发动机原理实验关于万有特性的共7页
发动机的特性PPT课件
负荷↑：
燃烧速度↑-ηit↑ 机械损失相对↓-ηm↑ →be↓直至bemin。
负荷再增加, 又上升。
↓-ηit↓
be
负荷↑↑混合气量↑ ↓ 所以B↑
.
8
二、柴油机的负荷特性
（一）定义
当柴油机保持某一转速不变， 移动喷油泵齿条或拉杆位置， 改变每循环供油量b时，B、be 随负荷而变化的关系。
.
9
性 能
1点：最小油耗点
柴大be↓油；，机到空b1↑点转，时时ηm，，↑b，bee无达使穷到 最小。
2点：冒烟界线点
b继续↑， ↓，燃烧恶 化，致使be ↑。到达2点 时，排气冒黑烟，到达 国家法规规定的烟度限 值。
3点：最大功率点
到达3点时，燃烧严重
恶化，使功率下降。
.
12
三、负荷特性的意义
1、评价不同类型的发动机的经济性 经济性好的要求： （1）bemin较小； （2）负荷特性曲线在bemin附近要平坦。 柴油机经济性比汽油机好，bemin大约低 20 % -30%。
.
5
性
能
指
标
.
6
（二）曲线特性：
（1）主要工作参数的变化
节气门开度增大， 进气阻力降低，充 气效率增大
指示效率增大， 机械损失率不 变，机械效率 增大
节气门开度增大， 燃烧速度增大， 热损失降低
中等负荷时供 给经济混合气
.
7
（2）be=f（Pe)曲线的变化
怠速时:
m=0,be=;(m=1-Nm/Ni)
ge
k1'
•
i
1
•m
指
Gf
k
' 2
•
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一、工况
发动机的运行情况，简称工况。工况以 功率Pe和转速n来表示，此功率、转速应该与 发动机所带动的工作机械要求的功率、转速 相适应。
只有当发动机发出的扭矩与工作机械消 耗的扭矩相等时，两者才能在一定转速下按 一定功率稳定工作。
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二、发动机特性
发动机性能指标随调整运转工况而变化 的关系称为发动机特性。
耗油率曲线的变化趋势 基本同外特性。当负荷为75% 左右时，曲线位置最低。
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三、发动机扭矩特性 要求发动机的扭矩随转速的降低而增 加。 如当汽车上坡时，若油量调节拉杆已 达最大位置，但所发出的扭矩仍感不足， 车速就要降低，此时需要发动机随车速降 低而发出更大扭矩，以克服爬坡阻力。因 此，为表明发动机的性能，引入扭距储备 系数和转速储备系数的概念。
be
K3
1
im
小时耗油量
B
K4
v
n
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第二节 发动机台架试验
一、试验台装置 基本组成、装配关系、固定、支承
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二、制动测功装置—测功器 1.水力测功器
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2.平衡式电力测功器 3.电涡流测功器
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三、耗油率的测量 1.容积法
充油
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测量
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（一）外特性曲线变化趋势
1．扭矩曲线变化趋 势
柴油机的扭矩曲线比 汽油机平坦。
柴油机扭矩曲线的变 化趋势，很大程度上决定 于每循环供油量随转速变 化的情况。
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扭矩表达式可定性 地写成
