发动机原理与汽车理论_知识点

汽车发动机原理与汽车理论课程设计摘要汽车发动机是一种能够将燃料转化为机械能的设备，在汽车行业中起着至关重要的作用。

本文旨在介绍汽车发动机的原理以及在汽车理论课程设计中的应用，详细讲解其构成、工作原理以及各个部件之间的关系。

第一章：汽车发动机的基础知识1.1 汽车发动机的概念汽车发动机是指一种能够将化学能转化为机械能的设备，通过内燃作用驱动汽车的动力装置。

1.2 汽车发动机的分类按照结构分类，汽车发动机可以分为四种：直列式发动机、V型发动机、W型发动机和逆向双方向发动机。

按照供能方式分类，又可以分为汽油发动机和柴油发动机两大类。

1.3 汽车发动机的构成•缸体：包裹发动机的大部分部件•活塞：连接连杆、从而转化单向线性运动为旋转运动•气门和进气道：调节空气进出缸内•点火塞（汽油发动机）或者喷油嘴（柴油发动机）•燃油系统（汽油发动机）或者柴油喷射系统（柴油发动机）•发电机：提供电力给汽车使用1.4 汽车发动机的工作原理汽车发动机的工作原理为：在燃烧室中，将燃料和空气混合后着火，燃烧产生高温和高压，使活塞产生运动，从而转动曲轴，将热能转化为机械能。

第二章：课程设计2.1 课程设计的目的和意义汽车发动机理论课程设计旨在让学生深入了解汽车发动机，并在实践中掌握汽车发动机的基本操作，提高学生的能力和综合素质。

2.2 课程设计的内容此次课程设计主要包括以下三个内容：1.汽车发动机的动态模拟：利用MATLAB等技术对汽车发动机进行较为真实的模拟，让学生学习发动机的工作原理并锻炼数据分析的能力。

2.发动机拆解：将一个发动机拆分为各个部件，并通过物理实验进行相关操作，让学生更好地了解各个部件的功能和组成关系。

3.实际操作：让学生在课程设计中对发动机进行实际操作，学习更加深入。

2.3 课程设计过程1.建立学生学习小组2.汽车发动机的理论学习和相关知识的普及宣传3.组织学生进行动态模拟实验4.发动机拆解与组装实验5.实际操作，让学生深入了解汽车发动机第三章：总结汽车发动机是整个汽车的心脏，其工作原理和性能对整个汽车有着至关重要的作用。

