《汽车发动机原理（第5版）》 教案 第四章 汽油机混合气的形成和燃烧

《汽车发动机原理》教案章节第四章汽油机混合气的形成和燃烧理论授课时间5学时本单元的教学目标掌握利用示功图研究发动机正常燃烧；掌握爆燃和表面点火两类不正常燃烧概念及其产生原因；掌握各种使用因素各自对燃烧产生什么样的影响及影响原因；掌握汽油机混合气的形成机理及最佳空燃比；掌握化油器及电喷控制原理；掌握电喷控制与传统化油器相比较的优势；掌握燃烧室的要求；掌握几种常见的燃烧室类型；掌握稀薄燃烧及缸内直喷式汽油机的概念及应用本单元教学内容汽油机的燃烧过程正常燃烧过程2）不正常燃烧3）使用因素对燃烧的影响汽油机混合气的形成1）汽油发动机对可燃混合气体的要求2）汽油喷射供给系统的类型3）化油器供油系统与汽油喷射供油系统的比较4）几种电子控制燃油喷射系统的基本原理5）电控燃油喷射系统的燃油控制3、汽油机的燃烧室1）传统发动机常见的几种燃烧室2）稀薄燃烧及缸内直喷式汽油机本单元的教学方式（手段）采用多媒体课件教学，在多媒体教室讲授。板书汽油机示功图，及重要公式。本单元师生活动设计讲授为主，配合重点内容提问本单元的讲课提纲、板书设计第一节汽油机的燃烧过程1）引出正常燃烧的概念强调：是发动机的一般工况研究正常燃烧意义：明确提高发动机动力性、经济性的途径及改进潜力。2）三个燃烧阶段a）着火落后期b）明显燃烧期c）后燃期板书汽油机示功图在对发动机进行正常燃烧阶段分析时：明显燃烧期平均压力升高率[MPa/(°)]可用下式表示:p2、p3——分别是第二阶段起点和终点的压力(MPa)；2、3————分别是第二阶段起点和终点相对于上止点的曲轴转角(°)。3）燃烧速度a）层流火焰燃烧速率b）紊流火焰燃烧速率m——混合气质量；——火焰燃烧速速率；——火焰前锋表面积；——未燃混合气密度；——层流火焰传播速度；——紊流火焰传播速度。4)不正常燃烧不正常燃烧包括爆燃和表面点火两个方面板书早燃示功图以及几种燃烧示功图的对比5）使用因素对燃烧的影响点火提前角、混合气浓度、负荷、转速四个方面的因素对燃烧会产生影响第二节汽油机混合气的形成引出燃油配制的概念给出化油器式和燃油喷射式两种配油方式2）汽油发动机对可燃混合气体的要求a）空燃比对发动机性能的影响b）发动机各种工况对混合气的要求（稳定工况和过度工况）板书不同空燃比下发动机的动力性、经济性3）汽油喷射供给系统的类型汽油喷射可以根据喷射位置、喷射控制装置、喷射方式、空气流量测量方法、信息流动的方式等可分为缸内喷射、进气管喷射、机械式、电控式等的汽油喷射系统4）化油器供油系统与汽油喷射供油系统的比较与淘汰的化油器供油相比，汽油喷射有很多优点，汽油喷射在动力性、经济性和排放方面都在化油器的基础上有所突破5）几种电子控制燃油喷射系统的基本原理a）D型电控汽油喷射系统b）L型电控汽油喷射系统c）Mono系统6）电控燃油喷射系统的燃油控制a）喷油时刻的控制b）喷油量的控制其中启动时和启动后喷油量的控制需要修正第三节汽油机的燃烧室1）引出燃烧室重要作用进而列出其要求a）结构紧凑b）具有良好的充气性能c）火花塞位置安排得当d）要产生适当的气体流动e）适当冷却末端混合气2）传统发动机常见的几种燃烧室a）楔形燃烧室b）浴盆形燃烧室c）半球形燃烧室楔形燃烧室有较好的经济性、动力性。浴盆形燃烧室燃烧时间长，经济性、动力性不好半球形燃烧室有较好的动力性能和经济性能，由于面容比小，HC排放量低，工作粗暴。NOx排放较多3）稀薄燃烧及缸内直喷式汽油机a）均质稀混合气的燃烧室b）分层燃烧c）缸内直喷式稀薄燃烧方式板书设计：汽油机示功图早燃示功图几种燃烧过程的示功图空燃比与动力性、经济性的关系本单元的重点和难点正常燃烧的三个阶段及燃烧速率；不正常燃烧与正常燃烧示功图的对比；使用因素对燃烧的影响；汽油机混合气形成机理；化油器与电喷控制的工作原理；电喷控制的优势体现；燃烧室要求及常见类型；稀薄燃烧与传统燃烧的差异及优势；缸内直喷实现方法及优势本单元的补充内容热力学第一定律：△U=Q+W。表示系统在过程中能量的变化关系。表述形式：热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或其他能量互相转换，但是在转换过程中，能量的总值保持不变。（是能量守恒定律和能量转换定律的热力学表述）。热力学第二定律：不可能把热量从低温物体传向高温物体而不引起其它变化（克劳修斯）；或者说：不可能制成一种循环动作的热机，从单一热源取热，使之完全变为功而不引起其它变化（开尔文）。状态方程：PV=NRT。爆震燃烧：爆震是一种由燃烧所释放的能量维持的激波，而燃烧过程本身又是由激波压缩产生的高温引起的，因而爆震综合了流体力学特性，激波和热化学过程（燃烧）等的交互作用。本单元需查询的文献1.《内燃机学》(第三版)，主编：周龙保出版社：机械工业出版社，出版或修订时间：2012年2.《工程热力学》，主编：朱明善，出版社：清华大学出版社，出版或修订时间：2011年3.《燃烧学导论：概念与应用》（第二版），主编：StephenR.Turns，姚强，李水清，王宇译，出版社：清华大学出版社，出版或修订时间2009年本单元的作业布置爆燃燃烧产生的原因是什么?它会带来什么不良后果?电控汽油喷射系统是如何实现喷油定时和喷