第一章性能指標(biāo)與影響因素

1、以問(wèn)題為導(dǎo)向?qū)W習(xí)本課程以問(wèn)題為導(dǎo)向?qū)W習(xí)本課程學(xué)習(xí)發(fā)動(dòng)機(jī)原理的根本目的：學(xué)習(xí)發(fā)動(dòng)機(jī)原理的根本目的：汽車(chē)構(gòu)造汽車(chē)構(gòu)造What（一體兩機(jī)構(gòu)五系統(tǒng)一體兩機(jī)構(gòu)五系統(tǒng)）發(fā)動(dòng)機(jī)原理發(fā)動(dòng)機(jī)原理WhyHow2 2、載貨汽車(chē)為什么很少用汽油機(jī)？、載貨汽車(chē)為什么很少用汽油機(jī)？1 1、柴油車(chē)為什么冒黑煙？為什么比汽油車(chē)噪聲和振動(dòng)大？、柴油車(chē)為什么冒黑煙？為什么比汽油車(chē)噪聲和振動(dòng)大？4 4、為什么淘汰黃標(biāo)車(chē)？國(guó)四標(biāo)準(zhǔn)到底影響多大？、為什么淘汰黃標(biāo)車(chē)？國(guó)四標(biāo)準(zhǔn)到底影響多大？（1）提高動(dòng)力性（提高動(dòng)力性（2）降低油耗（）降低油耗（3）改善排放）改善排放3 3、汽油機(jī)采用電噴的優(yōu)點(diǎn)？柴油機(jī)采用共軌的優(yōu)點(diǎn)？、汽油機(jī)采用電噴的優(yōu)

2、點(diǎn)？柴油機(jī)采用共軌的優(yōu)點(diǎn)？以發(fā)動(dòng)機(jī)性能為研究對(duì)象以發(fā)動(dòng)機(jī)性能為研究對(duì)象課程特點(diǎn)課程特點(diǎn)多學(xué)科的綜合應(yīng)用多學(xué)科的綜合應(yīng)用 熱力學(xué)、傳熱學(xué)、燃燒學(xué)、流體力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、機(jī)械學(xué)熱力學(xué)、傳熱學(xué)、燃燒學(xué)、流體力學(xué)、化學(xué)反應(yīng)動(dòng)力學(xué)、機(jī)械學(xué)形散而意不散形散而意不散（圍繞三個(gè)目標(biāo)，三個(gè)環(huán)節(jié)）（圍繞三個(gè)目標(biāo)，三個(gè)環(huán)節(jié)）： 強(qiáng)動(dòng)力降能耗減排放強(qiáng)動(dòng)力降能耗減排放燃料燃燒排放燃料燃燒排放能量加入的能量加入的“量量”和能量轉(zhuǎn)化的和能量轉(zhuǎn)化的“質(zhì)質(zhì)” 燃料能量轉(zhuǎn)換的效率燃料能量轉(zhuǎn)換的效率動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的表達(dá)式動(dòng)力性經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的表達(dá)式多因素、多參數(shù)的綜合分析：多因素、多參數(shù)的綜合分析： 一因多果和一果多因一因多果和

3、一果多因優(yōu)化、折衷、合理匹配的辨證觀(guān)念優(yōu)化、折衷、合理匹配的辨證觀(guān)念發(fā)展觀(guān)點(diǎn)發(fā)展觀(guān)點(diǎn): 關(guān)注新能源關(guān)注新能源 新技術(shù)新技術(shù) 教材和參考資料教材和參考資料使用教材：使用教材：王建昕、帥金石編著王建昕、帥金石編著，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)原理，汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)原理，清華大學(xué)出版社，清華大學(xué)出版社，2011年年3月第一版月第一版1、周龍保主編，內(nèi)燃機(jī)學(xué)，機(jī)械工業(yè)出版社，、周龍保主編，內(nèi)燃機(jī)學(xué)，機(jī)械工業(yè)出版社，2011年年1月第三版月第三版參考資料：參考資料：出勤出勤+課堂：課堂： 10%實(shí)驗(yàn)成績(jī)：實(shí)驗(yàn)成績(jī)： 10%考試成績(jī)：考試成績(jī)： 70%課堂教學(xué)：課堂教學(xué)：22學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)實(shí)實(shí) 驗(yàn)：驗(yàn)：2學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)學(xué)時(shí)分配學(xué)時(shí)分配考核方

