彭德軍汽車發(fā)動機教案

1、 汽車發(fā)動機教案課題：發(fā)動機總論 3 重點:發(fā)動機的基本術(shù)語、單缸汽油機的工作原理難點：單缸發(fā)動機工作原理難點突破方法：利用學(xué)生已有的物理知識，著重強調(diào)活塞的運動方向、氣門的開閉情況、氣缸容積的變化與缸內(nèi)壓力溫度的關(guān)系，使學(xué)生通過一個行程的講授掌握知識的規(guī)律，進而很自然地接受其他各行程的工作原理。教學(xué)流程：1、 發(fā)動機的工作原理和總體構(gòu)造。第1節(jié) 發(fā)動機的分類1) 按照所用燃料分類：汽油機、柴油機、煤氣機 2) 按照行程分類：二行程發(fā)動機、四行程發(fā)動機 3) 按照冷卻方式分類：水冷式發(fā)動機、風(fēng)冷式發(fā)動機 4) 按照氣缸數(shù)目分類：單缸發(fā)動機、多缸發(fā)動機 5) 按照氣缸排列方式分類：直列式發(fā)動機、

2、雙列式（V型）發(fā)動機 6) 按照進氣系統(tǒng)是否采用增壓方式分類：增壓式發(fā)動機、非增壓式發(fā)動第2節(jié) 四沖程發(fā)動機工作原理。1、單缸發(fā)動機的結(jié)構(gòu) 利用課件講授，對照課件中的結(jié)構(gòu)圖，逐一講授，使學(xué)生對四沖程發(fā)動機的構(gòu)造有一個初步的了解，特別就弄清楚曲柄連桿機構(gòu)和配氣機構(gòu)的基本工作情況。 為了加深學(xué)生的印象，應(yīng)對發(fā)動機的重要零件加以特別強調(diào)，以加深學(xué)生的印象。 曲軸之“曲”、連桿之“連”、活塞之“活”與“塞”、氣門之“門”、氣缸之“缸（容器）”等，使這些發(fā)動機的重要機件在學(xué)生腦海中留下深刻的印象，提高教學(xué)效果2、 發(fā)動機常用基本術(shù)語。利用課件進行講授，對照課件中的構(gòu)造簡圖，對發(fā)動機的常用術(shù)語逐一說明，簡

3、單說明其含義。 特別注意強調(diào)術(shù)語中的關(guān)鍵字：止點止、氣缸總?cè)莘e總、氣缸工作容積工作、燃燒室容積，壓縮比比、排量排。這些關(guān)鍵字的意義講清了，不但可使學(xué)生掌握這此術(shù)語的含義，更能增強學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。3四行程汽油機工作原理。1） 、進氣行程 2） 、壓縮行程 3） 、作功行程 4） 、排氣行程 講授過程是：先對照課件中不運動的示意圖進行講授，再利用動畫加深理解。 講授中特別強調(diào)的應(yīng)該是：氣門的開閉情況、活塞開始時的位置及運動方向、氣缸的氣體壓力和溫度的變化規(guī)律，行程終了時氣門的開閉情況等，具體參數(shù)只是幫助學(xué)生理解，不作為重點內(nèi)容強調(diào)。 工作過程全部講授完成后，利用動畫對工作過程進行小結(jié)。 總結(jié)：通過

4、單缸發(fā)動機工作原理和發(fā)動機常用基本術(shù)語的講授加深了我對發(fā)動機的認識，以便于我以后能更好的為學(xué)生講授，因為發(fā)動機單缸工作原理不好理解，建議重復(fù)的為學(xué)生進行講解。作業(yè)：1、教材14頁選擇題3題、4題1 / 10課題 1 發(fā)動機總論 4課時教學(xué)目標 掌握內(nèi)燃機型號編制規(guī)則。 掌握發(fā)動機的總體構(gòu)造重點難點：發(fā)動機的總體構(gòu)造，內(nèi)燃機型號的識別方法?；窘谭ǎ褐R講授，舉例說明。教學(xué)用具：黑板、粉筆以及多媒體一、發(fā)動機總體構(gòu)造.。1發(fā)動機組成 1、 曲柄連桿機構(gòu) 曲柄連桿機構(gòu)由機體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組三部分組成。其作用是將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊鶑?fù)運動的機械能，再通過連桿將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)變?yōu)?/p>

