《发动机原理》课程教学大纲（本科）.docx

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1、发动机原理(Engine Principle)课程代码：04320450学分：1.5学时：20 （其中：讲课学时：16实验学时：4 ）先修课程：汽车构造适用专业：车辆工程教材：汽车拖拉机发动机；董敬；机械工业出版社；第3版一、课程目标侬:动机原期是车辆I程专业的专逅蹴程遽内容为锌发动机性能评价指标、 提高性能指标的途径、发动机的基本工作过程（换气过程及混合气形成和燃烧过程）、发 动机特性等，并介绍排气污染和噪声振动等知识。通过本课程的学习，使学生掌握内燃机 理论的基本知识，为学生从事相关专业工作打下理论基础。课程的具体目标如下：（1）知识方面1.1 了解发动机实际循环与评价指标1. 2 了解发

2、动机换气过程与混合气的形成和燃烧1. 3 了解发动机运行特性（2）能力与素质方面1.1 掌握内燃机的能量转换以及循环充量的原理和规律，即动力机械的动力输出与 能量利用问题；2. 2掌握内燃机的燃烧与料做问题，包括内燃机的燃烧过程、规律与有韵儆物及 噪声控制。3. 3掌握内燃机应用于汽车动力时具有重要影响的运行特性与性能调控问题。二 课程目标与专业毕业要求指标点的对应关系本课程支持的毕业要求指标点如下：毕业要求指标点1-5.掌握车辆工程专业知识，能够建立模型解决车辆工程 领域复杂工程问题。（0.2）2、了解（或熟悉）测功机的特性和工作原理，掌握测功机的操作方法。3、了解（或熟悉）制取发动机的负荷

3、特性的方法、步骤与基本操作技术。4、了解柴油机（或汽油机）当转速不变时，燃油消耗率be，每小时油耗量B,排气温 度5随负荷K （或Pme）变化的规律。二 实验仪器 设备及材料测功机（水力或电力）一台，柴油机或汽油机（单缸或多缸）一台，转速表（机械式或 数字式）一只，温度计（排气温度、水温、油温）假设干只，机油压力表，天平（或自动油耗 测量仪），秒表，计算器一只，工具一套。三、实验条件、步骤及考前须知（-）实验条件1、安排柴油机（或汽油机）各参数（供油提前角或点火提前角、喷油压力、供油量、 配气相位、气门间隙等）到规定值，紧固各连接螺栓，使发动机处于最正确技术状态。2、起动发动机后，使发动机运转

4、到正常工作状况。（-）实验步骤及考前须知选取制取负荷特性的转速值。并逐步加载，使发动机在选定转速下到达初步稳定的热平衡状态。7变Tq 3;81、起动柴油机（或汽油机），看油压正常否，有无漏气、漏水、漏油现象，发动机响 声正常否，如有不正常情况应排除后，方能计速。2、观察发动机的转速（1%）,水温、机油 温度和压力以及排温，是否到达规定值，只有达 到规定值时，才能进行实验。3、把柴油机（或汽油机）的转速保持在选 定转速，逐渐增加负荷，第一次增加负荷后，调 节油门，待发动机稳定运转在选定转速下时，测 量一次油耗G所用时间At,并计算出Pe、be、B的值，记录于表中。再增加负荷，重复上述步骤。图：负

5、荷特性实验曲线趋势4、也可以从大负荷测试到低负荷。测量点最少不小于六点，取八个实验点较好。5、测试完成后，按规定将柴油机（或汽油机）熄火，整理现场。四、思考题1、在坐标纸上以be、B、tr为纵坐标，以Pc为横坐标绘制出被实验的发动机在选定转速时的负荷特性曲线。2、你认为做好柴油机(或汽油机)负荷特性实验的要点是什么？3、根据实验所绘出的特性曲线，简明分析评价你所实验发动机的性能。附：发动机负荷特性实验记录表发动机型号：测功机型号：燃油规格：大气压力：大气温度：大气湿度：实验地点：实验人员：实验日期：实 验 顺 序发动 机转 速n(r/min)有效 扭矩Ttq(N M)有效 功率 Pe(kw)平