TtqK2imb
由式可见，柴油机 扭距随转速的变化趋势 决定于ηit、ηm、△b随 转速n变化的趋势。
实验三 发动机万有特性试验
“发动机万有特性试验”实验指导书（中南林机电院刘谦钢）一、实验目的及要求(参见“发动机原理实验教程”P8)1实验目的：1.1掌握发动机万有特性的试验方法。
1.1.1 掌握发动机负荷的加载方法和转速、燃油消耗率的测量方法。
1.1.2 掌握发动机功率、转速、油耗等测量仪器设备的选择、操作、使用方法。
1.1.3 熟悉发动机万有特性测试数据的分析和处理方法。
1.2 通过实验，学习绘制、分析发动机万有特性曲线。
1.2.1 依据原始数据和处理的数据，绘制发动机万有特性曲线。
1.2.2 通过分析万有特性曲线评价发动机在各种工况下的经济能，并为合理选用发动机和了解发动机在各种工况下的性能提供资料。
2 实验要求：2.1 每次参加试验的学生为10～20人。
2.2 实验前复习发动机原理教材中发动机万有特性的相关内容，认真阅读实验指导书及其附件。
2.3 实验时应作好记录纸笔等准备，按指导书操作仪器设备、试验及作好实验记录。
2.4 实验后，严格按实际实验数据正确处理实验数据，绘制发动机万有特性曲线，分析发动机在各种工况下的经济性，认真撰写实验报告。
二、实验预习及准备(参见“发动机原理实验教程”P8～P9。
)1 实验原理：（参见“发动机原理实验教程”P1～P4。
）1.1 万有特性定义：即发动机主要性能参数之间相互关系的综合特性。
在万有特性曲线上，可以表示3个或3个以上的性能参数之间的关系，故又称为多参数特性曲线。
最常见的形式是以转速n为横坐标，以平均有效压力Pc为纵坐标，在图上画出许多条等油耗率ge曲线、等功率Pe曲线。
1.2 万有特性的作用发动机负荷特性和功率特性分别从不同角度反映出发动机的主要性能随负荷或转速变化的规律，从而可以基本评价发动机的性能和判断是否能够满足发动机的要求。
而万有特性则是一种能同时反映出各种不同工况（功率（扭矩）/转速）下油耗率等性能的曲线。
1.3 测量原理1.3.1 功率测量原理（同发动机总功率试验）1.3.2 燃油消耗率测量原理（同发动机总功率试验）1.3.3 排温、油温测量原理（同发动机总功率试验）2 实验设备及仪器：详见附件2。
第7章 发动机性能试验
7.1.5 起动试验
起动试验测量项目：起动失败次数、起动成功的拖 动时间、环境温度和进气状态。起动机和蓄电池的 最低工作电压、拖动及自行运转的发动机转速、起 动电流、进气管绝对压力等与时间的关系曲线；起 动前冷却液，各种润滑油及电解液的温度。汽油牌 号及馏程、柴油牌号。 起动试验评定方法： 起动失败一次扣2 分，失败两次扣5 分，失败三次 评定为1 分。 发动机的起动性总分等于起动成功的评分减去起动 失败的扣分数。 若差值小于1 时，令总分为1。
7.1.6 怠速试验 低温冷机怠速试验 在规定的低温下，起动机停止拖动后，发动 机能自行运转，即开始低温冷机怠速试验。 手动变速器在空挡（M—O），离合器接合, 运行20s，终了时记录数据；随后仍在空挡 （M—O），离合器分开，运转20s，终了时 记录。 若系自动变速器，在“停车挡”（ A—P），运转20s, 终了时记录所需测量项目 数据。
第7章 发动机性能试验 7.1.4 机械损失功率 发动机的机械损失功率是发动机运转过程中 的机械摩擦功率、附件功率和泵气损失功率 之和。机械效率在大功率输出时可以超过 80%，中低负荷时较低，怠速时为零。 机械损失功率试验的目的就是评定发动机的 机械损失功率和点燃机节气门全开和全关的 泵气损失的差异。
第7章 发动机性能试验 7.1.1 发动机功率试验
1．试验内容及测试项目
试验时，油门全开，等于及低于额定转速范围内， 依次地改变转速进行测量，适当地分布8个以上的 稳定工况点做为测量点。测试各测量点的转速、转 矩、油耗量，并计算功率和燃料消耗率等。 测量主要项目有： 转速、转矩、燃料消耗率、排放污染物、排气温 度、点火或喷油提前角、水温、润滑油温、油压以 及燃油温度和燃油牌号等，进气状态、大气校正。