1、车用柴油机经济性好，它的运行耗油率比汽油机低20%--30%。

2、现代高性能车用柴油机的循环热效率高达40%以上，车用汽油机的循环热效率也可达到33%左右。

3、发动机的性能指标主要包括：动力性能指标，经济性能指标及运转性能指标。

4、发动机三种基本理论循环是：定容加热循环，定压加热循环和混合加热循环。

5、发动机理论循环是用循环热效率和循环平均压力来衡量和评定的。

6、四行程发动机实际循环由进气、压缩、作功和排气四个行程所组成。

7、发动机的指示指标是以工质在气缸内对活塞做功为基础，用指示功，平均指示压力和指示功率评定循环的动力性。

8、评定发动机循环经济性是用循环热效率及燃油消耗率。

9、发动机性能的三大指标：指示指标，有效指标和强化指标。

10、换气损失是由排气损失和进气损失两部分组成。

11、发动机废气能量利用的基本形式有两种：一种为恒压增压系统，另一种为脉冲增压系统。

12、发动机增压系统的选择原则是：低增压时选择脉冲增压系统，高增压时选用恒压系统。

13、目前，发动机所用燃料主要是汽油和柴油两种石油产品。

14、现行国标（GB484-89）规定的汽油有RQ90、RQ93、RQ97等品种。

15、柴油机喷油泵油量较正常用方法有两种：出油阀校正和弹簧校正。

16、出油阀校正目前常用的有三种形式：①可变减压容积，②可变的减压作用，③出油阀节流。

17、比较合适的放热规律是希望燃烧先缓后急。

18、汽油机混合气的形成方式主要有两类：一类是利用化油器在气缸外部形成均匀可燃混合气,靠控制节气门开度调节混合气的数量。

另一类是利用喷油嘴向进气管，进气道或气缸内喷射汽油形成混合气。

19、目前，大多数汽油机仍使用化油器形成可燃混合气。

20、汽油机不正常燃料包括爆燃和表面点火（早燃）。

21、汽油机常用典型燃烧室有：1、浴盆形燃烧室；2、楔形燃烧室；3、半球形燃烧室。

22、发动机的性能特性包括负荷特性，速度特性、万有特性，空转特性等。

一.填空题1.发动机原理中,常用的工程热力学气体状态参数是，温度，压力，容积(比体积)。

2.气体内部所具有的各种能量的总和是就是具气体的内能。

3.循环可分为正向循环和逆向循环,把热能转化为机械功的循环称为正向循环。

消耗外界机械功而将热量从低温物体传递给高温物体到循环称为逆向循环。

4.四冲程发动机的实际循环由进气，压缩，燃烧，膨胀和排气。

五个热力过程组成。

5.提前排气损失与泵气损失之和称为换气损失。

6.评价发动机动力性的好坏的动力性指标功率，转矩有平均压力等，评价发动机经济性能好坏的指标有热效率和燃油消耗率等。

7.机械效率可用来比较不同发动机的机械损失大小。

机械效率越高,说明机械损失越小,发动机性能越好。

8.发动机的有效燃油消耗率与指示热效率和机械效率的乘积成反比。

9.发动机的机械损失包括,摩擦损失，驱动附件的损失和泵气损失。

10.为提高发动机的性能,对发动机换气过程的要求是排气彻底，进气充分，换气损失小。

11.换气过程由排气过程和进气过程组成，排气过程又可分为自由排气和强制排气两个阶段。

12.混合气的浓度通常用过量空气系数和空燃比来表示.13.汽油机的正常燃烧过程通常分为着火延迟期，明显燃烧期，补燃期三个阶段。

14.柴油机的燃烧过程通常分为着火延迟期，速燃期，缓燃期，和补燃期四个阶段。

15.燃气发动机的正常燃烧过程可分为着火延迟期,急燃期,补燃期三个阶段。

16.柴油机混合气的形成方式可分为空间雾化室，和油膜蒸发式.17.汽油机的不正常燃烧主要是爆燃和热面点火18.柴油机的发火性是指柴油机的自燃能力，用十六烷值表示。

19.柴油机氧化催化转化剂的主要缺点是将排气中的二氧化硫氧化成三氧化硫，生成危害更大的硫酸雾或固态硫酸盐颗粒。

20.车用燃气发动机作用燃料的种类有两种,分别是液化石油气和天然气,其中液化石油气的主要成分是丙烷(C3H8)和丁烷(C4H10),天然气的主要成分是甲烷(CH4)。

二.判断题1.气缸内的气体是热力系统。

发动机原理与汽车理论1.发动机种类：发动机根据工作原理和燃料种类可以分为内燃机和外燃机。

内燃机是指燃料在燃烧室内直接燃烧产生高温高压气体，将其推动柱塞或转子做功；外燃机则是燃料在燃烧室外燃烧，通过传热介质（通常是水蒸气）将热能转化为动力。

2.内燃机工作循环：内燃机可分为四冲程循环和二冲程循环。

四冲程循环包括进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程；两个冲程周期内，进气冲程和排气冲程各占一个冲程，压缩冲程和燃烧冲程共享一个冲程。

二冲程循环将四个冲程压缩为两个冲程周期，提高了功率密度。

3.发动机工作原理：发动机的工作原理包括进气、压缩、燃烧和排气四个基本过程。

进气过程通过活塞下移或气门开启，将空气和燃料混合气体进入燃烧室；压缩过程中，活塞上移或气门关闭，将混合气体压缩至高压状态；燃烧过程是点火系统将混合气体点燃，产生爆发力推动活塞向下运动；排气过程中，活塞上移或气门开启，将燃烧产物排出燃烧室。

4.发动机效率：发动机效率是指发动机输出的功率与消耗的能量之间的比值。

由于内燃机工作过程中有部分能量以废热形式散失，所以内燃机的热效率一般比较低。

热效率能达到理想热循环效率的30%~40%左右。

为提高发动机效率，需要减少内部热损失、降低摩擦阻力、提高燃烧效率等。

5.发动机优化：为改善发动机性能与经济性，需进行优化。

发动机优化包括降低排放、提高燃烧效率、减少燃料消耗等方面。

现代发动机采用多气门、涡轮增压、直喷技术等，提高了动力性和燃油经济性。

另外，混合动力、电动汽车等也是未来发展的趋势。

6.汽车动力学：汽车动力学研究汽车运动学和力学。

其中，汽车运动学包括汽车运动状态和汽车运动轨迹两个方面；汽车力学研究汽车受力和汽车动力的相互关系。

汽车动力学通过研究汽车的空气动力学、悬挂系统、刹车系统等，为提高汽车安全性、稳定性和操控性提供理论支持。

总之，发动机原理与汽车理论是现代汽车工程的重要基础。

通过对发动机工作原理和优化措施的研究，可以提高汽车性能、节能减排，促进汽车工业的发展。

✧汽车发动机原理复习重点解答✧一）识记及理解层次重点复习内容✧1、热力循环热效率、发动机理论循环及其热效率高低的比较（压缩比相同的情况下）P20 P27✧答：为了评价热力循环在能源利用方面的经济性，通常采用热力✧循环的净功W0与工质从高温热源受热的热量q1的比值作指标称✧为热力循环热效率。