4、式考核方式作業(yè)：作業(yè)： 10%第一部分：動(dòng)力輸出與能量利用第一部分：動(dòng)力輸出與能量利用第第1 1章章 性能指標(biāo)與影響因素性能指標(biāo)與影響因素第第2 2章章 燃料、工質(zhì)與熱化學(xué)燃料、工質(zhì)與熱化學(xué)第第3 3章章 工作循環(huán)與能量利用工作循環(huán)與能量利用第第4 4章章 換氣過(guò)程與進(jìn)氣充量換氣過(guò)程與進(jìn)氣充量第第5 5章章 運(yùn)行特性與整車(chē)匹配運(yùn)行特性與整車(chē)匹配第二部分：燃燒與排放第二部分：燃燒與排放第第6 6章章 燃燒的基礎(chǔ)知識(shí)燃燒的基礎(chǔ)知識(shí)第第7 7章章 柴油機(jī)混合氣形成與燃燒柴油機(jī)混合氣形成與燃燒第第8 8章章 汽油機(jī)混合氣形成與燃燒汽油機(jī)混合氣形成與燃燒第第9 9章章 有害排放物的生成與控制有害排放物的

5、生成與控制第第1010章章 新燃燒方式與替代燃料動(dòng)力新燃燒方式與替代燃料動(dòng)力本書(shū)知識(shí)結(jié)構(gòu)本書(shū)知識(shí)結(jié)構(gòu) 動(dòng)力的獲取和輸出；動(dòng)力的獲取和輸出；能量的消耗和利用能量的消耗和利用 燃料能量轉(zhuǎn)換的燃料能量轉(zhuǎn)換的“質(zhì)質(zhì)”環(huán)節(jié)；加入整機(jī)能量環(huán)節(jié)；加入整機(jī)能量總量的總量的“量量”環(huán)節(jié)環(huán)節(jié)第一章第一章 性能指標(biāo)與影響因素性能指標(biāo)與影響因素1.1 1.1 工質(zhì)對(duì)活塞所作功及示功圖工質(zhì)對(duì)活塞所作功及示功圖1.2 1.2 發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)發(fā)動(dòng)機(jī)的性能指標(biāo)1.3 1.3 影響動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的環(huán)節(jié)與因素影響動(dòng)力經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)的環(huán)節(jié)與因素p- 圖圖示功圖（四沖程）示功圖（四沖程）p-V 圖圖BDC(下止點(diǎn)下止點(diǎn))ppzp0Vs

6、Vp示功圖示功圖壓力圖壓力圖/ /展開(kāi)示功展開(kāi)示功圖圖要求會(huì)識(shí)圖和畫(huà)圖！要求會(huì)識(shí)圖和畫(huà)圖！正負(fù)功確定原則：正負(fù)功確定原則：n 壓力方向與活塞運(yùn)動(dòng)方向一壓力方向與活塞運(yùn)動(dòng)方向一致，工質(zhì)對(duì)活塞作正功致，工質(zhì)對(duì)活塞作正功n 壓力方向與活塞運(yùn)動(dòng)方向相壓力方向與活塞運(yùn)動(dòng)方向相反，工質(zhì)對(duì)活塞作負(fù)功反，工質(zhì)對(duì)活塞作負(fù)功工質(zhì)對(duì)活塞所作功：工質(zhì)對(duì)活塞所作功：Compression 壓縮過(guò)程壓縮過(guò)程 W 0 Intake 進(jìn)氣過(guò)程進(jìn)氣過(guò)程 W 0 Exhaust 排氣過(guò)程排氣過(guò)程 W 1 ,稀稀(lean)混合氣混合氣 a 1, 濃濃(rich)混合氣混合氣 a =1, 化學(xué)計(jì)量比（化學(xué)計(jì)量比（stoichiom

7、etric ratio），），過(guò)去稱(chēng)過(guò)去稱(chēng)理論空燃比理論空燃比1.3.2 可燃混合氣濃度與熱值可燃混合氣濃度與熱值0理論1kg實(shí)際供給1kglla空氣量燃料完全燃燒需要的的空氣量燃料燃燒）（國(guó)外用2) 空燃比空燃比 (Air/Fuel ratio, A/F)3) 燃空比燃空比 (Fuel/Air ratio, F/A)0a)(lFAl混合氣中燃料質(zhì)量混合氣中空氣質(zhì)量或)(110alAF可燃混合氣濃度與熱值可燃混合氣濃度與熱值燃空當(dāng)量比燃空當(dāng)量比(equivalent ratio) 1 / a，歐美國(guó)家常用，歐美國(guó)家常用 1.3.3 混合氣混合氣(進(jìn)氣進(jìn)氣)充量充量ssacVm充量系數(shù)充量系數(shù)(

