发动机原理(Principle of Engine)一、课程基本情况课程编号：07110490课程总学时：32，其中，讲课30，实验2。课程学分：2课程分类：必修开设学期：春开课单位：工学院车辆与交通工程系适用专业：汽车设计制造、汽车电子、交通运输工程所需先修课：发动机构造课程负责人：辛喆二。课程内容简介发动机原理是车辆工程、汽车电子、交通运输工程等专业必修的重要专业基础课，它以发动机的性能指标作为主要研究对象，把合理组织工作过程，提高整机性能作为中心内容系统阐明发动机工作过程的基本理论、基本概念和基本试验方法，并深入到工作过程的各个阶段，分析影响性能指标的各种因素，从中找出提高发动机性能指标的一般方法和具体措施，也为更合理有效地选择和使用发动机提供必要的基本知识和实验技能。本课程系统地讲授汽车拖拉机发动机工作过程的基本理论，内容包括工程热力学基础、发动机的性能指标、发动机的换气过程、发动机的燃料与燃烧、汽油机混合气的形成与燃烧柴油机混合气的形成与燃烧、发动机的排放控制、发动机特性、发动机的排气涡轮增压等三。各部分教学纲要1、课堂讲授部分教学内容与要求（30 学时):第一部分工程热力学基础3学时1）教学内容工程热力学基础知识是学习发动机原理必要的理论基础，主要介绍工程热力学的基本概念：热力学第一定律；理想气体的热力学性质：理想气体的热力过程：热力学第二定律2）基本要求了解工程热力学基本的概念；掌握热力学第一定律的实质：了解理想气体的热力状态方程式、比热容的定义，掌握理想气体各个热力过程的概念、过程方程和对应的p-V、T-S图；了解热力学第二定律的表述和热效率的定义等。第二部分发动机的性能指标3学时1）教学内容在掌握工程热力学基本概念的基础上，学习发动机的理论循环；发动机的实际循环；发
发动机原理 （Principle of Engine） 一、课程基本情况 课程编号：07110490 课程总学时：32，其中，讲课 30，实验 2。 课程学分：2 课程分类：必修 开设学期：春 开课单位：工学院车辆与交通工程系 适用专业：汽车设计制造、汽车电子、交通运输工程 所需先修课：发动机构造 课程负责人：辛喆 二．课程内容简介 发动机原理是车辆工程、汽车电子、交通运输工程等专业必修的重要专业基础课，它以 发动机的性能指标作为主要研究对象，把合理组织工作过程，提高整机性能作为中心内容， 系统阐明发动机工作过程的基本理论、基本概念和基本试验方法，并深入到工作过程的各个 阶段，分析影响性能指标的各种因素，从中找出提高发动机性能指标的一般方法和具体措施， 也为更合理有效地选择和使用发动机提供必要的基本知识和实验技能。 本课程系统地讲授汽车拖拉机发动机工作过程的基本理论，内容包括工程热力学基础、 发动机的性能指标、发动机的换气过程、发动机的燃料与燃烧、汽油机混合气的形成与燃烧、 柴油机混合气的形成与燃烧、发动机的排放控制、发动机特性、发动机的排气涡轮增压等。 三．各部分教学纲要 1、 课堂讲授部分教学内容与要求（30 学时）： 第一部分 工程热力学基础 3 学时 1）教学内容 工程热力学基础知识是学习发动机原理必要的理论基础，主要介绍工程热力学的基本概 念；热力学第一定律；理想气体的热力学性质；理想气体的热力过程；热力学第二定律。 2) 基本要求 了解工程热力学基本的概念；掌握热力学第一定律的实质；了解理想气体的热力状态方 程式、比热容的定义；掌握理想气体各个热力过程的概念、过程方程和对应的 p-V、T-S 图； 了解热力学第二定律的表述和热效率的定义等。 第二部分 发动机的性能指标 3 学时 1）教学内容 在掌握工程热力学基本概念的基础上，学习发动机的理论循环；发动机的实际循环；发