✧发动机理论循环包括：定容加热循环、定压加热循环和混合加热循环（选择）✧压缩比相同时定容加热循环的热效率最高（汽油机）。

在最高压力一定的条件下定压加热循环的热效率最高（柴油机）。

✧有效功率、指示功率的含义及其大小比较，示功图 P28 (坐标图上面积越大指示功越大)✧答：发动机通过曲轴对外输出的功率称为有效功率 P32：发动机单位时间内所做得指示功称为指示功率（指示功：在汽缸内完成一个循环所得到的有用功） P31✧柴油牌号的选用、柴油自燃温度对起动性能的影响 P81（选择、判断）答：我国柴油的牌号是以其凝固点命名的，轻柴油按凝固点不同分为10、0、-10、-20、-35号五个级别，选用柴油时应按最低环境温度要高出凝固点5°C以上，凝点越低起动性越好。

柴油的自然温度为200℃ -220℃ .自然温度越低。

启动性越好。

✧排放物中主要有害气体成分、柴油机有害排放物中主要有害颗粒P157(选择) ✧答：主要有害气体为：一氧化碳(CO);碳氢化合物（HC）氮氧化合物（NOX）;柴油机有害排放物中主要有害颗粒为：干炭灰、可溶性有机物、硫酸盐✧分层给气燃烧、柴油机的理想放热规律P191/P97(选择、判断)✧答：分层给气燃烧：合理组织燃烧室内的混合气成分分布，即在火花塞附近形成具有良好着火条件的较浓可燃混合气，其空燃比为12-14，以保证火焰中心由此向外传播，而在燃烧室的大部分空间具有较稀的混合气。

柴油机的理想放热规律：燃烧先缓后急柴油机的理想放热规律是希望燃烧先缓后急，即开始放热要适中，满足运转柔和的要求，随后燃烧要加快使燃料尽量在上止点附近燃烧。

发动机原理及汽车理论发动机原理基础知识发动机是指通过能源转换为机械能来驱动汽车或其他机械设备的装置。

原理及汽车理论发动机原理是指发动机工作的基本原理和机械结构。

下面将从燃烧原理、气缸工作循环、汽缸排列方式和发动机结构几个方面来介绍发动机的基础知识。

首先是燃烧原理，发动机在燃烧室中将燃料和空气经过混合后点燃，产生的高温高压气体通过活塞运动将其转化为机械能。

燃烧是通过火花塞引燃来完成的，燃烧过程中燃料和空气按一定的化学计量比例混合后进入燃烧室，由火花塞的高压电火花点燃燃料空气混合物，产生的爆发力将活塞推动，进而驱动整个发动机工作。

其次是气缸工作循环，汽车发动机的气缸通常是根据循环工作原理分为四冲程和两冲程两种。

四冲程循环包括进气冲程、压缩冲程、工作冲程和排气冲程。

进气冲程中活塞向下运动，汽缸内气压降低吸入混合气；压缩冲程中活塞向上运动，气压上升将混合气压缩；工作冲程中点火引燃混合气，产生爆炸推动活塞向下运动；排气冲程中活塞再次向上运动，将废气排出进入排气系统。

