内燃机原理教案

重庆科创职业学院课程授课方案（教案）课程名称内燃机原理年级教研室汽车制造装配任课教师职务教师职称重庆科创职业学院教务处制课程绪论教学顺序21授课时数2授课班级教具多媒体授课方法讲授教学目的1.介绍《内燃机原理》这门课程的研究对象2.介绍内燃机的发展历史3.介绍这门课作为自考课程，学习的重要性教学重点和难点1.《内燃机原理》课程的研究内容2.引起学生对自考课程的重视提要教学内容、方法和过程课程内容阐述和分析了内燃机的工作过程和工作原理；指出了提高内燃机性能的方向和途径；提供了内燃机技术计算的方法和工具；是汽车类专业，特别是动力机械及工程专业的重要专业课，也是我们班级的自考课程。一、内燃机的过去、现在与未来1、内燃机的孕育2、内燃机及汽车的诞生3、车用内燃机的发展：1）20世纪60年代内燃机技术上的重要标志2）20世纪70年代内燃机技术上的重要标志3）20世纪80年代、90年代初内燃机技术上的重要标志4、车用内燃机的未来1）高经济性2）低公害5、中国汽车、内燃机发展史二、内燃机的优缺点优点：31、热效率高2、功率覆盖面大、转速范围宽3、结构紧凑，比重量较小，便于移动4、起动迅速，操作简便，并能在起动后很快达到全负荷运行5、加速性能良好，转矩输出较大6、对后勤保障要求不高7、制造工艺要求并不十分高难8、使用的材料比较一般9、能适应不同配套机具的需要，且不受使用环境和场所的严格限制10、具有较长的使用寿命，操作、维修技术比较简单，价格相对比较低廉11、在柴油机上略加改造，还可以使用多种燃料和劣质燃料缺点：1、对燃料要求比较高2、由于不能消除往复运动质量，因而振动较大，且转速难以进一步提高3、低速时转矩小，内燃机动力机械一般都需要配备变速装置4、内燃机在国民经济的各个领域中，产量和保有量极大，对环境的污染严重三、内燃机在国民经济中的应用四、内燃机面临能源与环境的严峻挑战1、能源短缺，有开发新能源的迫切要求2、环境污染严重地制约了经济的发展，是一个亟待解决的问题五、课堂总结课程绪论教学顺序14授课时数2授课班级教具多媒体授课方法讲授教学目的1.介绍内燃机的基础知识教学重点和难点1.内燃机的基本结构和术语；2.内燃机的工作原理提要教学内容、方法和过程一、内燃机的分类热机——将燃料燃烧释放出来的热能转变为机械能的一种能量转换装置。外燃机——燃料燃烧释放出来的热能通过其他介质转变为机械能的能量转化装置。内燃机——燃料在机器气缸内部进行燃烧，工质被加热并膨胀作功，直接将所含的热能转变为机械能的能量转换装置。1）按所用燃料分类汽油机、柴油机、天然气发动机、液化石油气发动机、酒精发动机、双燃料发动机、灵活燃料发动机2）按着火方式分类压燃式、点燃式3）按冲程数分类四冲程内燃机、二冲程内燃机二、内燃机产品名称和型号编制规则三、内燃机的基本结构及术语四、内燃机的工作原理四冲程内燃机的工作原理：1）进气行程2）压缩行程53）膨胀行程（作功行程）4)排气行程二冲程内燃机的工作原理：•单缸二冲程柴油机的工作原理•单缸二冲程汽油机的工作原理五、练习柴油机6135的活塞行程S=140mm，气缸直径D=135mm，求该柴油机的曲柄半径R、气缸工作容积Vs和排量VL。六、课堂总结课程绪论教学顺序61授课时数2授课班级教具多媒体授课方法讲授教学目的4.介绍《内燃机原理》这门课程的研究对象5.介绍内燃机的发展历史6.介绍这门课作为自考课程，学习的重要性教学重点和难点3.《内燃机原理》课程的研究内容4.引起学生对自考课程的重视提要教学内容、方法和过程课程内容阐述和分析了内燃机的工作过程和工作原理；指出了提高内燃机性能的方向和途径；提供了内燃机技术计算的方法和工具；是汽车类专业，特别是动力机械及工程专业的重要专业课，也是我们班级的自考课程。