5、曲軸的旋轉(zhuǎn)運動而對外輸出動力。 2、 配氣機構(gòu) 配氣機構(gòu)由氣門組及氣門傳動組組成。其作用是使可燃混合氣及時充入氣缸并及時將廢氣從氣缸中排出。 3、 燃料供給系統(tǒng) 汽油機燃料供給系統(tǒng)和柴油機燃料供給系統(tǒng)由于使用的燃料和燃燒過程不同，在結(jié)構(gòu)上有很大差別，而汽油機燃料供給系統(tǒng)根據(jù)混合氣的形成方式不同又可分為傳統(tǒng)化油器式和電控直噴式兩種。其作用是將一定濃度和數(shù)量的可燃混合氣（或空氣）供入氣缸以供燃燒，并將燃燒生成的廢氣排出。 4、 冷卻系統(tǒng) 冷卻系統(tǒng)有水冷卻系統(tǒng)和風(fēng)冷卻系統(tǒng)兩種，現(xiàn)代汽車一般都采用水冷卻系統(tǒng)。其作用是將受熱機件的熱量散到大氣中去，從而保證發(fā)動機正常工作 5、 潤滑系統(tǒng) 潤滑系統(tǒng)的作用是

6、將潤滑油送至各個摩擦表面，以減輕機件的磨損，并清洗、冷卻摩擦表面，延長發(fā)動機的使用壽命。6、 起動系統(tǒng) 起動系統(tǒng)的作用是將靜止的發(fā)動機起動并轉(zhuǎn)入自行運轉(zhuǎn)。 7、 點火系統(tǒng) 點火系統(tǒng)是汽油發(fā)動機獨有的，按控制方式不同又分為傳統(tǒng)點火系和電子控制點火系兩種。其作用是按規(guī)定時刻向氣缸內(nèi)提供電火花以點燃氣缸中的可燃混合氣。柴油發(fā)動機由于其混合氣是自行著火燃燒，故沒有點火系。2、 內(nèi)燃機產(chǎn)品名稱和型號編制規(guī)則。為了便于內(nèi)燃機的生產(chǎn)管理和使用，國家標準(GB72591)內(nèi)燃機產(chǎn)品名稱和型號編制規(guī)則中對內(nèi)燃機的名稱和型號作了統(tǒng)一規(guī)定。 1. 內(nèi)燃機的名稱和型號內(nèi)燃機的名稱和型號內(nèi)燃機的名稱和型號內(nèi)燃機的名稱和

7、型號 內(nèi)燃機名稱均按所使用的主要燃料命名，例如汽油機、柴油機、煤氣機等。 2. 內(nèi)燃機型號由阿拉伯數(shù)字和漢語拼音字母組成。 3. 內(nèi)燃機型號由以下四部分組成：詳圖見書第7頁（圖1-7發(fā)動機型號編制規(guī)則）4. 型號編制舉例 (1) 汽油機 (2) 1E65F： 表示單缸，二行程，缸徑65mm，風(fēng)冷通用型 (3) 4100Q： 表示四缸，四行程，缸徑100mm，水冷車用 (4) 4100Q-4：表示四缸，四行程，缸徑100mm，水冷車用，第四種變型產(chǎn)品 (5) CA6102：表示六缸，四行程，缸徑102mm，水冷通用型，CA表示系列符號(6) 8V100： 表示八缸，四行程、缸徑100mm，V型，

8、水冷通用型(7） TJ376Q： 表示三缸，四行程，缸徑76mm，水冷車用，TJ表示系列符號(8） CA488： 表示四缸，四行程，缸徑88mm，水冷通用型，CA表示系列符號 2 柴油機（1） 195： 表示單缸，四行程，缸徑95mm，水冷通用型 （2）165F： 表示單缸，四行程，缸徑65mm，風(fēng)冷通用型 （3）495Q： 表示四缸，四行程，缸徑95mm，水冷車用 （4）6135Q： 表示六缸，四行程，缸徑135mm，水冷車用 （5） X4105： 表示四缸，四行程，缸徑105mm，水冷通用型，X表示系列代號 教學(xué)方法：先由教師指導(dǎo)學(xué)分析其中的一些型號，絕大多數(shù)型號則讓學(xué)生自己分析得出結(jié)論后