动机的指示性能指标；发动机的有效性能指标：发动机的其它性能；发动机的机械损失和机械效率：提高发动机动力性和经济性能的途径：发动机的热平衡2）基本要求掌握常见的发动机理论循环热效率的计算方法、影响因素及比较：能结合四冲程发动机的示功图分析理论循环与实际循环的差异；掌握发动机的指示性能指标和有效性能指标：了解发动机的其它性能；掌握机械效率的概念和影响机械效率的因素；了解提高发动机动力性和经济性能的途径：了解发动机热平衡的分析内容和意义。3学时第三部分发动机的换气过程1）教学内容四冲程发动机的换气过程；换气过程的性能指标；影响四冲程发动机充量系数的因素；提高四冲程发动机的充气效率的措施；二冲程发动机的换气过程。2）基本要求掌握四冲程发动机的换气过程，了解进、排气损失的相关内容；掌握充量系数的概念、影响充量系数的因素，以及提高充气效率的措施：了解二冲程发动机的换气过程及其评价指标。第四部分发动机的燃料与燃烧2学时1）教学内容发动机的燃料及使用特性；燃烧热化学：燃烧的基本知识；替代燃料问题。2）基本要求掌握发动机常规燃料的使用特性；掌握燃烧过程中化学反应的相关计算；了解燃烧的基本知识：了解发动机替代燃料的特性。4学时第五部分汽油机混合气的形成和燃烧1）教学内容汽油机的燃烧过程；汽油机混合气形成：汽油机的燃烧室；汽油机燃烧系统的研究进展。2）基本要求掌握汽油机的燃烧过程，学会分析影响燃烧过程的因素，掌握不正常燃烧的原因及对策；了解汽油机混合气的形成方式和基本要求，掌握电控汽油喷射系统制备混合气的工作原理；了解汽油机燃烧室的设计要求和典型燃烧室；了解汽油机新型燃烧系统的特点。第六部分柴油机混合气的形成与燃烧5学时D教学内容柴油机的燃烧与放热：燃料的喷射与雾化；柴油机的混合气形成与燃烧室；影响柴油机燃烧过程的主要因素：柴油机燃油喷射系统的电子控制：柴油机燃烧技术的发展2）基本要求掌握柴油机的燃烧过程与燃烧放热规律，学会分析影响燃烧过程的因素：了解柴油机的燃油喷射过程、气流组织和混合气形成方式；掌握柴油机直喷式和非直喷式燃烧室的性能特点与选型：掌握柴油机电控燃油喷射系统的的种类、应用及控制方法；了解柴油机燃烧技术的发展
动机的指示性能指标；发动机的有效性能指标；发动机的其它性能；发动机的机械损失和机 械效率；提高发动机动力性和经济性能的途径；发动机的热平衡。 2）基本要求 掌握常见的发动机理论循环热效率的计算方法、影响因素及比较；能结合四冲程发动机 的示功图分析理论循环与实际循环的差异；掌握发动机的指示性能指标和有效性能指标；了 解发动机的其它性能；掌握机械效率的概念和影响机械效率的因素；了解提高发动机动力性 和经济性能的途径；了解发动机热平衡的分析内容和意义。 第三部分 发动机的换气过程 3 学时 1）教学内容 四冲程发动机的换气过程；换气过程的性能指标；影响四冲程发动机充量系数的因素； 提高四冲程发动机的充气效率的措施；二冲程发动机的换气过程。 2）基本要求 掌握四冲程发动机的换气过程，了解进、排气损失的相关内容；掌握充量系数的概念、 影响充量系数的因素，以及提高充气效率的措施；了解二冲程发动机的换气过程及其评价指 标。 第四部分 发动机的燃料与燃烧 2 学时 1）教学内容 发动机的燃料及使用特性；燃烧热化学；燃烧的基本知识；替代燃料问题。 2）基本要求 掌握发动机常规燃料的使用特性；掌握燃烧过程中化学反应的相关计算；了解燃烧的 基本知识；了解发动机替代燃料的特性。 