发动机原理讲义
发动机原理讲义
参考书目 邢海涛13514493008,3527341 《汽车拖拉机发动机》|董敬(教材) 《汽车构造》(上册)陈家瑞机械工业出版社201 《工程热力学》 陈贵堂北京理工出版社1998 《内燃机学》 周龙保机械工业出版社2004 《内燃机原理》 蒋德明中国农业机械出版社1988 《内燃机原理》 刘永长华中理工出版社 1992
参考书目 邢海涛 13514493008，3527341 《汽车拖拉机发动机》 董敬（教材） 《汽车构造》（上册） 陈家瑞 机械工业出版社 2001 《工程热力学》 陈贵堂 北京理工出版社 1998 《内燃机学》 周龙保 机械工业出版社 2004 《内燃机原理》 蒋德明 中国农业机械出版社 1988 《内燃机原理》 刘永长 华中理工出版社 1992
教师信息 信息 韩永强13604409792hanyu@jlu.edu.cn471738860 ·讲课缺点 内容多(重点不突出);思维跳跃(容易跑题);板书乱、语速快 ·拟改正方法 每章后给大家电子版讲义;挑重点讲(常识性的,考试的) ·奖励 笔记,不考勤(若强烈要求),不计入成绩(即使强烈要求) 目标: 希望大家能了解更多的发动机基本和前沿知识并成为大家的朋友
教师信息 • 信息 – 韩永强 13604409792 hanyq@jlu.edu.cn 471738860 • 讲课缺点 – 内容多（重点不突出）；思维跳跃（容易跑题）；板书乱、语速快 • 拟改正方法 – 每章后给大家电子版讲义；挑重点讲（常识性的，考试的） • 奖励 – 笔记，不考勤（若强烈要求），不计入成绩（即使强烈要求） • 目标： – 希望大家能了解更多的发动机基本和前沿知识并成为大家的朋友
讲授主线及分值分布 ·提出发动机的性能指标(t、i、e)、工作循环历 程、各种指标的计算方法(一二章)20-25分; 介绍燃料特性、燃烧机理、燃烧反应热化学计算, 明确为何分为汽油、柴油两种(三章),10-15; 据燃料特性讲授汽油机、柴油机的混合气形成,燃 烧组织方式,相应的结构措施,各个参数对燃烧、 性能的影响规律(四五章)25-30; ·综合上述知识讲授发动机实际工作中的特性及各种 运行指标对特性的影响(六章)25-30分; 有害物排放与控制简介(前沿技术简介)5-10分
讲授主线及分值分布 • 提出发动机的性能指标（t、i、e）、工作循环历 程、各种指标的计算方法（一二章）20-25分； • 介绍燃料特性、燃烧机理、燃烧反应热化学计算， 明确为何分为汽油、柴油两种（三章），10-15； • 据燃料特性讲授汽油机、柴油机的混合气形成，燃 烧组织方式，相应的结构措施，各个参数对燃烧、 性能的影响规律（四五章）25-30； • 综合上述知识讲授发动机实际工作中的特性及各种 运行指标对特性的影响（六章）25-30分； • 有害物排放与控制简介（前沿技术简介）5-10分
第一章发动机的性能指标 定义及意义 评价发动机优劣的依据(优秀学生干部;超女、亚姐;帅哥VS好发动机 ·按来源分 理论指标:基于理论循环得出的动力性、经济性指标 指示指标:基于缸内实际循环得出的动力性、经济性指标; 有效指标(实用指标):发动机实际运行中所表现出的各种性能指标。 ·按评价内容分 动力性: Pe ttq n 经济性指标:热效率,b,B; 排放指标:Nox、PM、CO、HC,臭味 运行指标:冷启动、噪声、 加工工艺:可靠性、耐久性、成本 决定因素:工作循环过程(燃烧组织)、后处理
第一章 发动机的性能指标 • 定义及意义 – 评价发动机优劣的依据（优秀学生干部；超女、亚姐；帅哥VS好发动机） • 按来源分 – 理论指标：基于理论循环得出的动力性、经济性指标； – 指示指标：基于缸内实际循环得出的动力性、经济性指标； – 有效指标（实用指标）：发动机实际运行中所表现出的各种性能指标。 • 按评价内容分 – 动力性：Pe Ttq n – 经济性指标：热效率，b，B； – 排放指标：NOx、PM、CO、HC，臭味 – 运行指标：冷启动、噪声、 – 加工工艺：可靠性、耐久性、成本 • 决定因素：工作循环过程（燃烧组织）、后处理
