1《内燃机原理》课程教学大纲课程名称：内燃机原理（Internal Combustion Engine）课程代码：学分/学时：3学分/51学时开课学期：秋季学期适用专业：车辆工程、动力机械及工程、船舶工程等相关专业先修课程：工程热力学、传热学、流体力学、机械原理与设计后续课程：现代发动机设计、发动机电子控制技术、发动机排放控制技术开课单位：机械与动力工程学院一、课程性质和教学目标（需明确各教学环节对人才培养目标的贡献，专业人才培养目标中的知识、能力和素质见附表）课程性质：内燃机原理是车辆工程、动力机械及工程、船舶工程等专业的一门重要专业技术基础课，是培养发动机设计工程师和科研人员的主干、核心课。
教学目标：内燃机原理是一门理论性较强的专业课程，是汽车及内燃机工程专业的核心课程。
通过本门课程的学习，要使学生掌握内燃机工作过程各项性能指标的概念和内涵，熟悉内燃机理论和实际工作循环的特点，学习内燃机的充量更换、燃料供给与调节、混合气的形成与燃烧以及污染物的生成与排放控制等方面的工作原理及影响因素，能运用所学知识，分析提高内燃机各种工作性能指标、降低排放的技术措施和适用条件，培养成为熟悉内燃机原理的研究或设计人才。
为从事相关专业技术工作、科学研究工作及管理工作提供重要的理论基础。
（A5.1、A5.2、A5.3、B2、B4、C2）本课程通过本课程的学习，使学生熟练掌握内燃机工作过程的性能指标，把握点燃式汽油机和压燃式柴油机的混合气形成、燃烧及排放等工作过程的特点，掌握如充量更换规律、现代内燃机燃料供给与调节方式、内燃机各种污染物的生成原理与控制方法等，在此基础上，能够对运用所学内燃机的原理知识，分析内燃机强化、降低油耗和减少排放等各项技术的工作机理和工程实际的可行性。
要求学生能够掌握内燃机常规试验的方法和技巧。
同时培养学生科学抽象、逻辑思维能力，进一步强化实践是检验理论的唯一标准的认识观。
具体来说：（1）掌握内燃机关键性能参数的定性概念，能够把握住内燃机正常的工作状态（A5.1）2（2）熟练掌握内燃机的基本工作原理，并能够比较二冲程和四冲程发动机的使用对象和场合。
（A5.1、A5.2）（3）理解内燃机热效率和机械效率的意义，掌握提高发动机经济性、动力性的有效途径。
（A5.1）（4）理解内燃机燃烧的基本过程和机理，了解现代内燃机新型的燃烧模式（A5.2）（5）了解内燃机排放法规和测试规程，理解内燃机燃烧和排放的关联性，了解内燃机电控装置和控制策略。
（A5.1、A5.2、A5.4、B2、B4、C2、C4）（6）参与内燃机台架性能参数的测试实验，强化理论来源于实践，实践是检验理论的唯一标准的认识观。
（A5、B1、B2、B4、C2）二、课程教学内容及学时分配（含实践、自学、作业、讨论等的内容及要求）第一章概论（A5.1, A5.2, B2, B4, C2）教学内容：介绍内燃机发展简史、内燃机的分类方法和内燃机的各种典型结构，介绍世界前10先进内燃机的结构参数及其性能指标。
自学及要求：收集我国汽车和船舶发动机典型结构和主要性能参数资料团组大作业及要求：选择1：近几年来我国汽车和船舶发动机的发展现状，完成一篇报告（3～5千字）。
作业：章节习题第二章内燃机的工作指标（A5.1, A5.2, B2, B4, C2）教学内容：主要讲解表征动力性能指标和经济性能（指示性能、有效性能）指标的物理意义，讲解各种参数间的相互关系，并由发动机的进气量导出各指示性能及有效性能参数的表达式，进而分析提高内燃机动力性经济性的途径。
讲解内燃机机械损失及其测定方法等。
教学要求：本章基本定义较多，应要求学生能掌握示功图的意义、区分指示性能指标和有效性能指标的含义，内燃机的机械损失的组成、机械效率测定法及其影响因素，能够推导各指示性能及有效性能参数的表达式及相互间的关系式，学会分析提高内燃机动力性经济性的途径及原理，具有一定的理论分析水平。