发动机原理名词解释
发动机原理名词解释(总5页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面，使用请直接删除1.高速汽油机、高增压低速大型柴油机的燃烧过程可近似为那个基本的热力过程为何由于汽油机属于均匀混合气的逐渐爆炸燃烧，燃烧速度很快，而在上止点附近容积变化很小，因此燃烧过程相当于等容加热。
低速柴油机燃油质量较差，形成可燃混合气速度慢，不均匀混合气燃烧速度很慢，持续时间长，接近于等压加热。
2. 工质：与能量转换有关的工作物质循环热效率：工质所做的循环功W与循环加热量Q之比压缩比：ε=Va/Vc压力升高比：λ=Pz/Pc循环平均压力Pi：单位气缸容积所做的循环功指示功Wi：一个实际循环工质对活塞所做的有用功平均指示压力Pmi：发动机单位汽缸工作容积的指示功指示热效率ηi：实际循环指示功与所消耗的燃料热量之比指示燃料消耗率bi：单位指示功的耗油量平均有效压力Pme：发动机单位气缸工作容积所输出的有效功有效功率Pe：指示功率减去机械损失功率是发动机的对外输出功率有效扭矩Ttq：发动机工作时，由功率输出轴输出的扭矩有效燃油消耗率be：单位有效功的耗油量有效热效率ηe：发动机有效功We与所消耗的燃料热量Q之比升功率PL：发动机每升工作容积所发出的有效功率比质量me：发动机干质量m与所给出的标定功率之比机械效率ηm：有效功率与指示功率之比过量空气系数α：燃烧1千克燃料实际提供的空气量L与理论上所需空气量Lo 之比充气效率ηv：实际进入汽缸的新鲜工质与进气状态下充满气缸工作容积的新鲜工质之比喷油泵速度特性：喷油泵油量控制机构位置固定，循环供油量随喷油泵转速变化的关系负荷特性：发动机转速不变，其经济性指标随负荷而变化的关系速度特性：发动机性能指标随转速变化的关系外特性：节气门保持全开，所测得的速度特性为外特性燃料调整特性：一定节气门开度和一定转速下，发动机功率Pe和燃油消耗率be随燃料消耗量β（或α）的变化曲线。
《发动机万有特性》课件
噪音是发动机问题的一种常见指标，可能表示零件磨损、间隙过大或其他故障。
发动机的效率与性能
燃油效率
燃油效率是发动机高效工作的关 键指标，可以通过改善燃烧过程 和减少能量损失来提高。
压缩比与功率
压缩比决定了发动机的输出功率， 可以通过调整气缸容积和进气系 统来优化。
排放性能
发动机的排放性能影响着环境和 健康，需要采用先进的排放控制 技术。
发动机的进一步发展
涡轮增压技术
涡轮增压技术可以提高发动机的功 率和燃油效率，是现代发动机技术 的重要一环。
汽车电动化趋势
汽车电动化正成为全球汽车行业的 发展趋势，电动发动机具有零排放 和高效率的特点。
等离子点火技术
等离子点火技术可以提高燃烧效率 和可靠性，是发动机点火系统的创 新技术。
其他相关知识
使发动机能够顺利地运转。
3
循环过程
发动机的工作循环包括吸气、压缩、燃烧和 排气四个过程，让燃料能有效地转化为机械 能。
热力过程
发动机的热力过程影响着其效率和性能，包 括燃烧温度、压力比和排放等方面。
发动机常见问题
1 过热
发动机过热可能导致损坏，需要及时检查冷却系统和润滑系统。
2 漏油
漏油可能是发动机密封件磨损或损坏导致的问题，需要修复或更换。
润滑系统的重要性
润滑系统可以减少零件磨损，保持发动机的正常运 Nhomakorabea转和寿命。
上马的过程
发动机的启动过程包括供油、点火和传动力矩转动， 让发动机顺利投入工作。
结论
发动机是现代车辆不可或缺的部件之一，是衡量车辆性能的重要指标。了解发动机的特性有助于我们更好地理解和 维护汽车。
参考文献
汽车发动机原理实验解析
实验一、发动机机械损失的测定
倒拖法：当发动机以给定的工况运行，其热力 状态达正常值后，切断发动机的供油，用电力 测功机拖动发动机，测得拖动功率即为该工况 下的机械损失功率 Pm，则：