第一章发动机的性能 发动机优劣对比(综合性) Benz W12 (20Y) s195(2WY) 动力性 160kW 14KW 经济性 197g/KWh(30L/h) 230g/kWh(2L/h) 排放 欧Ⅳ0.32kgh)Nox,欧5?(021kg/h) 2a/kW. h 15a/kWh 使用特性 35W 2.5K
第一章 发动机的性能 • 发动机优劣对比（综合性） Benz W12 (20/Y) S195 (2W/Y) 动力性 160kW 14kW 经济性 197g/kWh（30L/h） 230g/kWh（2L/h) 排放 欧IV(0.32kg/h) Nox， 2g/kW.h 欧-5？(0.21kg/h) 15g/kWh 使用特性 35W 2.5K
$11发动机理论循环 理论循环的定义(What、How、Why) 在一定的简化条件下将发动机的实 际工作循环按燃烧过程不同抽象为 几种典型的热力学可描述的过程 用于获得某些的性能评价指标及各 种参数对该指标的影响规律
$1.1 发动机理论循环 • 理论循环的定义（What、How、Why） –在一定的简化条件下将发动机的实 际工作循环按燃烧过程不同抽象为 几种典型的热力学可描述的过程， 用于获得某些的性能评价指标及各 种参数对该指标的影响规律
$1.1发动机理论循环 简化条件 封闭循环 排气、吸气过程为定容放热,无物质交换; 绝热 压缩过程、膨胀过程为绝热(等嬷),不考虑传热 损失; 热源加热 燃烧过程为瞬时热源加热(定容或定压),不考虑 燃烧过程的时间接关 一理想工质 ·工质为空气、不考虑成份变化及数量变化; 可逆过程 循环中无能量的损失只有能量的转换,总熵产为0, 可用热力学的循环来表示
$1.1 发动机理论循环 • 简化条件 – 封闭循环 • 排气、吸气过程为定容放热，无物质交换； – 绝热 • 压缩过程、膨胀过程为绝热（等熵），不考虑传热 损失； – 热源加热 • 燃烧过程为瞬时热源加热（定容或定压），不考虑 燃烧过程的时间损失； – 理想工质 • 工质为空气、不考虑成份变化及数量变化； – 可逆过程 • 循环中无能量的损失只有能量的转换，总熵产为0， 可用热力学的循环来表示
$11发动机理论循环 ·分类(燃烧+几种) 定容循环(汽油机) 燃烧迅速、上止点(定容:余隙容积)加热。 定压循环(大型柴油机) 上止点后燃烧、加热缓慢,放热量导致的压力增加 与容积增大引起的压力下降抵消,压力维持不变 混和循环(车用高速柴油机) 一部分(预混和燃烧)定容燃烧、一部分(扩散燃 烧)定压
$1.1 发动机理论循环 • 分类（燃烧+几种） – 定容循环（汽油机） • 燃烧迅速、上止点（定容：余隙容积）加热。 – 定压循环（大型柴油机） • 上止点后燃烧、加热缓慢，放热量导致的压力增加 与容积增大引起的压力下降抵消，压力维持不变。 – 混和循环（车用高速柴油机） • 一部分（预混和燃烧）定容燃烧、一部分（扩散燃 烧）定压
$1.1发动机理论循环 典型热力学过程 表达形式:PV图,TS图 状态方程(理想气体):P=nRT,P为压力,V为体积,n气体的摩尔量,R与气体成 份相关的热力学常数,T温度 可能涉及到的热力学过程为:等熵、等温(燃烧温度控制:NOx、 热负荷)、定容、定压 ●TS图中定容过程曲线的斜率: ;定压 过程曲线斜率:d7 ds ZCn因为Cp>Cr所以定 容曲线陡峭,而定压过程曲线较平缓。 对于PV图等熵过程P=C即P=P();等 温过程:P=C,等温斜率小
$1.1 发动机理论循环 • 典型热力学过程 表达形式：P-V 图，T-S 图 状态方程（理想气体）： PV = nRT ，P 为压力，V 为体积，n 气体的摩尔量，R 与气体成 份相关的热力学常数，T 温度 典型热力过程在 P-V、T-S 图中的表现及特点 ⚫ T-S 图中定容过程曲线的斜率： C v T dS dT = ；定压 过程曲线斜率： C p T dS dT = ；因为Cp Cv 所以定 容曲线陡峭，而定压过程曲线较平缓。 ⚫ 对于 P-V 图等熵过程 K K V V PV C P P ( ) 2 1 = 2 = 1 即 ；等 温过程： PV = C ，等温斜率小 可能涉及到的热力学过程为：等熵、等温（燃烧温度控制：NOx、 热负荷）、定容、定压