一、内燃机的过去、现在与未来1、内燃机的孕育2、内燃机及汽车的诞生3、车用内燃机的发展：1）20世纪60年代内燃机技术上的重要标志2）20世纪70年代内燃机技术上的重要标志3）20世纪80年代、90年代初内燃机技术上的重要标志4、车用内燃机的未来1）高经济性2）低公害5、中国汽车、内燃机发展史二、内燃机的优缺点优点：71、热效率高2、功率覆盖面大、转速范围宽3、结构紧凑，比重量较小，便于移动4、起动迅速，操作简便，并能在起动后很快达到全负荷运行5、加速性能良好，转矩输出较大6、对后勤保障要求不高7、制造工艺要求并不十分高难8、使用的材料比较一般9、能适应不同配套机具的需要，且不受使用环境和场所的严格限制10、具有较长的使用寿命，操作、维修技术比较简单，价格相对比较低廉11、在柴油机上略加改造，还可以使用多种燃料和劣质燃料缺点：1、对燃料要求比较高2、由于不能消除往复运动质量，因而振动较大，且转速难以进一步提高3、低速时转矩小，内燃机动力机械一般都需要配备变速装置4、内燃机在国民经济的各个领域中，产量和保有量极大，对环境的污染严重三、内燃机在国民经济中的应用四、内燃机面临能源与环境的严峻挑战1、能源短缺，有开发新能源的迫切要求2、环境污染严重地制约了经济的发展，是一个亟待解决的问题五、课堂总结课程第二章内燃机工作循环教学顺序18授课时数4授课班级教具多媒体授课方法讲授教学目的1.介绍内燃机理想循环教学重点和难点1.内燃机理想循环的模型2.内燃机实际循环与理想循环的对比提要教学内容、方法和过程§2－1内燃机理想循环一、理想循环的简化假设（1）工质是一种理想气体，在整个循环中保持物理及化学性质不变，其状态参量的变化完全遵守气体状态方程PV=mRT。（2）不考虑实际存在的工质更换以及漏气损失，工质数量保持不变，循环是在定量工质下进行的。（3）把气缸内工质的压缩和膨胀看成是完全理想的绝热等熵过程，工质与外界不进行热交换，工质比热容为常数。（4）用假想的定容放热和定容或定压加热来代替实际的换气和燃烧过程。二、非增压内燃机理想循环1、定容加热理想循环2、等压加热理想循环3、混合加热理想循环三、涡轮增压内燃机理想循环1、脉冲涡轮增压内燃机的理想循环2、定压涡轮增压内燃机的理想循环四、课堂总结课程第二章内燃机工作循环教学顺序91授课时数4授课班级教具多媒体授课方法讲授教学目的1.介绍内燃机理想循环的热效率2.介绍内燃机实际循环教学重点和难点1.内燃机理想循环的热效率计算2.内燃机实际循环与理想循环的对比提要教学内容、方法和过程§2－2内燃机理想循环热效率一、热效率公式根据循环热效率的定义，导出内燃机理想循环热效率的通用表达式：热效率、影响因素：1、空气冷却的影响2、废气能量利用的影响3、混合加热理想循环二、非增压内燃机理想循环1、定容加热理想循环2、等压加热理想循环3、混合加热理想循环§2－3内燃机实际循环实际循环有较多的损失，热效率较低，作功也较少，具体表现在以下五个方面：1、工质不同)72(11111111110kkkkckkTkkTkkkkkckt102、气体流动阻力3、传热损失4、燃烧不及时、后燃及不完全燃烧损失5、漏气损失一、压缩过程1、压缩过程的作用2、理想循环和实际循环压缩过程比较3、压缩比的选择4、多变指数的确定5、压缩终点的状态参数二、燃烧过程三、膨胀过程1、多变指数的确定2、膨胀终点的状态参数四、换气过程五、课后题思考题2、3、4六、课堂总结课程第三章内燃机的工作指标与性能教学顺序11分析1授课时数4授课班级教具多媒体授课方法讲授教学目的1.介绍内燃机的工作指标2.介绍内燃机的指示参数教学重点和难点1.示功图的作用2.内燃机的工作指标和指示参数提要教学内容、方法和过程§3－1内燃机的工作指标内燃机的主要工作指标：（1）动力性指标－功率、转矩、转速；（2）经济性指标－燃料与润滑油消耗率；（3）强化指标－升功率、活塞功率和强化系数；（4）运转性能指标－冷起动性能、噪声和排气品质；（5）耐久可靠性指标－大修或更换零件之间的最长运行时间与无故障长期工作能力。