注：此法只适用于柴油机。
负荷特性法：测取给定工况下柴油机的负荷特 性，绘制以平均有效压力 pme 值为横坐标的 小时耗油量曲线，在曲线上接近直线的线段作 切线，延长与横轴相交。交点至原点的距离即 为 pmm。在测得给定工况Pe后：
3、调节M 旋钮，使内燃机在最小负荷下运行， 待运转平稳后，测定并记录待测参数；
4、保持上述转速不变，调节M 旋钮，增加测功 器负荷，在油门整个开度范围内，适当顺次地取 8个左右测点进行测量，直到油门全开为止；
实验二 四冲程发动机的负荷特性实 验
5、在试验过程中，以有效功率 Pe为横坐标，以燃油消耗率B 为 纵坐标，绘制监督曲线（如图 1 所示），检查试验的准确性如果 有不规则点，应及时补测；
2、逐渐开大油门，同时配合调整测功机，以增加内燃机 负荷，直至油门全开，内燃机在最大扭矩转速下运转；
3、将点火提前角（或喷油提前角）调整至最佳位置（电 控汽油机无需调整）；
4、调整内燃机油门至预定开度并固定（柴油机固定供油 拉杆），调整内燃机负荷，使之稳定运转于可能达到的最 低转速。待平稳后，测定并记录待测参数和监视参数；
一、 实验目的和任务 １、 了解发动机在油门开度一定时，发动机扭矩Ttq、功
率 Pe、有效燃油消耗率 be和小时耗油量 B随发动机转速 n变化而变化的规律，从而确定发动机工作时的最佳转速 范围。 ２、 了解（或熟悉）测功机的特性和工作原理，掌握测 控系统的操作方法。 ３、 了解（或熟悉）制取发动机的负荷特性的方法、步 骤与基本操作技术。 二、 实验仪器、设备及材料 测功机（电涡流型）一台，汽油机（单缸或多缸）一台， 转速表（机械式或数字式，或测功机自带转速传感器）一 只，温度传感器（排气温度、水温、油温）若干个，机油 压力表，天平（或自动油耗测量仪），以上各部分可能集 成为发动机测控台架一套。大气压力、温度、湿度计各一 支。计算器一只，工具一套，燃料若干。
发动机原理第八章发动机特性
柴油机经济性比汽油机好， gemin大约 低20-30%。
2、找出提高汽车经济性的途径
提高汽车的负荷率。 在动力性足够时，尽量提高发动机工作时的 负荷率，选用功率较小的发动机。
3、柴油机功率标定
? ↓，燃速↑-ηi↑ 机械损失相对 ↓-ηm↑ →ge↓ 直至 gemin。 负荷再增加 , α↓-ηi↓ ge又上升。
负荷↑↑混合气量↑ α↓ 所以Gf↑
二、柴油机的负荷特性
（一）定义： 当柴油机保持转速不变，
改变循环供油量 ? g时，ge随 负荷而变化的关系。
性
ge
?
k1'
?
?i
1
?? m
汽油机点火提前角调整特性
随运转情况而变化的关系称性能特性(或使用特性 ) 发动机主要特性包括： 负荷特性、速度特性、调
速特性、万有特性、烟度特性、排放特性等。
第一节 负荷特性
定义：
转速不变时，其经济性指标随负荷而变化 的关系。
用曲线表示→负荷特性曲线。 负荷率：发动机发出的扭矩与在该转速下 最大扭矩之比，用百分数表示。
第三节 柴油机的调速特性
一、柴油机上安装调速性的必要性
1、怠速转速不稳； 2、怠速易熄火； 3、高速易飞车
造成上述问题的根本原因是Δg随转速的增加 而增加，所以调速器工作时，Δg应随转速的增 加而减少。
二、全程式调速器
1、定义：
从最低 转速到 最高转 速都起 作用的 调速器。
调速弹簧 加速
推力盘
一、汽油机的速度特性
（一）外特性
1 节气门开 、 度一定， 主 α基本不随 要 n而变化 工
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第 2 组
西华大学实验报告
开课学院及实验室：交通与汽车工程学院内燃机实验室实验时间： 2011 年月日
2、实验设备、仪器及材料
3、实验内容
3.1 一般实验（非上机实验）：
3.1.1实验方案设计与选择（设计性、创新性实验需写该项内容）
3.1.2实验原理及实验步骤（实验工作原理或实验的主要操作过程）