9、，由教師通過講評首先肯定學(xué)生的分析能力，再幫助他們糾正其中的錯誤或補充其?？偨Y(jié)：通過對內(nèi)燃機型號編制規(guī)則和發(fā)動機總體構(gòu)造的分析和講解，使學(xué)生對發(fā)動機總體構(gòu)造有了很清晰的認知和了解，并且學(xué)會了怎樣去分析識別內(nèi)燃機型號。作業(yè)：1、簡述發(fā)動機主要作用課題 1 發(fā)動機總論 3課時教學(xué)目標 理解發(fā)動機常用術(shù)語的基本概念。重點難點：理解發(fā)動機常用術(shù)語。基本教法：知識講授，舉例說明。教學(xué)用具：黑板、粉筆以及多媒體1、 發(fā)動機常用術(shù)語。1、 上止點TDC 上止點是指活塞頂位于其運動的頂部時的位置，即活塞的最高位置。 2、 下止點BDC 下止點是指活塞頂位于其運動的底部時的位置，即活塞的最低位置。 3、 活塞行

10、程S 活塞行程是指上、下止點間的距離，用S表示，單位：mm（毫米）。活塞由一個止點運動到另一個止點一次的過程，稱為一個沖程。 4、 曲柄半徑R 曲柄半徑是指與連桿大頭相連接的曲柄銷的中心線到曲軸回轉(zhuǎn)中心線的距離，用R表示，單位：mm（毫米）。顯然，曲軸每轉(zhuǎn)一周，活塞移動兩個沖程。5、 氣缸工作容積Vh 6、 氣缸工作容積是指活塞從一個止點移動到另一個止點所掃過的容積，用Vh表示，單位：L（升）。顯然有： 式中：Vh氣缸工作容積，L； D氣缸直徑，mm； S活塞行程，mm。 7、 容積Vc燃燒室 燃燒室容積是指活塞位于上止點時，活塞頂上方的氣缸空間容積，用Vc表示，單位：L（升）。 7、氣缸總?cè)?/p>

11、積Va 氣缸總?cè)莘e是指活塞位于下止點時，活塞頂上方的氣缸空間容積，用Va表示，單位：L（升）。8、 發(fā)動機排量VL 9、 發(fā)動機排量是指發(fā)動機所有氣缸工作容積之和，用VL表示，單位：L（升）。對于多缸發(fā)動機，顯然有： 式中：i發(fā)動機氣缸數(shù)。發(fā)動機排量是一個非常重要的特征參數(shù)，轎車就是以發(fā)動機排量大小來進行分級。微型：VL1.0；普通級：VL1.01.6；中級：VL1.62.5；中高級：VL2.54.0；高級：VL4.0。 10、 壓縮比 壓縮比是指氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比，用表示。 壓縮比用來衡量空氣或混合氣被壓縮的程度，影響發(fā)動機的熱效率。一般汽油發(fā)動機壓縮比為610，柴油發(fā)動機壓縮比較高

12、，為1622。 11、 工作循環(huán) 發(fā)動機完成進氣、壓縮、作功、排氣四個過程，稱為一個工作循環(huán)總結(jié)：通過對發(fā)動機常用術(shù)語的基本概念的講解和分析，使得學(xué)生了解到發(fā)動機上經(jīng)常用到的術(shù)語有哪些，它們分別代表什么意思，都有什么作用。作業(yè)：教材14頁選擇題第6題、8題。課題 1 發(fā)動機總論 6課時教學(xué)目標 掌握四沖程發(fā)動機的工作原理 掌握二沖程發(fā)動機工作原理重點難點：理解二沖程發(fā)動機工作原理基本教法：知識講授，舉例說明教學(xué)用具：黑板、粉筆以及多媒體1、 四沖程發(fā)動機工作原理。1、 四沖程汽油機工作原理 四沖程汽油機的工作循環(huán)由進氣、壓縮、作功、排氣四個過程所組成。 （l）進氣行程 活塞由曲軸帶動從上止點向

13、下止點運動，此時，進氣門開啟，排氣門關(guān)閉。在活塞向下 移動的過程中，氣缸內(nèi)容積逐漸增大，形成一定真空度，于是空氣和燃油的可燃混合氣通過進氣門被吸入氣缸，直至活塞到達下止點時，進氣門關(guān)閉，停止進氣。由于進氣系統(tǒng)存在進氣阻力，進氣終了時氣缸內(nèi)氣體的壓力低于大氣壓力，約為0.075MPa0.09MPa。由于氣缸壁、活塞等高溫件及上一循環(huán)留下的高溫殘余廢氣的加熱，氣體溫度升高到370K400K。 （2） 壓縮行程 為使可燃混合氣迅速燃燒，達到改善發(fā)動機動力性和經(jīng)濟性的目的，必須在燃燒前對可燃混合氣進行壓縮，以提高可燃混合氣的溫度和壓力。因此，在進氣行程結(jié)束時立即進入壓縮行程，活塞在曲軸的帶動下，從下止

