1、 1、课程的性质、地位和任务、课程的性质、地位和任务 内燃机原理是研究内燃机混合气的形成、燃料的燃烧过程、燃烧过程中热量传递、热功转换效率和转换中的各种损失的一门科学。是将来从事内燃机设计的专业理论课,是车辆工程、交通运输专业的一门专业必修课。该课程的任务是:根据内燃机的工作过程,研究对燃料在燃烧过程中的热量传递、热功转换效率以及在热功转换中各种损失的影响因素;从而探索提高热效率、节约能源和降低排放污染(节能减排)的途径,提高整机性能。2、课程教学的基本要求、课程教学的基本要求 该课程适宜安排在,汽车构造等专业课结束之后进行。教学内容上与相关课程紧密衔接。课程应力求使学生弄清基本概念和基本理论
2、,使学生能够利用基本理论知识探索提高热效率、节约能源、降低排放污染的途径。由于该课程的理论性较强,与汽车构造知识的衔接性较强,因此教师在授课中会不断地提醒学生注意复习所学课程相关知识。3、教材、教材 专业课知识的传授必须与时俱进,反应该课程领域的最先进知识。但由于教材知识的滞后性,讲课内容与次序不可能完全按教材进行,必须随时增添新的结构、论点、定义。4、学习、学习 要求学生掌握每次讲课的概念、定义、公式和重点,课前预习和课后复习,并预习相关课程内容。5、其他、其他 课堂考勤、提问、测验、实验记入平时成绩。平时成绩占总成绩30%,期末成绩占总成绩70%。目录绪论绪论第一章:气体工质的热力性质第一
3、章:气体工质的热力性质第二章:气体的比热第二章:气体的比热第三章:示功图和性能指标第三章:示功图和性能指标第四章:燃料与燃烧第四章:燃料与燃烧第五章第五章:内燃机的工作循环与机械损失内燃机的工作循环与机械损失第六章:第六章:换气过程换气过程第七章第七章:汽油机的燃烧过程汽油机的燃烧过程第八章第八章:柴油机燃烧过程柴油机燃烧过程第九章:第九章:汽油机混合气的形成汽油机混合气的形成第十章:第十章:柴油机混合气的形成及燃烧室柴油机混合气的形成及燃烧室第十一章:柴油机燃油喷射第十一章:柴油机燃油喷射第十二章:内燃机试验第十二章:内燃机试验第十三章:内燃机特性第十三章:内燃机特性 机械能的获得有很多方法
4、(风能、太阳能、原子核机械能的获得有很多方法(风能、太阳能、原子核能等)所有这些获得机械能的机器称之为发动机,而内能等)所有这些获得机械能的机器称之为发动机,而内燃机是其中的一种,而且属于热机(热能转换为机械能)燃机是其中的一种,而且属于热机(热能转换为机械能)的一种。下面介绍有关热工基础知识。的一种。下面介绍有关热工基础知识。工程热力学:工程热力学:研究研究热能与机械能之间转换规律的科学。热能与机械能之间转换规律的科学。传热学:传热学:是是研究热量传递研究热量传递规律的科学。规律的科学。目的目的:研究热能转化为机械能的规律和转换效率。研究热能转化为机械能的规律和转换效率。绪论内燃机内燃机优点
5、:优点:热效率高,达热效率高,达30-46%;功率范围广;功率范围广0.59-4104kW,转速范围,转速范围90-10000r/min,适,适用范围宽广;比质量较小,便于移动;启动迅速,用范围宽广;比质量较小,便于移动;启动迅速,操作简便,机动性强;运行维护比较简便。操作简便,机动性强;运行维护比较简便。缺点:缺点:燃料要求高;单机功率受间歇换气和制燃料要求高;单机功率受间歇换气和制造制约;低速时转矩小;不能反转;噪声和造制约;低速时转矩小;不能反转;噪声和尾气污染环境。尾气污染环境。现在现在电动机:电动机:虽然高效无污染,但成本非常高。虽然高效无污染,但成本非常高。第一节:基本概念第一节:
6、基本概念热力系统:热力系统:热力学中所指明的要研热力学中所指明的要研究的对象即为热力系统究的对象即为热力系统。外界:外界:与与热力系统有关的热力系统有关的周围物质周围物质,统称为外界统称为外界。系统和外界之间的分。系统和外界之间的分界面界面称边界(可以是真实的、虚构称边界(可以是真实的、虚构的、固定的或移动的)。的、固定的或移动的)。第一章:气体工质的热力性质第一章:气体工质的热力性质 闭口系统和开口系统:闭口系统和开口系统:系统系统和外界间无物质交换,称为和外界间无物质交换,称为闭口系统;反之为称为开口闭口系统;反之为称为开口系统。系统。绝热系统:绝热系统:与外界没有热量与外界没有热量交换的
7、系统称绝热系统;交换的系统称绝热系统;孤立系统:孤立系统:与外界既无能量与外界既无能量交换又无质量交换的系统称交换又无质量交换的系统称为孤立系统。为孤立系统。第二节:气体工质的基本状态参数工质工质:在热机中实现热能和机械在热机中实现热能和机械能相互转换的工作物质能相互转换的工作物质。热力平衡状态热力平衡状态:系统中气体各部系统中气体各部分的压力、温度均匀一致,不分的压力、温度均匀一致,不随时间而变化的状态。随时间而变化的状态。热力过程:热力过程:过程是热力系统从过程是热力系统从一个状态向另一个状态变化时一个状态向另一个状态变化时所经历的全部状态的总和。所经历的全部状态的总和。n可逆过程和不可逆
8、过程:可逆过程和不可逆过程:无温差传热无摩擦无温差传热无摩擦的平衡过程才具有可逆性。的平衡过程才具有可逆性。状态参数状态参数:标志气体热力状态的各标志气体热力状态的各物理量物理量。常。常用的状态参数主要有用的状态参数主要有6个(压力、温度、比容、个(压力、温度、比容、内能、焓和熵)。内能、焓和熵)。一、压力:气体气体在单位面积上的垂直作用力。在单位面积上的垂直作用力。气体分子的热运动对容器频繁撞击的总结果称为压气体分子的热运动对容器频繁撞击的总结果称为压力力。面面积积上上的的压压力力。作作用用在在面面积积;压压力力;式式中中:SF S-P (kPa)SFp 气体施于容器壁的实际压力称为绝对压力
9、P,压力表测得的数值为表压力Pg。当绝对压力低于大气压力P0时,绝对压力与大气压力P0的差值称为真空度。当PP0时,P=P0+Pg;P0时,时,dq0为工质吸热过为工质吸热过程;程;当当ds0时,时,dq0为工质放热过为工质放热过程。程。由式由式ds=dq/T可知,可知,dqdsT,对该式积分为,对该式积分为;k)(kj/kg 21sstdsq即热力过程中工质获得的热量等于微熵与即热力过程中工质获得的热量等于微熵与温度乘积的积分。温度乘积的积分。以以S为横坐标,为横坐标,T为纵坐标绘出的为纵坐标绘出的T=f(s)曲线图,称为曲线图,称为温熵图温熵图,起点,起点1和终点和终点2下面所下面所包围的面积为工质获得的热量。包围的面积为工质获得的热量。在气体状态在气体状态T、P、一定时,一定时,S也一定。也一定。