【发动机原理】教案
教材: 《汽车发动机原理》
张志沛 主编
大连海运学院出版社
长安大学
汽车学院机电与动力研究所
目 录
绪 论 ------------------------------------------------------------------------------------------
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第一章 发动机工作循环及性能指标 ---------------------------------------------------------
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§1-1 发动机理想循环概述 ---------------------------------------------------------- 5 §1-2 发动机实际循环 ---------------------------------------------------------------
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§1-3 热平衡 ------------------------------------------------------------------------
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§1-4 指示指标 -----------------------------------------------------------------------
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§1-5 有效指标 ---------------------------------------------------------------------- 11 §1-6 机械损失 ---------------------------------------------------------------------- 13 §1-7 燃烧热化学 -------------------------------------------------------------------- 16 §1-8 发动机混合气的着火和燃烧方式 ----------------------------------------------- 20 第二章 发动机的换气过程 -------------------------------------------------------------------- 22 §2-1 四冲程发动机的换气过程 ------------------------------------------------------ 22 §2-2 四冲程发动机的充气效率 ------------------------------------------------------ 23 §2-3 影响充气效率的各种因素 ------------------------------------------------------ 25 §2-4 提高充气效率的措施 ---------------------------------------------------------- 27 §2-5 进气管内的动态效应 ---------------------------------------------------------- 29 §2-6 单位时间充气量与循环充气量 ------------------------------------------------- 30 第三章 柴油机混合气形成和燃烧 ------------------------------------------------------------ 32 §3-1 柴油机混合气形成 ------------------------------------------------------------ 32 §3-2 柴油机的燃烧过程 ------------------------------------------------------------
1
36 §3-3 柴油机供油系统的工作特性及其对燃烧过程的影响 ---------------------------- 39 §3-4 柴油机的燃烧室 -------------------------------------------------------------- 41 第四章 汽油机混合气形成和燃烧 ----------------------------------------------------------- 46 §4-1 汽油机混合气形成 ------------------------------------------------------------ 46 §4-2 汽油机的燃烧过程 ------------------------------------------------------------ 49 §4-3 汽油机的燃烧室 -------------------------------------------------------------- 57 第五章 发动机噪声及排放污染 -------------------------------------------------------------- 60 §5-1 发动机噪声污染及防治 ------------------------------------------------------- 60 §5-2 发动机排放污染及防治 ------------------------------------------------------- 63 第六章 发动机特性 --------------------------------------------------------------------------- 66 §6-1 发动机工况和性能指标分析式 ------------------------------------------------ 66 §6-2 发动机速度特性 -------------------------------------------------------------- 66 §6-3 发动机负荷特性 -------------------------------------------------------------- 70 §6-4 发动机万有特性 -------------------------------------------------------------- 72 §6-5 发动机调速特性 -------------------------------------------------------------- 73 §6-6 大气修正 --------------------------------------------------------------------- 77 第七章 发动机台架试验 ---------------------------------------------------------------------- 9
§7-1 测量与计算参数 -------------------------------------------------------------- 79 7
§7-2 参数的测量
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7
9
§7-3 测取方法 --------------------------------------------------------------------- 83 第八章 车用发动机的废气涡轮增压概述 --------------------------------------------------- 85 绪 论
能量转换：发动机－燃料的化学能?热能?机械能
机械能、电能等－高级能源；热能－低级能源 《发动机原理》课研究：热能?机械能 （转换效率：理论上小于100%） 机械能?热能 （转换效率：理论上可达100%）
发动机：内燃机和外燃机 车用发动机：间歇工作式发动机
四个冲程中只有一个冲程做功，做功不连续。
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燃气轮机：连续工作式发动机
一 分 类 （一） 种 类
1 往复活塞式 （普遍）
2 转子式－汪克尔式 （THE WANKEL ENGINE）
早在19世纪, 就有人设想过, 但泄漏问题是这种发动机发展的致命弱点。它结构紧凑，运转平稳，是高速车用发动机的发展方向之一。1956 年德国工程师汪克尔制造出样机。目前日本已用于小轿车上，时速 200 km/h 左右。但光泄漏损失就要占30%以上。目前我国苏杭等地已经生产出了样机。与往复式比较应特别注意的一点是，往复式活塞在上下止点都稍有短暂的停留，与一般认为的观点相反，运动方向的这些改变并不影响它的效率；也就是说，在这个过程中，并没有什么固有的损失。旋转式比往复式的优越之处主要是几何形状上的紧凑性及由此而引起的一些优越之处，并非直接在气体动力学和热力学方面有何优越之处。 3 摆动活塞式 （ROCKING PISTON ENGINE）
1979年日内瓦发动机展览会上，展出了瑞士索罗图恩的萨尔茨曼（W. Salemann ）设计部门的摆动活塞式发动机。
4 斯特林 （THE STIRLING ENGINE）
1816年由罗伯特·斯特林设想在气缸外部燃烧的一种热力发动机（外燃机），是现代发动机引人注目的一种。
5 自由活塞式 （FREE PISTON ENGINE）
只相当于涡轮发动机的燃气发生器。
（二）往复活塞式发动机的分类
我们这门课主要研究目前汽车上广泛应用的往复式活塞发动机。
1 按用途分类
（1） 灌溉（抽水）用 点工况
（2） 电站用 n = const. 线工况 固定式柴油机或机组
（3） 船舶用 Ne = k n3（螺旋桨曲线） 线工况 大型、低速柴油机 （4） 汽车、拖拉机用 变工况-面工况 中小型、高速柴油机 （5） 发动机车 大型高速柴油机组
（6） 工程机械 （矿山机械、建筑、石油钻探） 多变型 （7） 坦克 V型、多缸机
（8） 飞机 星型 （径向式） 已基本不用
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2 按燃油种类分类 汽油机，柴油机
3 按点火方式分类
自行着火 （压燃式），外源点火 （点燃式）
4 按工作循环分类 四冲程，二冲程
5 按冷却方式分类 水冷，风冷
6 按汽缸排列分类
直列式，卧式，V型，星型 （径向式）
7 按汽缸数目分类
单缸机，多缸机 （2，3，4，5，6，8，10，12，14，16缸?）
8 按转速分类
（1） 低速: n < 500 r/min
（2） 中速: 500 r/min < n < 1500 r/min （3） 高速: n > 1500 r/min 但没有明确的界限。
9 按增压分类 增压，非增压
10 按能源分类 （代用燃料）
压缩天然气，液化天然气，液化石油气，氢气，
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