第五部分 汽油机混合气的形成和燃烧 4 学时 1）教学内容 汽油机的燃烧过程；汽油机混合气形成；汽油机的燃烧室；汽油机燃烧系统的研究进展。 2）基本要求 掌握汽油机的燃烧过程，学会分析影响燃烧过程的因素，掌握不正常燃烧的原因及对策； 了解汽油机混合气的形成方式和基本要求，掌握电控汽油喷射系统制备混合气的工作原理； 了解汽油机燃烧室的设计要求和典型燃烧室；了解汽油机新型燃烧系统的特点。 第六部分 柴油机混合气的形成与燃烧 5 学时 1）教学内容 柴油机的燃烧与放热；燃料的喷射与雾化；柴油机的混合气形成与燃烧室；影响柴油 机燃烧过程的主要因素；柴油机燃油喷射系统的电子控制；柴油机燃烧技术的发展。 2）基本要求 掌握柴油机的燃烧过程与燃烧放热规律，学会分析影响燃烧过程的因素；了解柴油机 的燃油喷射过程、气流组织和混合气形成方式；掌握柴油机直喷式和非直喷式燃烧室的性能 特点与选型；掌握柴油机电控燃油喷射系统的的种类、应用及控制方法；了解柴油机燃烧技 术的发展
第七部分发动机的排放与噪声控制4学时1）教学内容发动机排气中的主要污染物；汽油机主要污染物的生成机理和影响因素；汽油机的排放控制；柴油机主要污染物生成机理和影响因素；：柴油机的排放控制；排放测量与排放法规；发动机噪声与测量。2）基本要求了解发动机排气中的主要污染物；掌握汽油机主要污染物的生成机理和影响因素；掌握汽油机的排放控制方法：掌握柴油机主要污染物生成机理和影响因素；掌握柴油机的排放控制方法；了解排放测量方法与排放法规：了解发动机噪声与测量方法。第八部分发动机特性4学时1）教学内容发动机的工况；发动机的负荷特性；发动机的速度特性；柴油机的调速特性；发动机的万有特性；发动机的功率标定与大气修正；发动机实验。2）基本要求了解发动机的使用工况；了解发动机的台架试验方法；掌握发动机的负荷特性、速度特性、调速特性、万有特性等运行特性曲线的试验制取及分析方法；了解发动机的功率标定与大气修正方法。2学时第九部分发动机的排气涡轮增压1）教学内容发动机增压概述；涡轮增压器的基本结构与工作原理；排气涡轮增压系统；涡轮增压器与发动机的特性匹配：车用增压发动机的性能：汽油机的增压技术。2）基本要求掌握发动机增压的基本概念和增压方式；了解涡轮增压器的基本结构与工作原理；了解发动机的排气涡轮增压系统；了解涡轮增压器与发动机的特性匹配；掌握排气涡轮增压对发动机性能的影响；了解汽油机增压的基本内容。2、实验、实习部分教学内容与要求（共2学时)：（一)汽油机负荷特性实验（综合性实验，1学时）目的：熟悉发动机台架试验方法和试验操作技能：了解当负荷变化时汽油机经济性指标的变化规律。内容：（1）制取标定转速下的负荷特性；（2）制取一条转速小于标定转速时的负荷特性。要求：全班分2组，按照试验指导书中的方法和步骤，依次在发动机台架上测取汽油机的负荷特性，试验进行中绘制监督曲线。试验后每组交1份试验记录，每人写1份试验报告。(二)柴油机调速特性实验（综合性实验，1学时）目的：熟悉发动机台架试验方法和试验操作技能；了解柴油机加装调速器后其性能指标随转速的变化规律
第七部分 发动机的排放与噪声控制 4 学时 1）教学内容 发动机排气中的主要污染物；汽油机主要污染物的生成机理和影响因素；汽油机的排放 控制；柴油机主要污染物生成机理和影响因素；柴油机的排放控制；排放测量与排放法规； 发动机噪声与测量。 2）基本要求 了解发动机排气中的主要污染物；掌握汽油机主要污染物的生成机理和影响因素；掌握 汽油机的排放控制方法；掌握柴油机主要污染物生成机理和影响因素；掌握柴油机的排放控 制方法；了解排放测量方法与排放法规；了解发动机噪声与测量方法。 