压技术 （2）合理组织燃烧过程，提高循环指示效率 （3）改善换气过程，提高气缸的充量系数 （4）提高发动机转速 （5）提高机械效率 （6）采用二冲程提高升功率 5．提高理论循环热效率所受的限制 结构强度的限制、机械效率的限制、燃烧的限制、排放的限制 6．十六烷值 定义正十六烷的十六烷值为100，α-甲基萘的十六烷值为0，当柴油的自然性同正十六烷和α-甲基萘混合燃料的自燃性相同时，正十六烷的体积百分比即为十六烷值。芳烃含量越高，十六烷值越低，排放性能越差。十六烷值一般在40-55。 7．辛烷值 异辛烷的辛烷值定为100，正庚烷为0，所含异辛烷的体积百分比。（马达法辛烷值MON、研究法辛烷值RON） 8．内燃机实际循环 工质的影响（燃烧过程中，工质的成分和质量不断发生变化）、传热损失（理论循环中，工质和燃烧室壁面是绝热的，没有热交换）、换气损失（膨胀损失、活塞推出功损失、吸气损失）、燃烧损失（燃烧速度的有限性、不完全燃烧损失） 9．换气过程 四冲程：从排气门开启到进气门关闭的整个过程。（排气、气门叠开、进气） 二冲程：从排气口打开到关闭的整个过程。 10．排气提前角： 排气门在膨胀行程下止点前的某一曲轴转角位置提前开启，这一角度就叫排气提前角。一般在30-80°CA。 排气迟闭角：排气门在上止点之后关闭的角度。一般在10-70°CA。 排气过程分为：自由排气（排气门打开到排气下止点）和强制排气（下止点到上止点）、超临界排气和亚临界排气。 11．进气提前角：进气门在吸气上止点前提前开启的角度，10-40°CA。 进气迟闭角：进气门在吸气下止点后滞后某一曲轴转角后关闭，20-60°CA。 提前与迟闭的目的：为了增加进排气过程的时面值或角面值，利用气体流动的惯性，增加进气充量或废气排出量。 12．气门叠开

内燃机原理实验指导书汇总

内燃机学实验指导书热能与动力工程实验室

第一章实验教学的组织、要求和安全 一、实验的组织 按照《内燃机学教学大纲》的要求，学生必须完成下列实验内容： 1、内燃机机械效率的测定； 2、内燃机负荷特性的测定； 3、内燃机速度特性的测定； 4、柴油机调速特性的测定。 为使每一位学生能对试验的内容、方法和操作技术得到深入的了解，每班学生分为若干个小组，每一实验小组学生应为5—6人，并推选出一名小组长。 由于内燃机实验过程中的噪声、振动及温度等对人体的影响较大，因此，每次实验连续时间不宜超过3小时。 实验指导教师是整个实验的负责人，实验课开始时，应扼要地向学生说明每次实验的目的、主要内容、实验工作位置、以及达到实验目的所用的仪器和工具性能、使用方法与误差。并向学生说明各项实验中安全操作技术。在实验过程中，指导教师要全面掌握实验的进度，保证学生的实验质量。 二、实验的要求 1、发动机的性能试验，是一种集体性很强的工作。实验能否顺利进行，所取得的测量数据是否准确可靠，完全取决于每个测量人员的精细及协同一致地工作。任何一个部位的疏忽和大意，必定招致整个试验工作的失败，所做工作可能会前功尽弃。测量误差的原因，多半由于工作心乱，草率与不小心，必须严加注意。 2、实验前每位学生必须认真预习实验指导书，对实验的目的及实验方法有充分的了解，如未进行预习者，不得参加实验，凡参加实验者都要带实验指导书、记录纸、笔等。每个实验小组须带计算器台。 3、实验开始前学生要熟悉练习各种设备食品的操作使用方法，实验过程中听从指导教师的指挥，统一协调进行。 4、学生小组长负责组织学生的分工与轮换工作位置，要求同学严格遵守实验室的安全操作规程，爱护试验设备、仪器和工具。