8、容積效率容積效率)每缸每循環(huán)每缸每循環(huán)實(shí)際吸入實(shí)際吸入缸內(nèi)的新鮮空氣量缸內(nèi)的新鮮空氣量與與按進(jìn)氣系按進(jìn)氣系統(tǒng)前狀態(tài)計(jì)算而得的統(tǒng)前狀態(tài)計(jì)算而得的理論理論充氣量充氣量之比之比(75%-90%)l 大氣密度大氣密度(自然吸氣機(jī)型自然吸氣機(jī)型)l 增壓后空氣密度增壓后空氣密度(增壓機(jī)型增壓機(jī)型)1.3.4 能量轉(zhuǎn)換效率能量轉(zhuǎn)換效率ub1cHgQ 1itQW iemWW 1) 燃燒效率燃燒效率2) 循環(huán)熱效率循環(huán)熱效率3) 機(jī)械效率機(jī)械效率ubemitmtcetHgW4) 有效效率有效效率每缸每循環(huán)燃燒每缸每循環(huán)燃燒時(shí)發(fā)出的熱量時(shí)發(fā)出的熱量 (kJ)單缸循環(huán)油量單缸循環(huán)油量(kg)指示效率指示效率 正常

9、燃燒：正常燃燒：汽油機(jī)汽油機(jī) c=95%98%柴油機(jī)柴油機(jī) c=98%99%曲軸輸出功曲軸輸出功總指示功總指示功整機(jī)性能整機(jī)性能熱功轉(zhuǎn)化熱功轉(zhuǎn)化)2)()(ssssc0aumtcummeteinTRpVlHHGPuetumitumtce111HHHb功率和油耗的表達(dá)式功率和油耗的表達(dá)式(課程總綱課程總綱)燃燒效率燃燒效率(第二部分第二部分)循環(huán)熱效率循環(huán)熱效率( (第第3 3章章) )機(jī)械效率機(jī)械效率( (第第3 3章章) )進(jìn)氣充量進(jìn)氣充量( (第第4 4章章) )混合氣熱值混合氣熱值( (第第2 2章章) )動(dòng)力過(guò)程功：動(dòng)力過(guò)程功：壓縮與燃燒膨脹沖壓縮與燃燒膨脹沖程所作功之代數(shù)和程所作功之

10、代數(shù)和泵氣過(guò)程功：泵氣過(guò)程功：進(jìn)氣與排氣沖程所進(jìn)氣與排氣沖程所作功之代數(shù)和作功之代數(shù)和忽略流動(dòng)阻力忽略流動(dòng)阻力, 進(jìn)、排氣沖程壓力進(jìn)、排氣沖程壓力所作功之代數(shù)和。自然吸氣發(fā)動(dòng)所作功之代數(shù)和。自然吸氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)、排氣壓力相同（等于大氣機(jī)進(jìn)、排氣壓力相同（等于大氣壓力），即理論泵氣功為零壓力），即理論泵氣功為零由于流動(dòng)存在阻力，進(jìn)氣壓力低由于流動(dòng)存在阻力，進(jìn)氣壓力低于大氣壓，排氣壓力高于大氣壓于大氣壓，排氣壓力高于大氣壓力，造成進(jìn)氣和排氣流動(dòng)損失功，力，造成進(jìn)氣和排氣流動(dòng)損失功，兩者之和為實(shí)際泵氣功兩者之和為實(shí)際泵氣功 W2+W3 負(fù)功負(fù)功 （實(shí)際泵氣功（實(shí)際泵氣功 理論理論泵氣功）泵氣功） W2+

11、W3 負(fù)功負(fù)功W1+W3(W1+W3)-(W2+W3)=W1-W2要求掌握：要求掌握：1. 1. 基本概念基本概念各種功；平均壓力；空燃比各種功；平均壓力；空燃比/ /過(guò)量空氣系數(shù)過(guò)量空氣系數(shù)/ /燃空當(dāng)燃空當(dāng)量比；燃料熱值量比；燃料熱值/ /混合氣熱值；充量系數(shù)；各種效率混合氣熱值；充量系數(shù)；各種效率2. 2. 指標(biāo)的名稱(chēng)，區(qū)別與聯(lián)系指標(biāo)的名稱(chēng)，區(qū)別與聯(lián)系3. 3. 理解并會(huì)做理解并會(huì)做示功圖（示功圖（p-Vp-V p-p- ），會(huì)標(biāo)識(shí)），會(huì)標(biāo)識(shí)4 4. . 了解影響動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的主要環(huán)節(jié)和因素了解影響動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的主要環(huán)節(jié)和因素人有了知識(shí)，就會(huì)具備各種分析能力，人有了知識(shí)，就會(huì)具備各種分析能力，明辨是非的能力。明辨是非的能力。所以我們要勤懇讀書(shū)，廣泛閱讀，所以我們要勤懇讀書(shū)，廣泛閱讀，古人說(shuō)古人說(shuō)“書(shū)中自有黃金屋。書(shū)中自有黃金屋?！蓖ㄟ^(guò)閱讀科技書(shū)籍，我們能豐富知識(shí)，通過(guò)閱讀科技書(shū)籍，我們能豐富知識(shí)，培養(yǎng)邏輯思維能力；培養(yǎng)