3.1.3实验记录（核心代码及调试过程）
3.2 上机实验：
3.2.1上机实验的内容及要求
3.2.2算法设计思想与算法实现步骤
3.2.3程序核心代码，程序调试过程中出现的问题及解决方法
3.2.4 程序运行的结果
注解：理工科实验需记录实验过程中的数据、图表、计算、现象观察等，实验过程中出现的问题；其它如在计算机上进行的编程、仿真性或模拟性实验需记录程序核心代码以及程序在调式过程中出现的问题及解决方法；记录程序执行的结果。
4、实验总结
4.1实验结果分析及问题讨论
4.2实验总结心得体会
注解：实验总结的内容根据不同学科和类型实验要求不一样，一般理工科类的实验需要对实验结果进行分析，并且对实验过程中问题进行讨论；在计算机上进行的编程、仿真性或模拟性实验需要对上机实践结果进行分析，上机的心得体会及改进意见。
其它实验应总结实验过程写出心得体会及改进意见。
说明：各门实验课程实验报告的格式及内容要求，请按照实验指导书的要求手工书写。
一、实验目的和任务
1、进一步掌握万有特性曲线意义
2、掌握发动机万有特性曲线的测定和绘制方法
3、了解万有特性曲线的用途
负荷特性、速度特性只能表示某一油量控制机构位置固定或某一转速时，发动机参数间的变化规律，而对于工况变化范围大的发动机要分析各种工况下的性能，就需要在一张图上全面表示出发动机性能的特性曲线，这种能够表达发动机多参数的特性称为万有特性。
广泛应用的万有特性用n为横坐标，用平均有效压力Pme为纵坐标，在图上画出许多等油耗率曲线和等功率曲线。
根据需要，还可以在万有特性曲线上绘出等节气门开度线、等排放线、等过量空气系数线等。
二、实验仪器、设备及材料
测功机（电涡流型）一台，汽油机（单缸或多缸）一台，转速表（机械式或数字式，或测功机自带转速）一只，温度传感器（排气温度、水温、油温）若干个，机油压力表，自动耗油测量仪，以上各部分可能集成为发动机测控台架一套。
大气压力、温度、湿度计各一支。
计算器一只，工具一套，燃料若干。
三、实验原理及步骤
（一）、起动发动机，并预热之，待发动机冷却液温度和润滑油程度均达到规定范围才可开始实验；
（二）、分组按发动机速度（或负荷特性）实验方法完成一系列不同节气门开度下的速度特性，或者不同发动机转速下的负荷特性。
（三）、根据发动机类型的不同，万有特性有两种绘制方法，即负荷特性法和速度特性法。
对于柴油机，一般是根据不同转速下的负荷特性，用作图法求出；
对于汽油机，则根据不同节气门位置的速度特性，用作图法求得。
万有特性作图法（一）
负荷特性法：
1、将各种转速下的负荷特性以平均有效压力Pme为横坐标，以be为纵坐标，
以同一比例尺、在同一张图纸上绘出特性曲线。
2、根据发动机工作转速范围，标出万有特性横坐标n的标尺，纵坐标Pme的
标尺与整理得到的负荷特性上的Pme标尺相同。
3、将负荷特性旋转90°后，置于万有特性纵坐标轴的左侧，使同样是平均有
效压力的两个坐标对齐。
在负荷特殊图上引若干条等燃油消耗率与be线相
交，每条线各有一至二个交点；再从每一个交点引水平线至万有特性上与
负荷特性线相同转速的位置上，获得若干新交点，并在每一个交点上标注
出燃油消耗率的数值。
4、所有转速下的负荷特性都经过这样的转换后，依次将be值相等的点连成光
滑曲线，即可得到万有特性上的等燃油消耗率线。
等功率曲线是根据式
Pe=K*Pme*n作出，其中K对于一个给定的发动机为常数，这样，在Pme～n
坐标中，等功率曲线是一族双曲线。
图7-15万有特性作图法（一）
图7-16万有特性作图法（一）
万有特性作图法（二）
速度特性法：
根据汽油机的速度特性作出万有特性：
1、第一象限中绘出不同节气门开度的速度特性上的转矩曲线（以平均有效压力Pme
表示），在曲线尾端标出相应的节气门开度。
2、在第四象限绘出相应节气门开度下的燃油消耗率be曲线，同样注明节气门开度
的百分数。
3、在be的坐标轴上，引用若干条等燃油消耗率的水平线与曲线相交，每一水平线