《内燃机学》考研复习大题

《内燃机学》2012考研复习简答题 1、简述汽油机与柴油机瞬态排放的差异。 车用内燃机在实际使用中常出现瞬态运转状态，例如起动、加速、减速等工况。转速、负荷不断变化，零部件的温度以及工作循环参数不断变化。所以，这时内燃机排放量与稳定工况往往有很大不同。 1）汽油机 （1）冷起动 汽油机冷起动时，由于进气系统和气缸温度低，汽油蒸发不好，较多的汽油沉积在进气管壁上，流速低造成油气混合不好，因此需要增加供油量，以使使汽油机能正常起动。 汽油机冷起动时混合气的φa <1。混合气中的汽油以部分蒸气状态、部分液体状态进入气缸。很浓的混合气导致较高的CO排放。 部分液态汽油在燃烧结束后从壁面蒸发，未燃烧就被排出气缸，造成HC的大量排放。 由于温度低及混合气过浓．冷起动时的NOx排放量很低。 （2）暖机 汽油机起动以后，冷却系和润滑系以及主要零部件仍未达到正常的温度水平，需要一个暖机过程。 这时仍需要φa <1的浓混合气，以弥补燃油在气缸壁和进气管壁上的冷凝。 暖机过程CO和HC的排放仍然很高，NOx的排放随着温度的提高逐渐增大。 （3）加速 用化油器的汽油机这时往往供给很浓的混合气，造成较高的CO和HC排放。汽油喷射的汽油机不产生过浓的混合气，其排放值与相应的各稳定工况点相似。 （4）减速 节气门关闭，发动机反拖高速运转。 化油器式发动机如果没有特殊措施，由于进气管中突然的高真空状态，使壁上的液态燃油蒸发，形成过浓混合气而造成较高的HC和CO排放。 汽油喷射式发动机在减速时不再供油，气管内液态油膜少。 2）柴油机

冷起动时，部分燃油以液态分布在燃烧室壁上。着火之前，喷入缸内的燃油会以末燃HC 形式直接排出气缸。着火以后，吸附在壁面上的燃油也不能完全燃烧，有一部分在蒸发后被排出。柴油冷起动时排放的高浓度HC 表现为白烟。 非增压机的正常加速几乎是各稳定工况点的连续。 增压机突加负荷时，增压器需要一段时间，才能达到高负荷所对应的转速和增压压力。若未采取专门措施，增压柴油机常会加速冒黑烟。 2、简述内燃机负荷特性、速度特性的实验方法以及实验应记录的参数 1）负荷特性 （1）完成实验准备并了解实验操作规程后，即可起动发动机进行预热，观察是否有漏水、漏气、漏油等不正常现象。待水温、机油温度升至70℃以上，即可开始实验。 （2）调节测功机自控系统，设定至所选定的发动机转速，在转速不变的条件下，分别从小负荷至大负荷测定负荷改变时（即移动喷油泵齿条或拉杆位置，改变每循环供油量g b ）发动机的经济性指标B 、b e 随P e （或T tq 、P me ）的变化关系。 实验中，一般做6—8个工况点，为确保找到最低油耗点，在油耗经济区域应增加1-2个实验点，在小负荷区域可减少1-2个实验点。 （3）实验期间，每一实验工况稳定1分钟后，测量和记录下列参数：转速n 、功率P e 、扭矩T tq 、小时耗油量B 、比油耗b e 、冷却水Tw 、机油温度To 、机油 压力Po ，排气温度Tr 等数据。实验开始和结束时，分别记录大气压力P a （观测值），环境温度T a （进气温度）和相对湿度 。 （4）实验进行中，应在坐标纸上同步对实验工况点绘制实验监督曲线，其横坐标为P e （或T tq 、P me ），纵坐标为b e ，以监督实验数据曲线的各点连线是否平 滑和符合规律，如发现实验点明显脱离规律，应在全部实验点结束后补测该点。 （5）实验完成后，逐渐减少发动机负荷，怠速运转5分钟后停车。 2）速度特性 （1） 起动发动机进行预热，观察是否有漏水、漏气、漏油等不正常现象。待水温、机油温度升至70℃以上，即可开始实验。 （2） 速度特性实验（发动机油门开度为100%时为外特性）：设定至所选定