14、點向上止點運動，由于進、排氣門均關(guān)閉，氣缸內(nèi)容積逐漸減小，可燃混合氣壓力、溫度逐漸升高。 壓縮終了時，氣缸內(nèi)的壓力約為0.6MPa1.2MPa，溫度約為600K700K。 （3） 作功行程 在壓縮行程末，火花塞產(chǎn)生電火花點燃混合氣并迅速燃燒，使氣體的溫度、壓力迅速升高而膨脹，從而推動活塞從上止點向下止點運動，通過連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)作功，至活塞到達下止點時作功結(jié)束。 在作功行程中，開始階段氣缸內(nèi)氣體壓力、溫度急劇上升，瞬間壓力可達3MPa5MPa，瞬時溫度可達2200K2800K。隨著活塞下行，氣缸容積增大，氣缸內(nèi)壓力、溫度逐漸下降，作功終了時，壓力約為0.30.5MPa，溫度約為1300K1600

15、K。 （4） 排氣行程 為使循環(huán)能夠連續(xù)進行，須將燃燒產(chǎn)生的廢氣排出。在作功行程終了時，排氣門打開，進氣門關(guān)閉，曲軸通過連桿推動活塞從下止點向上止點運動，廢氣在自身剩余壓力和活塞推動下，被排出氣缸，至活塞到達上止點時，排氣門關(guān)閉，排氣結(jié)束。 排氣行程終了時，由于燃燒室容積的存在，氣缸內(nèi)還存有少量廢氣，氣體壓力也因排氣系統(tǒng)存在排氣阻力而略高于大氣壓力。此時，壓力約為0105MPa0115MPa，溫度約為900K1200K。 2 四沖程柴油機工作原理 四沖程柴油機和四沖程汽油機一樣，每個工作循環(huán)也是由進氣、壓縮、作功和排氣四個行程組成。由于所使用燃料的性質(zhì)不同，在可燃混合氣的形成和著火方式上與汽油

16、機有很大區(qū)別。 （l）進氣行程 進氣行程不同于汽油機的是進入氣缸的不是可燃混合氣，而是純空氣。由于進氣阻力比汽油機小，上一行程殘留的廢氣溫度也比汽油機低，進氣行程終了的壓力約為0.075MPa0.095MPa，溫度約為 320K350K。 （2） 壓縮行程 壓縮行程不同于汽油機的是壓縮純空氣，由于柴油的壓縮比大，壓縮終了的溫度和壓力都比汽油機高，壓力可達3MPa5MPa，溫度可達800K1000K。 （3） 作功行程 此行程與汽油機有很大差異，壓縮行程末，噴油泵將高壓柴油經(jīng)噴油器呈霧狀噴入氣缸內(nèi)的高溫高壓空氣中，被迅速汽化并與空氣形成混合氣，由于此時氣缸內(nèi)的溫度遠高于柴油的自燃溫度（約500K

17、左右），柴油混合氣便立即自行著火燃燒，且此后一段時間內(nèi)邊噴油邊燃燒，氣缸內(nèi)壓力和溫度急劇升高，推動活塞下行作功。 作功行程中，瞬時壓力可達5MPa10MPa，瞬時溫度可達 1800K2200K，作功行程終了時壓力約為0.2MPa0.4MPa，溫度約為 1200K1500K。 （4） 排氣行程 此行程與汽油機基本相同。排氣行程終了時的氣缸壓力約為0.105MPa0.125MPa，溫度約為800K1000K。 3、四沖程汽油機與柴油機工作原理的比較 由上述四沖程汽油機和柴油機的工作循環(huán)可知，兩種發(fā)動機的工作循環(huán)既有共同點，又有差別，歸納如下： （1） 兩種發(fā)動機中，每完成一個工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)兩周（

18、7200），每完成一個行程曲軸轉(zhuǎn)半周（1800），進氣行程是進氣門開啟，排氣行程是排氣門開啟，其余兩個行程進、排氣門均關(guān)閉。 （2） 無論是汽油機還是柴油機，在四個行程中，只有作功行程產(chǎn)生動力，其余三個行程是為作功行程作準備的輔助行程，都要消耗一部分能量。 （3） 兩種發(fā)動機運轉(zhuǎn)的第一循環(huán)，都必須靠外力使曲軸旋轉(zhuǎn)完成進氣和壓縮行程，作功行程開始后，作功能量儲存在飛輪內(nèi)，以維持循環(huán)繼續(xù)進行。 （4） 汽油機的混合氣是在氣缸外部形成的，進氣行程中吸入氣缸的是可燃混合氣；柴油機的混合氣是在氣缸內(nèi)部形成的，進氣行程中吸入氣缸的是純空氣。 （5） 汽油機在壓縮終了時，靠火花塞強制點火燃燒，而柴油機則靠混