与be曲线族均有一组交点，通过交点引铅垂向上至第一象限，与相应开度的转矩曲线相交，得到一组新交点，并注明燃油消耗率数值。
此时，同一组交点的be值是相等的。
4、将等be值的各点连成光滑的等值线，并标上相应的数值，从而得到万有特性上
的等燃油消耗曲线。
图8-9 万有特性作图法（二）
(四)、由于计算机测试技术以及计算技术的应用，也可采用数值计算方法对大量的试验数据进行回归及等直线的插值运算，从而直接得到万有特性。
（五）、绘制如下所示万有特性曲线：
四、实验注意事项
1、测功器和内燃机的水、油、电路是否通畅，油、水量是否合乎要求；试验所
用仪器是否处于良好状态，精度能否满足要求；各附件是否合乎GB/T6072﹒
3-2003要求；
2、根据分工，到各自的工作岗位熟悉仪器设备，做好实验前的所有准备工作；
3、起动内燃机进行暖机，待达到规定的温度后，再调节油门及测功器，使其达
到规定的工况，在其转速及排气温度稳定后再进行数据的测量（GB/T6072﹒
3-2003规定每个实验工况运行时间不应不少于1分钟）；
4、每种试验工况的全部参数应同时测录：试验中，应绘制监督曲线，即绘制主
要原始参数与试验中选定的参数间的关系曲线。
如有异常数据，要及时分析
原因，进行补测；
5、全部试验内容完成后，配合调整内燃机和测功机，使内燃机在怠速工况下运转，
待温度降低后，切断燃油供应（或切断点火开关），使内燃机停止运转；五、实验记录
各转速下的趋势线公式：
n=1200 y = 14.732x2 - 178.4x + 839.44 n=1400 y = 10.086x2 - 127.07x + 705.19 n=1600 y = 8.1354x2 - 108.5x + 661.17 n=1800 y = 6.959x2 - 99.127x + 656.7 n=2000 y = 9.3491x2 - 129.56x + 726.36 n=2200 y = 8.5436x2 - 118.93x + 690.06 n=2400 y = 7.8626x2 - 112.15x + 660.16 n=2600 y = 7.8443x2 - 119.74x + 709.65
n=2800 y = 7.3773x2 - 112.3x + 676.02 n=3000 y = 6.8363x2 - 106.44x + 667.41 n=3200 y = 8.5697x2 - 124.32x + 701.1 n=3400 y = 8.5656x2 - 129.85x + 777.31 n=3600 y = 10.396x2 - 150.62x + 822.9 n=3800 y = 9.9617x2 - 143.4x + 806.16 n=4000 y = 12.449x2 - 171.34x + 885.99 n=4200 y = 13.151x2 - 176.82x + 899.72列出如下相关数据表格：
依据数据绘出的万有特性曲线：
外特性曲线：
六、思考题
1、万有特性曲线的定义是什么？
答：为了能在一张图上较全面地表示内燃机各种性能参数的变化，经常应用
多参数的特性曲线，称为万有特性。
万有特性一般是在以转速n为横坐标、
平均有效压力Pme(或转矩Ttq)为纵坐标的坐标平面内绘出一些重要的等值
曲线族。
2、万有特性曲线的用途是什么？
答：通过万有特性可以方便地查出发动机在各工况下的性能指标，便于以此
为准，设计发动机充分使发动机在最佳状态下工作。
七、实验心得
通过发动机万有特性曲线的上机实验，除了对万有特性有了实践绘制的体验外，更重要的是通过童老师的讲解学会了用EXCEL来处理表格数据，绘制曲线，解决内燃机分析问题。
此次实验收益颇深。
希望以上资料对你有所帮助，附励志名3条：
1、积金遗于子孙，子孙未必能守；积书于子孙，子孙未必能读。
不如积阴德于
冥冥之中，此乃万世传家之宝训也。
2、积德为产业，强胜于美宅良田。
3、能付出爱心就是福，能消除烦恼就是慧。