6、均 有效 压力Pme (kpa)测 试 用 油 量 G (g)经 历 时 间 At(s)耗油 量B(kg/h)有效燃油消 耗率 be (g/kw h)冷 却 水 温tv ()J-lh 气 温 度 tr ()六、课程考核与毕业要求达成度计算(一)考核方式考核方式或途径考核要求考核权重备注课堂表现出勤率及上课纪律0.1实验实验报告0.1期末考试闭卷0.8注：1 .考核方式或途径主要包括课堂表现、实验、平时作业、阶段测试、期 中考试、期末考试、大作业、小论文、工程设计和作品等。2 .考核要求包括作业次数、考试方式(开卷、闭卷)、工程设计要求等。3 .实验工程考核要求需说明对预习报告、实验操作、实验报

7、告等考核要求。4 .考核权重指该考核方式或途径在总成绩中所占比重。（二）本课程毕业要求达成度计算1.计算方法：课程成绩=平时X 10%+实验X 10%+期末考试义80%。课程支捍指标点平均分课程支撑毕业要求指标点对应的总分课程对某毕业要求指标点的达成度计算方法：评价值=目标值（权重值）X 七、参考书目及学习资料汽车拖拉机发动机第3版，董敬等，机械工业出版社，2009 现代汽车发动机原理，赵丹平等，北京大学出版社，2010八 大纲说明1 .采用多媒体教学手段，建议采用讲授、讨论相结合，多种教学手段综合运用。2 .课程在第五学期开课，先期学习过汽车构造。毕业要求指标点5-2.能够选择恰当的材料与技

8、术来解决车辆工程领域的 复杂问题。（0.2）毕业要求指 标点 课程目标、毕业要 求指标 点1.5毕业要 求指标 点5.2课程目标1.1q课程目标1.2q课程目标1.3课程目标2.1课程目标2.2课程目标2.3三、课程内容及要求第一章发动机的性能本章支持课程目标：1.1 了解发动机实际循环与评价指标（一）教学内容与教学方法发动机实际循环与性能指标（讲授+讨论）（二）知识、能力与素质等方面的教学要求（1）掌握四冲程发动机的实际循环与理论循环的差异及其原因；（2）掌握发动机的性能指标及其影响因素；（3）熟悉对发动机热平衡的分析；了解发动机循环的热力学模型。（三）重点与难点1 .重点发动机理论循环概述

9、发动机燃烧热化学发动机实际循环与热损失发动机性能指标机械损失发动机热平衡发动机循环的热力学模型2 .难点发动机实际循环与热损失发动机性能指标机械损失第二章发动机的换气过程本章支持课程目标：1.2 了解发动机换气过程与混合气的形成和燃烧（一）教学内容与教学方法发动机换气过程（讲授+视频）（二）知识、能力与素质等方面的教学要求（1）掌握四冲程发动机的换气过程、换气损失和充量系数的概念；（2）掌握影响充气效率因素的分析；（3）掌握提高充气效率、减少换气损失的措施。了解发动机进气管动态效 应。（三）重点与难点1 .重点发动机换气过程发动机换气损失和泵气损失发动机换气过程性能指标影响充量系数的因素提高发

10、动机充量系数的措施进气管动态效应2 .难点发动机换气过程发动机换气损失和泵气损失第三章汽油机混合气的形成和燃烧本章支持课程目标：1.2 了解发动机换气过程与混合气的形成和燃烧（一）教学内容与教学方法汽油机预混合气形成与燃烧（讲授+视频）（二）知识、能力与素质等方面的教学要求（1）熟悉电控汽油喷射发动机的优点、类型；（2 ）掌握多点喷射混合气形成过程及工况对混合气浓度的影响；（3）掌握汽油机的正常燃烧过程及不正常燃烧现象；（4） 了解汽油机的不规那么燃烧；（5）掌握影响燃烧过程的因素；（6）掌握汽油机燃烧室的基本类型；（7） 了解新型燃烧室的结构和特点。（三）重点与难点1 .重点预混合气形成与火

