汽车发动机原理

本课程是车辆工程和动力机械及工程专业学生的核心专业课程,重点围绕汽油机和柴油机两种主流汽车动力的工作原理进行介绍。

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清华大学
学堂在线
  • 完成时间大约为 13
  • 中级
  • 中文
注:因开课平台的各种因素变化,以上开课日期仅供参考

课程概况

课程由两部分构成,第一部分是从整机和宏观的角度,阐述发动机的动力输出即动力性和能量转化效率即燃油经济性,包括发动机性能指标与影响因素,燃料、工质与热化学,工作循环与能量利用,换气过程与进气充量,运行特性与整车匹配等。第二部分是从局部和微观的角度,阐述发动机的燃烧过程与排放特性,包括燃烧的基础知识,柴油机和汽油机的混合气形成与燃烧,有害物生成机理与控制,新燃烧方式与替代燃料发动机等。课程讲授过程中,始终贯穿汽油机与柴油机的对比分析,以便于同学们更好地理解发动机的工作原理。

课程大纲

绪论
0.1 总论
0.2 车用发动机的种类

第一章: 性能指标与影响因素
1.1 示功图及其测取
1.2 四冲程发动机示功图分析
1.3 二冲程发动机示功图分析
1.4 性能指标分类与循环指示功
1.5 动力、经济性能指标与测定换算
1.6 影响动力、经济性能指标的环节和因素
第一章习题(计入课程成绩)

第二章:燃料、工质与热化学
2.0 导论
2.1 燃料的分类
2.2 汽油、柴油的炼制
2.3 汽油的理化特性
2.4 柴油的理化特性
2.5 燃料构成与理化特性
2.6 汽油、柴油质量标准
2.7 燃料与发动机工作模式
2.8 工质主要热力参数
2.9 燃烧热化学
第二章习题(计入课程成绩)

第三章:工作循环与能量利用
3.0 导论
3.1 热力过程与热机循环的简化
3.2 理论循环分类及循环热效率
3.3 理论循环热力参数对热效率的影响
3.4 工质对循环热效率的影响
3.5 真实循环对热效率的影响
3.6 机械损失的构成
3.7 机械损失的测量方法
3.8 机械效率的影响因素
3.9 发动机的能量分配与转化效率
3.10 发动机的节能途径与技术
第三章习题(计入课程成绩)

第四章:换气过程与进气充量
4.0 导论
4.1 四冲程发动机换气系统及换气过程
4.2 配气相位对发动机性能的影响
4.3 充量系数的解析式
4.4 进气阻力对充量系数的影响
4.5 其他因素对充量系数的影响
4.6 充量系数的速度特性
4.7 压力波及其传播特性
4.8 单缸机的进排气动态效应
4.9 多缸机的进排气动态效应与进气不均匀性
4.10 四冲程发动机增压系统及性能
4.11 二冲程发动机的换气过程与换气质量
第四章习题(计入课程成绩)

第五章:运行特性与整车匹配
5.0 导论
5.1 发动机运行工况
5.2 发动机特性曲线分类
5.3 发动机速度特性
5.4 发动机负荷特性
5.5 发动机全特性
5.6 发动机外特性与整车动力性
5.7 发动机全特性与整车经济性
5.8 混合动力专用发动机及其运行特性
第五章习题(计入课程成绩)
期中考试(只有一次答题机会!)
期中测试题(占30%总分)

第六章:燃烧的基础知识
6.0 导论
6.1 燃烧现象及其分类
6.2 可燃混合气的着火与着火理论
6.3 湍流及其在燃烧中的作用
6.4 均质混合气中的火焰传播
6.5 液体燃料的雾化
6.6 油滴的蒸发与燃烧
6.7 示功图与燃烧放热率
第六章习题(计入课程成绩)

第七章:柴油机的混合气形成与燃烧过程
7.1 柴油机燃烧过程分析
7.2 柴油机燃烧放热规律
7.3 柴油机燃油喷射系统
7.4 柴油机喷油过程
7.5 柴油机缸内气流运动
7.6 柴油机燃烧室的分类及其特性
7.7 柴油机混合气形成方式
7.8 柴油机粗暴燃烧与燃烧噪声
第七章习题(计入课程成绩)

第八章:汽油机的混合气形成与燃烧过程
8.1 汽油机燃烧过程分析
8.2 汽油机的不正常燃烧:爆燃和表面点火
8.3 汽油机的不规则燃烧:循环波动和各缸不均匀性
8.4 汽油机燃油喷射系统及其演变
8.5 非直喷汽油机燃烧室及其特性
8.6 汽油机进气道喷射与混合气形成
8.7 汽油机缸内直喷与混合气形成
第八章习题(计入课程成绩)

第九章:有害排放物生成机理与排放控制
9.1 有害排放物种类及其危害
9.2.1 NO的生成机理
9.2.2 CO和HC的生成机理
9.2.3 PM和Soot的生成机理
9.3 有害排放物生成的影响因素
9.4 汽油机机内净化技术
9.5 柴油机机内净化技术
9.6 汽油机后处理技术
9.7 柴油机后处理技术
第九章习题(计入课程成绩)

第十章:新燃烧模式与替代燃料发动机
10.1 燃烧模式及其分类
10.2 汽油机均质混合气压燃(HCCI)模式
10.3 柴油机均质混合气压燃(HCCI)模式
10.4 内燃机部分预混压燃(PCCI)模式
10.5 均质混合气引燃(HCII)模式
10.6 天然气发动机
10.7 氢燃料发动机
10.8 二甲醚发动机
10.9 甲醇发动机
10.10 乙醇发动机
10.11 生物柴油发动机
第十章习题(计入课程成绩)
期末考试(一周时间!只有一次机会!)
期末测试题(占30%总分)

常见问题

这门课程的教材和参考资料是什么?
本课程的指定教材是《汽车发动机原理》,王建昕,帅石金主编,清华大学出版社;参考资料是《内燃机学》,周龙保著,第3版

这门课程的成绩是怎么构成的?
本课程成绩由两部分构成,课堂测验占40%,期中考试及期末考试成绩占60%。

这门课程有什么辅助学习的网站吗?
本课程有相关的精品课网站,网址:www.aef.dae.tsinghua.edu.cn,里面有课程历史介绍,教学实验,还可以下载电子讲义用于辅助学习。 发动机基础燃烧研究网址:https://www.labxing.com/thurcm,里面有内燃机先进燃烧模式、新型燃料、燃烧化学、液滴蒸发和燃烧等,用于辅助发动机原理课中涉及的燃烧理论教学。

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