第八部分 发动机特性 4 学时 1）教学内容 发动机的工况；发动机的负荷特性；发动机的速度特性；柴油机的调速特性；发动机的 万有特性；发动机的功率标定与大气修正；发动机实验。 2）基本要求 了解发动机的使用工况；了解发动机的台架试验方法；掌握发动机的负荷特性、速度特 性、调速特性、万有特性等运行特性曲线的试验制取及分析方法；了解发动机的功率标定与 大气修正方法。 第九部分 发动机的排气涡轮增压 2 学时 1）教学内容 发动机增压概述；涡轮增压器的基本结构与工作原理；排气涡轮增压系统；涡轮增压器 与发动机的特性匹配；车用增压发动机的性能；汽油机的增压技术。 2）基本要求 掌握发动机增压的基本概念和增压方式；了解涡轮增压器的基本结构与工作原理；了解 发动机的排气涡轮增压系统；了解涡轮增压器与发动机的特性匹配；掌握排气涡轮增压对发 动机性能的影响；了解汽油机增压的基本内容。 2、 实验、实习部分教学内容与要求（共 2 学时）： (一)汽油机负荷特性实验（综合性实验，1 学时） 目的：熟悉发动机台架试验方法和试验操作技能；了解当负荷变化时汽油机经济性指标 的变化规律。 内容：（1）制取标定转速下的负荷特性； （2）制取一条转速小于标定转速时的负荷特性。 要求：全班分 2 组，按照试验指导书中的方法和步骤，依次在发动机台架上测取汽油机 的负荷特性，试验进行中绘制监督曲线。试验后每组交 1 份试验记录，每人写 1 份试验报告。 (二)柴油机调速特性实验（综合性实验，1 学时） 目的：熟悉发动机台架试验方法和试验操作技能；了解柴油机加装调速器后其性能指标 随转速的变化规律
内容：（1）制取全负荷调速特性；（2）制取部分负荷调速特性。要求：全班分2组，按照试验指导书中的方法和步骤，依次在发动机台架上测取柴油机的调速特性，试验进行中绘制监督曲线。试验后每组交1份试验记录，每人写1份试验报告。四、教材及主要参考书教材：《汽车拖拉机发动机原理》：辛喆主编.中国农业大学出版社出版，2009参考书：1、《内燃机学》（第2版）.周龙保主编.机械工业出版社出版，20072、《汽车发动机原理教程》.刘峰，王建昕主编.清华大学出版社出版，20013、《汽车拖拉机发动机原理》（第3版）.董敬，庄志，常思勤编.机械工业出版社出版，20004、《发动机原理》，林学东主编.机械工业出版社出版，20085、汽车发动机原理.吴建华主编.机械工业出版社出版，20056、《内燃机构造与原理实验指导书与习题》，辛喆，张学敏主编.2006执笔人：辛喆审定人：2009年10月30日修订
内容：（1）制取全负荷调速特性； （2）制取部分负荷调速特性。 要求：全班分 2 组，按照试验指导书中的方法和步骤，依次在发动机台架上测取柴油机 的调速特性，试验进行中绘制监督曲线。试验后每组交 1 份试验记录，每人写 1 份试验报告。 四、教材及主要参考书 教材：《汽车拖拉机发动机原理》.辛喆主编.中国农业大学出版社出版，2009 参考书：1、《内燃机学》（第 2 版）.周龙保主编.机械工业出版社出版，2007 2、《汽车发动机原理教程》.刘峥，王建昕主编.清华大学出版社出版，2001 3、《汽车拖拉机发动机原理》（第 3 版）.董敬，庄志，常思勤编.机械工业出 版社出版，2000 4、《发动机原理》.林学东主编.机械工业出版社出版，2008 5、汽车发动机原理.吴建华主编.机械工业出版社出版，2005 6、《内燃机构造与原理实验指导书与习题》.辛喆，张学敏主编.2006 执笔人：辛喆 审定人： 2009 年 10 月 30 日修订