19、合氣自燃著火燃燒。2、 沖程發(fā)動機工作原理1、 沖程汽油機在結(jié)構(gòu)上與四沖程汽油機的不同之處在于沒有了進、排氣門，取而代之的是進氣孔、排氣孔和換氣孔。2、圖1-11為單缸二沖程汽油機的工作循環(huán)示意圖，其工作原理如下： （1）第一行程 ：活塞由曲軸帶動從下止點向上止點移動，當活塞上行至關(guān)閉換氣孔和排氣孔時，已進入氣缸的新鮮混合氣被壓縮，直至上止點時，壓縮結(jié)束；與此同時，隨著活塞上行，其下方曲軸箱內(nèi)形成一定真空度，當活塞上行到進氣孔開啟時，新鮮混合氣被吸入曲軸箱。 （2）第二行程：活塞接近上止點時，火花塞產(chǎn)生電火花，點燃被壓縮的可燃混合氣，燃燒形成的高溫、高壓氣體推動活塞下行作功，當活塞下行到關(guān)閉進

20、氣孔后，曲軸箱內(nèi)的混合氣被預(yù)壓縮，活塞繼續(xù)下行至排氣孔開啟時，燃燒后的廢氣靠自身壓力經(jīng)排氣孔排出；緊接著，換氣孔開啟，曲軸箱內(nèi)經(jīng)預(yù)壓的混合氣進入氣缸，并排除氣缸內(nèi)殘余廢氣，這一過程稱為換氣過程，它將一直延續(xù)到下一行程活塞再上行關(guān)閉換氣孔和排氣孔時為止。 由上述工作原理可知，第一行程時，活塞上方進行換氣、壓縮，活塞下方進行進氣；第二行程時，活塞上方進行作功、換氣，活塞下方預(yù)壓混合氣。換氣過程跨越二個行程。 2、 二沖程發(fā)動機的特點 （l）由于進排氣過程幾乎是完全重疊進行的，所以在換氣過程中有混合氣損失和廢氣難以排凈的缺點，經(jīng)濟性較差。 （2） 完成一個工作循環(huán)，曲軸只轉(zhuǎn)一圈，當與四沖程發(fā)動機轉(zhuǎn)速

21、相等時，其作功次數(shù)比四沖程多一倍。因此，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，與同排量四沖程發(fā)動機比較在理論上發(fā)出功率應(yīng)是四沖程發(fā)動機的兩倍，但由于換氣時的混合氣損失，實際上只有1.51.6倍。由于沒有氣門機構(gòu)，發(fā)動機結(jié)構(gòu)較為簡單?？偨Y(jié) ：通過對發(fā)動機工作原理的分析和講解，使學(xué)生知道汽車在行駛過程中發(fā)動機是如何工作的。作業(yè)布置：1、簡述汽油機和柴油機的不同之處。課題 1 曲柄連桿機構(gòu) 5課時教學(xué)目標 掌握曲柄連桿機構(gòu)的作用和組成重點難點：理解曲柄連桿機構(gòu)的作用基本教法：知識講授，舉例說明教學(xué)用具：黑板、粉筆以及多媒體一、曲柄連桿機構(gòu)是往復(fù)活塞式發(fā)動機實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的主要機構(gòu)。其作用是將燃氣作用在活塞頂上的壓力轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩，使曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運動而對外輸出動力。 二、曲柄連桿機構(gòu)由三部分組成。 1、 機體組 主要包括氣缸體、曲軸箱、氣缸蓋、氣缸套、氣缸墊等不動件。 2、 活塞連桿組 主要包括活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿等運動3、 曲軸飛輪組 主要包括曲軸、飛輪等機件。 三、曲柄連桿機構(gòu)受力分析1、 氣體作用力 2、 往復(fù)慣性力 3、 離心力 4、 摩擦力4、 機體組的構(gòu)造與維修1、 氣缸體與曲軸箱的構(gòu)造 （1） 氣缸體的結(jié)構(gòu)形式 氣缸體有三種結(jié)構(gòu)形式，即平分式、龍門式和隧道式。 （2） 氣缸的排列方式 發(fā)動機氣缸排列方式基本上有三種：直列式、V型和對置式， （3） 氣缸與氣缸套 氣缸套