一、内燃机标定性能的主要指标标定性能指标、标定工况、标定功率、标定转速、标定油耗率二、示功图通常利用示功器或数据采集系统来观察或记录相对于不同活塞位置或曲轴转角时气缸内工质压力的变化，所得结果即为p－φ示功图或p－v示功图。三、指示功指示功－内燃机完成一个工作循环所得到的有用功Wi。四、空燃比和过量空气系数量量燃油质空气质/FA12§3－2内燃机的指示参数指示参数是以工质在气缸内对活塞做功为基础的性能指标，用来评定工作循环进行的好坏。包括：平均指示压力pi、指示功率Ni、指示热效率ηi、指示油耗率gi一、平均指示压力pi1、定义2、分析3、标定工况下的Pi值4、影响Pi的主要因素二、指示功率Ni1、定义2、影响Ni的主要因素3、提高Ni的有效途径三、指示热效率ηi与指示油耗率gi1、指示热效率ηi2、指示油耗率gi3、影响ηi的主要因素四、课堂总结课程第三章内燃机的工作指标与性能分析教学顺序质量燃料所需要的理论空气完全燃烧质量燃料所实际供给的空气燃烧kgkg11131授课时数4授课班级教具多媒体授课方法讲授教学目的1.介绍内燃机的机械损失及机械效率2.介绍内燃机的有效参数教学重点和难点1.内燃机的机械损失及机械效率2.内燃机的有效参数提要教学内容、方法和过程§3-3内燃机的机械损失及机械效率一、机械损失功率Nm在内燃机工作过程中，不可避免地损失一部分功或功率，这些功或功率的总和称为机械损失功或机械损失功率。机械效率－内燃机提供的有效功率与指示功率之比，即（一）摩擦损失功率Nmf（二）泵气损失功率Np（三）辅助机械损失功率Nau（四）流体的摩擦损失功率Nk（五）平均机械损失压力pm二、机械损失功率的测定目前常用的测量方法主要有倒拖法、灭缸法、油耗线和示功图法。三、影响机械损失功率及机械效率的因素1、增压2、转速及平均活塞速度3、负荷4、润滑油温度及冷却水温度5、气缸尺寸及数目)273(1imimiiemNNNNNNN146、工艺水平§3－4内燃机的有效参数有效参数是以内燃机功率输出轴上得到的净功率为基础的性能指标，用来评定整个内燃机性能的好坏。一、平均有效压力pe及有效功率Ne二、有效热效率ηe及有效油耗率ge§3－5内燃机的强化指标与强化分析一、升功率NeL二、活塞功率Nek三、升功率和活塞功率另一种表达形式四、按升功率强化内燃机的分析五、采用增压强化内燃机的分析六、作业：思考题：4、七、课堂总结课程第四章内燃机的燃烧教学顺序1543)/(1301533)/(1301200mkWnSZlHNLkWnZlHNsmikueksmikueL15授课时数2授课班级教具多媒体授课方法讲授教学目的1.燃烧的基本理论2.内燃机缸内的空气运动教学重点和难点1.内燃机缸内的空气运动提要教学内容、方法和过程§4－1燃烧的基本理论燃烧－燃料与氧化剂进行剧烈放热的氧化反应过程。一、燃烧现象的分类预混合燃烧－着火前燃料气体或燃料蒸气与氧化剂已经按一定比例形成混合气。扩散燃烧－着火前燃料与氧化剂是相互分开的，着火后燃料边蒸发边与空气混合边燃烧二、燃烧反应方程式三、燃烧所需空气量14.80kg(空气)/kg(汽油)11.45m3(空气)/kg(汽油)14.36kg(空气)/kg(柴油)11.11m3(空气)/kg(柴油)过量空气系数－充入气缸内的实际空气质量与进入气缸内的燃料完全燃烧所需的理论空气量的比值空燃比－充入气缸内的实际空气质量与进入气缸内的燃料量的质量比24476.32476.3422222－热NmnOHmnCONmnOmnHCmn16§4－2内燃机缸内的空气运动一、涡流二、挤流三、滚流四、湍流五、作业：思考题：4六、课堂总结课程第四章内燃机的燃烧教学顺序117授课时数4授课班级教具多媒体授课方法讲授教学目的1.点燃式内燃机的燃烧2.点燃式内燃机的燃烧室教学重点和难点1