11、焰传播汽油机的燃烧过程汽油机的不正常燃烧影响燃烧过程的因素汽油机的燃烧室2 .难点汽油机的燃烧过程第四章柴油机混合气的形成和燃烧本章支持课程目标：1.2 了解发动机换气过程与混合气的形成和燃烧（一）教学内容与教学方法柴油机的雾化与燃烧（讲授+视频）（二）知识、能力与素质等方面的教学要求（1） 了解柴油的雾化特性，柴油机燃烧室的分类、特点和对燃烧的影响（2） 了解柴油机电控燃油喷射技术的特点；（3）掌握柴油机混合气的形成过程和燃烧过程，柴油机的喷射，影响柴油 机燃烧过程的因素和改善措施。（三）重点与难点1 .重点柴油的雾化与混合气的形成方式柴油机的燃烧过程柴油机燃油系统工作特性柴油机的燃烧室柴油

12、机电控燃油喷射技术2 .难点柴油的雾化与混合气的形成方式柴油机的燃烧过程第五章排气污染与控制本章支持课程目标：2. 2掌握内燃机的燃烧与排放问题，包括内燃机的燃烧 过程、规律与有害排放物及噪声控制。（一）教学内容与教学方法发动机排放污染与控制（讲授+讨论）（二）知识、能力与素质等方面的教学要求（1）掌握发动机排放有害成分组成；（2）理解这些有害成分的危害方式，主要有害物的物理化学变化；（3） 了解汽油机、柴油机排放特性；（4）理解有害排放控制具体措施；掌握国内排放标准的具体内容。（三）重点与难点1 .重点大气污染及发动机排放污染物生成机理及影响因素污染物排放控制排放法规2 .难点污染物生成机理

13、及影响因素污染物排放控制第六章发动机的特性本章支持课程目标：2. 3掌握内燃机应用于汽车动力时具有重要影响的运行 特性与性能调控问题。（一）教学内容与教学方法发动机特性（讲授+视频+讨论）（二）知识、能力与素质等方面的教学要求（1）掌握发动机特性的概念及其分析方法；（2）通过教学试验，使学生了解发动机台架测试设备、数据采集系统；（3）掌握发动机特性试验的方法；（4）初步具备组织发动机某些专项性能试验以及数据处理的能力。（三）重点与难点1 .重点发动机工况发动机负荷特性发动机速度特性发动机万有特性发动机转矩特性柴油机调速特性发动机功率标定及大气修正2 .难点发动机负荷特性发动机速度特性第七章发动

14、机性能实验本章支持课程目标：2. 3掌握内燃机应用于汽车动力时具有重要影响的运行 特性与性能调控问题。(一)教学内容与教学方法发动机性能实验(讲授+演示)(二)知识、能力与素质等方面的教学要求(1)掌握功率试验、负荷特性试验、万有特性试验、机械损失功率试验、 起动试验、怠速试验等性能试验的条件与方法；(2) 了解发动机台架试验系统的组成；(3)理解水力测功机、电力测功机和电涡流测功机的工作原理；(4)掌握水力测功机的操作规范，了解试验环境系统涉及的所有内容。(三)重点与难点.重点发动机试验条件与方法试验装置1 .难点发动机试验条件与方法第八章发动机增压本章支持课程目标：2.1掌握内燃机的能量转

15、换以及循环充量的原理和规 律，即动力机械的动力输出与能量利用问题；(一)教学内容与教学方法发动机增压(讲授)(二)知识、能力与素质等方面的教学要求(1)熟悉涡轮增压器的结构和工作原理；(2)掌握离心式涡轮增压器的原理和增压发动机的特点；(3)理解涡轮增压器与发动机的匹配；了解气波增压及谐波增压的工作原理。(三)重点与难点.重点增压概述废气涡轮增压气波增压器汽油机增压1 .难点废气涡轮增压四、学时分配及教学方法及对指标点的支撑注：1.教学形式主要包括讲授、讨论、上机、实验、实习、设计等类别。章（按序填写）学时分配教学形式对指标点的支撑讲课实验上机课外小计第一章22讲授1.5第二章22讲授1.5第