自学及要求：内燃机中的工程热力学、传热学和流体力学问题团组大作业及要求：选择2：内燃机中的工程热力学、传热学和流体力学问题，完成一篇报告（3～5千字）。
34作业：章节习题第三章 内燃机的工作循环（A5.1, A5.2, B2, B4, C2）教学内容：本章是内燃机原理中的基本知识，主要讲解建立内燃机的理论循环的基本假设及其意义，掌握影响内燃机理论循环的效率和平均压力的参数及其限值。
在此基础上，学习内燃机实际循环损失的来源及控制因素。
重点掌握燃料燃烧的空燃比及内燃机燃料的特性参数的意义。
介绍内燃机循环的热力学模型。
教学要求：要求学生理解掌握内燃机的理论循环和实际循环的异同，掌握内燃机燃料的理化特性，并了解有关内燃机循环的热力学模型知识。
自学及要求： 内燃机缸内示功图的测定方法和ϕ−p 图的转换技术团组大作业及要求：全体同学结合一台典型内燃机进行缸内热力过程估算，完成热力计算报告（3～5千字）。
作业：章节习题第四章 内燃机的换气过程（A5.1, A5.2, B2, B4, C2）教学内容：主要讲解四冲程内燃机的换气及换气过程不同时期的特点，分析换气损失；排气损失、吸气损失、泵气功和泵气损失。
简要介绍二冲程内燃机的换气过程。
介绍充量系数对发动机性能的影响及提高充量系数的各项措施。
讲解内燃机增压对燃烧与排放的影响。
教学要求：本章要求学生能熟练掌握四冲程内燃机的换气过程和内燃机增压技术，对二冲程发动机的换气过程稍做了解。
自学及要求： 增压的形式和优越性，排气涡轮增压（中冷）技术对燃烧与排放的影响团组大作业及要求：选择3：增压技术的发展现状，排气涡轮增压（中冷）技术对发动机燃烧与排放的影响，完成一篇报告（3～5千字）。
作业：章节习题第五章 内燃机混合气的形成和燃烧（A5.1, A5.2, B2, B4, C2）教学内容：内燃机气缸内气体的各种流动特征及对点燃式或压燃式内燃机混合的形成和燃烧过程的影响，典型内燃机燃烧室的结构参数和设计要点，点燃式内燃机循环变动及不正常燃烧的特点及控制，了解燃烧室形状设计选型的过程。
教学要求：本章内燃机原理的核心部分，要求学生掌握不同的气体流动对燃烧过程的影响，能够把握点燃式和压燃式内燃机的燃烧过程的特点及对发动机性能的影响，理解点燃式内燃机各种不正常燃烧的成因、危害及控制策略，在掌握点燃式和压燃式内燃机燃烧过程的特点的基础上，了解燃烧室形状及其设计要点。
自学及要求：点燃式内燃机压燃式内燃机混合气的形成和燃烧机理，如何组织合理的燃烧团组大作业及要求：选择4：现代点燃式内燃机和压燃式内燃机的新燃烧模式，完成一篇报告（3～5千字）。
作业：章节习题第六章内燃机的替代燃料（A5.1, A5.2, B2, B4, C2）教学内容：了解内燃机燃料的供求状况，学习常见气体、液体替代燃料的燃料特性，掌握内燃机替代燃料的基本要求机对内燃机性能的影响。
教学要求：掌握CNG、醇类和二甲醚的燃料特性及对发动机动力经济性和排放特性的影响。
自学及要求：常见气体、液体替代燃料与汽油、柴油无形的差异团组大作业及要求：选择5：内燃机燃用替代燃料的性及其在内燃机中的应用，完成一篇报告（3～5千字）。
作业：章节习题第七章内燃机的燃料供给与调节（A5.1, A5.2, B2, B4, C2）教学内容：柴油机性能的好坏很大程度上依赖其高压喷射系统，本章主要讲解柴油机燃料的喷射过程、供油和喷油规律，高压油泵和喷油器参数的选择，简单介绍调速器的工作特性、柴油机高压共轨系统和汽油机多点电喷系统的组成、工作原理和控制技术。
