《汽車發(fā)動機原理（第5版）》 教案 第四章 汽油機混合氣的形成和燃燒

《汽車發(fā)動機原理》教案章節(jié)第四章汽油機混合氣的形成和燃燒理論授課時間5學時本單元的教學目標掌握利用示功圖研究發(fā)動機正常燃燒；掌握爆燃和表面點火兩類不正常燃燒概念及其產生原因；掌握各種使用因素各自對燃燒產生什么樣的影響及影響原因；掌握汽油機混合氣的形成機理及最佳空燃比；掌握化油器及電噴控制原理；掌握電噴控制與傳統(tǒng)化油器相比較的優(yōu)勢；掌握燃燒室的要求；掌握幾種常見的燃燒室類型；掌握稀薄燃燒及缸內直噴式汽油機的概念及應用本單元教學內容汽油機的燃燒過程正常燃燒過程2）不正常燃燒3）使用因素對燃燒的影響汽油機混合氣的形成1）汽油發(fā)動機對可燃混合氣體的要求2）汽油噴射供給系統(tǒng)的類型3）化油器供油系統(tǒng)與汽油噴射供油系統(tǒng)的比較4）幾種電子控制燃油噴射系統(tǒng)的基本原理5）電控燃油噴射系統(tǒng)的燃油控制3、汽油機的燃燒室1）傳統(tǒng)發(fā)動機常見的幾種燃燒室2）稀薄燃燒及缸內直噴式汽油機本單元的教學方式（手段）采用多媒體課件教學，在多媒體教室講授。板書汽油機示功圖，及重要公式。本單元師生活動設計講授為主，配合重點內容提問本單元的講課提綱、板書設計第一節(jié)汽油機的燃燒過程1）引出正常燃燒的概念強調：是發(fā)動機的一般工況研究正常燃燒意義：明確提高發(fā)動機動力性、經濟性的途徑及改進潛力。2）三個燃燒階段a）著火落后期b）明顯燃燒期c）后燃期板書汽油機示功圖在對發(fā)動機進行正常燃燒階段分析時：明顯燃燒期平均壓力升高率[MPa/(°)]可用下式表示:p2、p3——分別是第二階段起點和終點的壓力(MPa)；2、3————分別是第二階段起點和終點相對于上止點的曲軸轉角(°)。3）燃燒速度a）層流火焰燃燒速率b）紊流火焰燃燒速率m——混合氣質量；——火焰燃燒速速率；——火焰前鋒表面積；——未燃混合氣密度；——層流火焰?zhèn)鞑ニ俣?；——紊流火焰?zhèn)鞑ニ俣取?)不正常燃燒不正常燃燒包括爆燃和表面點火兩個方面板書早燃示功圖以及幾種燃燒示功圖的對比5）使用因素對燃燒的影響點火提前角、混合氣濃度、負荷、轉速四個方面的因素對燃燒會產生影響第二節(jié)汽油機混合氣的形成引出燃油配制的概念給出化油器式和燃油噴射式兩種配油方式2）汽油發(fā)動機對可燃混合氣體的要求a）空燃比對發(fā)動機性能的影響b）發(fā)動機各種工況對混合氣的要求（穩(wěn)定工況和過度工況）板書不同空燃比下發(fā)動機的動力性、經濟性3）汽油噴射供給系統(tǒng)的類型汽油噴射可以根據噴射位置、噴射控制裝置、噴射方式、空氣流量測量方法、信息流動的方式等可分為缸內噴射、進氣管噴射、機械式、電控式等的汽油噴射系統(tǒng)4）化油器供油系統(tǒng)與汽油噴射供油系統(tǒng)的比較與淘汰的化油器供油相比，汽油噴射有很多優(yōu)點，汽油噴射在動力性、經濟性和排放方面都在化油器的基礎上有所突破5）幾種電子控制燃油噴射系統(tǒng)的基本原理a）D型電控汽油噴射系統(tǒng)b）L型電控汽油噴射系統(tǒng)c）Mono系統(tǒng)6）電控燃油噴射系統(tǒng)的燃油控制a）噴油時刻的控制b）噴油量的控制其中啟動時和啟動后噴油量的控制需要修正第三節(jié)汽油機的燃燒室1）引出燃燒室重要作用進而列出其要求a）結構緊湊b）具有良好的充氣性能c）火花塞位置安排得當d）要產生適當?shù)臍怏w流動e）適當冷卻末端混合氣2）傳統(tǒng)發(fā)動機常見的幾種燃燒室a）楔形燃燒室b）浴盆形燃燒室c）半球形燃燒室楔形燃燒室有較好的經濟性、動力性。浴盆形燃燒室燃燒時間長，經濟性、動力性不好半球形燃燒室有較好的動力性能和經濟性能，由于面容比小，HC排放量低，工作粗暴。NOx排放較多3）稀薄燃燒及缸內直噴式汽油機a）均質稀混合氣的燃燒室b）分層燃燒c）缸內直噴式稀薄燃燒方式板書設計：汽油機示功圖早燃示功圖幾種燃燒過程的示功圖空燃比與動力性、經濟性的關系本單元的重點和難點正常燃燒的三個階段及燃燒速率；不正常燃燒與正常燃燒示功圖的對比；使用因素對燃燒的影響；汽油機混合氣形成機理；化油器與電噴控制的工作原理；電噴控制的優(yōu)勢體現(xiàn)；燃燒室要求及常見類型；稀薄燃燒與傳統(tǒng)燃燒的差異及優(yōu)勢；缸內直噴實現(xiàn)方法及優(yōu)勢本單元的補充內容熱力學第一定律：△U=Q+W。表示系統(tǒng)在過程中能量的變化關系。表述形式：熱量可以從一個物體傳遞到另一個物體，也可以與機械能或其他能量互相轉換，但是在轉換過程中，能量的總值保持不變。（是能量守恒定律和能量轉換定律的熱力學表述）。熱力學第二定律：不可能把熱量從低溫物體傳向高溫物體而不引起其它變化（克勞修斯）；或者說：不可能制成一種循環(huán)動作的熱機，從單一熱源取熱，使之完全變?yōu)楣Χ灰鹌渌兓ㄩ_爾文）。狀態(tài)方程：PV=NRT。爆震燃燒：爆震是一種由燃燒所釋放的能量維持的激波，而燃燒過程本身又是由激波壓縮產生的高溫引起的，因而爆震綜合了流體力學特性，激波和熱化學過程（燃燒）等的交互作用。本單元需查詢的文獻1.《內燃機學》(第三版)，主編：周龍保出版社：機械工業(yè)出版社，出版或修訂時間：2012年2.《工程熱力學》，主編：朱明善，出版社：清華大學出版社，出版或修訂時間：2011年3.《燃燒學導論：概念與應用》（第二版），主編：StephenR.Turns，姚強，李水清，王宇譯，出版社：清華大學出版社，出版或修訂時間2009年本單元的作業(yè)布置爆燃燃燒產生的原因是什么?它會帶來什么不良后果?電控汽油噴射系統(tǒng)是如何實現(xiàn)噴油定時和噴