16、三章22讲授1.5、5.2第四章22讲授1.5、5.2第五章22讲授1.5第八尾246讲授、实验5.2第七章22讲授5.2第八章22讲授1.5、5.2合计164202.课外学时是否计入总学时依据培养计划而定。五 本课程开设的实验工程（一）实验工程编号实验工程名称学时类型要求备注1四冲程发动机的速度特性实验2综合性必做2四冲程发动机的负荷特性实验2综合性必做注：1 .类型指验证性、综合性、设计性等；2.要求指必做、选做。实验一四冲程发动机的速度特性实验一、实验目的和任务1、了解发动机在油门开度一定时，发动机扭矩Ttq、功率已、有效燃油消耗率be和小时耗油量B随发动机转速0变化而变化的规律，从而确

17、定发动机工作时的最正确转速范围。2、熟悉发动机速度特性的制取方法。二、实验仪器 设备及材料测试用发动机、测功机（水力或电力测功机），油耗和转速测定装置，秒表，气压计，大气温度计，常用工具等各一套。三、实验条件、步骤及考前须知(一)实验条件在实验过程中，假设把油门开度置于最大位置，那么所测特性为外特性，否那么便是局部负荷 速度特性。因此，制取速度特性时应把油门开度置于某一确定的位置。维持发动机的冷却水 温、机油温度和机油压力在正常的工作范围内。汽油机点火时间由自动点火提前角安排装置控制。柴油机的供油时间由喷油提前角自动 调节器控制。(-)实验步骤1、首先对所用设备及仪表进行仔细检查，必要时进行保

18、养。2、对被测试作起动前的例行保养。然后起动发动机，使其运转至正常技术状态。3、按部位分工后，开始进行实验；将油门固定在某一确定的开度，使发动机满负荷稳 定运转在最低转速处。此时，即为实验的起点。测取并记录耗一定量燃油AV毫升所需要的 时间t、测功机读数P和转速n,然后，操纵测功机依次减小发动机的负荷，使其转速逐渐 增加，并根据所选择的转速间隔，使发动机稳定工作在某一转速处。这时，再测取并记录耗 油AV所需时间t、测功机读数P值及此时的转速。注意：最后测点应以发动机功率开始下降为准，对于带有限速器的汽化器，那么应以限速 器开始起作用为最后测点。4、在制取每一点时，均需记录发动机水温、机油温度及

19、机油压力等参数。为了及时掌握实验进行的准确性，作监督曲线如下图：5、根据原始数据，逐点算出q、Pe、B、be值，并绘制被测发动机速度特性曲线。6、在实验开始和结束时，应分别观察并记录大气状态：压力，温度，相对湿度。如不 符合“GB”规定标准，那么应对计算结果加以修正。四 思考题1、整理计算所测实验数据，绘制被测发动机的速度特性曲线，并作特性变化规律的分 析。2、分析实验过程中出现的主要问题有哪些？这些问题对测量结果有何影响？3、根据试验数据和曲线，分析内燃机动力、经济性能变化规律及原因。4、大气压力、大气温度和相对温度对试验结果有何影响？5、汽车在实际运行中，什么时候内燃机工作在速度特性之下？Pebe图速度特性实验监督曲线附：发动机速度特性实验记录表发动机型号:测功机型号:燃油规格:大气压力:大气温度:大气湿度:实验地点:实验人员:实验日期:实发动有效有效平均测经耗油有效燃油消冷排验机转扭矩功率有效试历量耗率却气顺速TtqPc压力用时Bbe水温序n(N M)(kw)Pme油间(kg/h)(g/kw h)温度(r/min)(kpa)量AtwtrGt()()(g)(s)实验二四冲程发动机的负荷特性实验一、实验目的和任务1、通过实验，找出发动机在不同负荷下工作时的动力性与经济性的变化规律。