教学要求：要求学生能复习喷油泵和喷油器的结构及其工作原理，掌握各种参数对燃料供给的影响，掌握柴油机燃油喷射过程及各阶段的特点，能够解释异常喷射现象及对发动机的危害，了解最新发动机燃料供给系统的技术进步和系统特点及电子控制原理。
自学及要求：传统柴油机供油系统的弊病和现代柴油机供油系统的发展现状团组大作业及要求：选择6：统柴油机供油系统的弊病和现代柴油机供油系统的发展现状，完成一篇报告（3～5千字）。
5作业：章节习题第八章内燃机污染物的生成和控制（A5.1, A5.2, B2, B4, C2）教学内容：学习内燃机污染物的生成机理和主要影响因素，内燃机有害物的排放特性，排放控制的机前、机内和机外措施，内燃机的排气后处理和催化反应器，简要介绍低排放燃料、排放测量的原理与排放法规等相关知识。
教学要求：建立环保意识，掌握内燃机的有害排放物的危害、形成机理和控制措施，能够从污染物的生成机理上分析控制内燃机各种排放控制措施的理论依据及效能，并了解排放法规方面的一些知识。
自学及要求：建立环保意识，掌握我国内燃机的排放法规、内燃机的有害排放物的危害、形成机理和控制措施团组大作业及要求：选择7：内燃机有害排放物的控制策略报告（3～5千字）。
作业：章节习题第九章内燃机的特性与匹配（A5.1, A5.2, B2, B4, C2）教学内容：本章主要讲述内燃机的工作特性：速度特性、负荷特性和万有特性，内燃机与工作机械（汽车、过程机械、船舶等）的匹配原则等。
教学要求：牢记内燃机的速度特性和负荷特性的定义，并通过相关的教学实验，掌握实际实验操作方法，并深刻理解它们对内燃机动力和经济性能的反映，掌握发动机万有特性与汽车等工作机的匹配原则。
自学及要求：内燃机万有特性的获取方法和实际意义团组大作业及要求：选择7：发动机万有特性与工作机的匹配报告（3～5千字）。
作业：章节习题三、教学实验实验一：内燃机进气测量进气流量系数及进气滚流和涡流比的测定实验二：柴油机喷油泵特性实验喷油泵供油速度特性与各缸正时和油量均匀性的调整实验三：汽油机速度特性与负荷特性（1）汽油机的速度特性（2）汽油机的负荷特性6实验四：柴油机的速度特性和负荷特性（1）柴油机的速度特性（2）柴油机的负荷特性四、教学方法课程教学以课堂讲学为主，综合讨论、实验、作业等共同实施。
达到课程教学目标的核心保证是教材，本课程采用的是西安交通大学编写的《内燃机学》，其内容由浅入深，从基本概念、原理和方程出发，结合内燃机各个环节层层深入，对简单工程问题进行分析得到一些简单分析结果，并能在工程中得到借鉴，引导学生思考的方式、在逐步深入的过程中使学生思考、掌握。
教材十分注意利用思考题、习题等开拓学生的思维，教材每章的思考题和习题不仅仅只是简单巩固已有内容，有些是加深内容的理解，有些是内容的延伸。
目前的网络资源、科技文献为初学者和工程技术人员自主学习提供了充足的教学资源。
7课 堂 教 学 流 程 设 计 框 图五、考核及成绩评定方式对课程考核方式：闭卷笔试+平时测验+作业+实验成绩评定方式：期末考试 80分大作业+习题+不定期测验 20分六、教材及参考书目教材：周龙宝，内燃机学（第三版），机械工业出版社，2011年参考书目：J.B. Heywood. Internal Combustion Engine Fundamentals. New York, McGraw Hill Higher Education, 1988Richard Stone. Introduction to Internal Combustion Engines. The 3rd Edition, SAE 1999Kazimierz Lejda, Paweł Woś. Internal Combustion Engines. InTech, 20129。