两冲程循环中没有压缩冲程，活塞在一次往复运动中完成进气、工作和排气三个过程。

第三是汽缸排列方式，根据汽缸的排列方式，发动机可以分为直列式和V型式两种。

直列式发动机的气缸排列在一条直线上，通常有4个、6个或8个气缸。

V型式发动机是将气缸分为两组，呈V字形排列，通常有6个、8个或12个气缸。

V型式发动机由于排列方式的原因，缩短了发动机整体长度，便于安装和布置其他部分。

最后是发动机结构，主要有汽油发动机和柴油发动机。

汽油发动机是利用汽油作为燃料，通过点燃汽油空气混合物来产生爆炸驱动发动机工作。

柴油发动机使用柴油作为燃料，在高压状态下，将柴油喷入气缸，借助高温高压的气体将柴油点燃，达到驱动发动机工作的目的。

除此之外，还有混合动力发动机、电动车发动机等其他发动机结构形式。

综上所述，发动机的原理和机械结构是驱动汽车工作的核心，燃烧原理、气缸工作循环、汽缸排列方式和发动机结构是理解发动机原理及汽车理论的基础知识。

发动机原理与汽车理论发动机是汽车的心脏，是汽车驱动的核心部件。

它通过内燃机的方式将燃料燃烧产生的高温高压气体转化为机械能，从而驱动汽车前进。

发动机的工作原理和汽车理论对汽车的性能和效率有着重要的影响，下面我们将深入探讨发动机原理与汽车理论。

首先，我们来了解一下内燃机的工作原理。

内燃机是利用燃料在氧气的作用下燃烧产生高温高压气体，然后将这种高压气体的能量转化为机械能，从而驱动汽车运行的一种机械装置。

内燃机分为汽油机和柴油机两种类型，它们的工作原理略有不同，但本质上都是通过燃烧产生高温高压气体来驱动汽车。

其次，发动机的工作原理对汽车性能有着重要的影响。

发动机的排气量、缸数、气缸排列方式、气门结构等因素都直接影响着发动机的输出功率和扭矩。

同时，发动机的工作原理也决定了汽车的燃油消耗和排放水平。

因此，在汽车设计和制造过程中，必须充分考虑发动机的工作原理，以实现对汽车性能和环保性能的平衡。

另外，汽车理论也包括了车辆动力传动系统、悬挂系统、制动系统等方面的内容。

这些系统与发动机密切相关，共同构成了汽车的整体工作原理。

例如，动力传动系统通过变速箱将发动机输出的动力传递给车轮，从而驱动汽车前进；悬挂系统则能够减少车辆在行驶过程中的颠簸感，提高乘坐舒适性；制动系统则能够将车辆在行驶中的动能转化为热能，实现车辆的减速和停车。

最后，发动机原理与汽车理论的研究和应用对汽车工程技术的发展具有重要意义。

随着科技的进步，发动机的工作原理和汽车理论也在不断创新和完善。

例如，近年来，电动汽车的发展成为了汽车工业的热点，电动汽车的动力系统和能源管理系统都是基于汽车理论和发动机原理的研究成果。

同时，新能源汽车的出现也为汽车工程技术带来了新的挑战和机遇，需要进一步深入研究汽车理论和发动机原理，以推动汽车工程技术的创新和发展。

综上所述，发动机原理与汽车理论是汽车工程技术的重要基础，它们对汽车的性能、效率和环保性能都有着重要的影响。

通过深入研究和应用发动机原理与汽车理论，可以推动汽车工程技术的不断进步，为汽车的发展和应用带来新的机遇和挑战。

1.工质的热力状态：在工程热力学中，把实现热能与机械能相互转换饿工作物质2.工质的状态参数：说明工质所处状态的物理量。

压力、比容、温度为状态参数。

3.定容过程中气体吸收的热量用于内能的增加；定压过程中气体吸收的热量用于内能的增加，对外输出功。

4.工作循环：理论循环：1〕工质为理想气体，比热容为定值。

2〕系统是闭口系统，工质与外界无质量交换不计进、排气过程及其流动损失。

3〕工质的压缩和膨胀过程均为绝热过程，不计缸壁传热。

4〕燃烧过程为外界高温热源以等容过程，等压过程向工质加热、排气过程用等容放热过程代替。

可逆循环5.循环热效率：这是评定理论循环的经济性的指标，它等于转变为循环净功的热量与每循环加给工质的总热量之比，即说明每循环加给工质的热量利用程度。

6.影响因素分析：a)压缩比：随着压缩比的增大，三种循环的〔〕和〔〕都提高。

b)绝热指数：随着绝热指数增大，三种循环的〔〕都将提高。

7.四冲程发动机是由曲轴旋转两圈完成一个实际循环，分进气、压缩、燃烧、排气。

8.实际循环，压缩过程是一个复杂的多变过程，有热交换，漏气损失。

理论循环中，假定膨胀过程是绝热过程，故实际的膨胀过程是一个变指数的多变膨胀过程。

9.换气损失：换气存在造成损失，排气门提前开启。

11、动力性指标、经济性指标、运转性能指标2、指示指标是用指示功、平均指示压力和指示功率来评定循环动力性；即做功能力，用循环热效率及燃油消耗率来评定循环经济性。

3、以工质在气缸内对活塞做功为根底的指标，称发动机指示指标。

4、工质在气缸内完成一个实际循环对活塞所做的有用功，称指示功。

5、pi值越高，那么同样的大小的气缸工作容积发出的指示功越多，气缸工作容积的利用程度越高，pi是衡量实际循环动力性能的一个重要指标。

6、有效指标是以曲轴对外输出的功率为根底的性能指标称发动机有效指标。

7、发动机单位气缸工作容积输出的有效功，称平均有效压力。

8、〔1〕发动机内部运动件的摩擦损失；〔2〕驱动水泵、机油泵、燃油泵、风扇、发动机；〔3〕从气缸去除废气和向气缸填充新气引起的泵气损失9、影响机械效率的因素：〔1〕转速，发动机转速增加时，机械效率下降。