3.1 配气机构的功用和组成与气门组部件的构造（教案）《汽车发动机构造与维护》同步精品课堂（人交版·第4版）

《汽车发动机构造与维修》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 任务3.1配气机构的功用和组成与气门组部件的构造 授课教师 1 学时数 1 授课班级 人数 授课时间 教学地点 理实一体化教室 二、设计意图 学情分析 学生普遍理解其功用在于控制进气和排气，提升发动机效率，但对组成细节如凸轮轴、气门组等的构造和协同工作机制掌握不够深入。气门组部件构造方面，学生需加强对气门、气门弹簧、导管等部件功能和相互作用的理解。教学中应强化实物演示和互动讨论，以促进学生对配气机构复杂性的认识和实践技能的提升。 背景分析 汽车发动机构造与维修教材强调产教融合，以汽车维修企业实际工作过程和岗位职责为依据，结合职业院校专业课教材的现状，体现了职业教育的特点，强调理论与实际相结合，易学易懂，并整合了移动多媒体技术，方便读者理解相关知识。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 提高学生的实践能力和专业技能。 掌握配气机构的功用和组成 熟悉气门组部件的主要构造 学习任务 描述 掌握配气机构的功用和组成 熟悉气门组部件的主要构造 教学资源 准备 教师准备：讨论主题、学生任务书； 学生准备：在线讨论、完成任务书。 教学重点 掌握配气机构的功用和组成 教学难点 熟悉气门组部件的主要构造 教学难点突破方法 课程中应强化实践操作与理论教学的结合，通过案例教学等方法，帮助学生更好地理解和掌握汽车发动机构造与维修的关键技术。 三、教学策略 教法 讲授法、演示法、讨论法； 学法 小组讨论法、自主阅读法。 四、教学资源 教材工具材料 《汽车发动机构造与维修》，主编：张嫣、苏畅，2022年1月第4版；人民交通出版社出版。 教学情景 创设 五、教学过程 教学环节 教学内容 教师活动 学生活动 设计意图 知识复习与回顾（2分钟） [引入主题]（2分钟） 任务引入：总结气门组部件的主要构造。 提出问题，认真回答问题。 接收并查看本节课堂任务书。查看并记住本节任务的学习目标。 1、组织学生回答问题，使同学们提起兴趣，对学习内容参与度更深。 2.下发和展示任务，让学生明确课堂任务，学习课堂知识。 新 课 导 入 （3分钟） [新课引入]（3分钟） 引导学生分析任务书，明确本节课的学习内容。 通过任务书，采用提问方式引出今天的内容。 1.跟上老师思路。 2.学生分小组交流讨论，总结出小组答案。 激发学生探索学习的欲望与兴趣，还可以把本次课程的内容快速引入课堂。 探索 新知（2分钟） 配气机构的功用和组成 配气机构的功用是按照发动机每一汽缸内所进行的工作循环或发火次序的要求，定时开启和关闭各汽缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气(汽油机)或空气(柴油机)得以及时进入汽缸，废气得以及时从汽缸中排出。进入汽缸内的可燃混合气或空气对发动机性能的影响很大。进气量越多，发动机所发出的转矩越大、功率越高。 上课前老师收集相关的新专业、职业、技能等知识。 学生对新专业了解后，再上网查一下新专业所涉及的知识点。 使用学生对新专业有个大概了解，自己再去收集相关资料补充自己的知识面。 学 习 新 知（14分钟） 配气机构如图3-1所示。配气机构由气门组和气门传动组组成。气门组包括气门、气门座、气门导管和气门弹簧等部件。气门传动组主要包括凸轮轴、凸轮轴正时带轮、正时齿形带、张紧轮、液压挺柱等部件。 发动机工作时，曲轴通过曲轴正时带轮、正时齿形带、凸轮轴正时带轮驱动凸轮轴旋转，当凸轮轴转到凸轮的凸起部分顶到液压挺柱时，通过液压挺柱，压缩气门弹簧，使气门离座，即气门开启。当凸轮凸起部分离开液压挺柱时，气门便在气门弹簧力的作用下上升而落座，气门关闭。 由于四冲程发动机每完成一个工作循环，曲轴旋转2周，而各缸进、排气门各开启1次，完成一次进气和排气，此时凸轮轴只旋转1周，因此，曲轴与凸轮轴的转速比为2:1,即凸轮轴正时带轮的齿数是曲轴正时带轮齿数的2倍。 主要讲解配气机构。 学生在书本上找出对应的内容并勾画出重点内容。 通过直观教学法，使用电教媒体PPT的形式，不仅能进一步激发学生的兴趣，也有利于加深学生对知识的理解和对内容的掌握。 气门组 气门及其相关零件称为气门组，气门组的作用是实现汽缸的密封。配置一根气门弹簧的标准型的气门组如图3-2所示。 1)气门 (1)气门结构。气门的功用是与气门座相配合，对汽缸进行密封。气门由气门头部和气门杆部两部分组成，如图3-3所示。气门头部用来封闭汽缸的进、排气道；气门杆部用来为气门的运动导向。 ①气门头部。气门头部的形状有平顶、喇叭形顶和球面顶，如图3-4所示。使用最多的是平顶气门头部，进、排气门均可采用。喇叭形顶气门头部多用于进气门，球面顶气门头部适用于排气门。 气门头部与气门座圈接触的工作面，是与气门杆部同心的锥面，通常将这一锥面与气门顶部平面的夹角称为气门锥角，如图3-5所示，一般做成30°或45°。 考虑到进气阻力比排气阻力对发动机性能的影响大得多，为尽量减小进气阻力，一般进气门的尺寸略大于排气门的尺寸，这是因为进气是利用活塞下移产生的真空来实现的，进气门大些，可提高进气效率；而排气是通过活塞上升将废气排出的，排气门即使是小一些也不会造成太大的影响。 ②气门杆。气门杆是圆柱形，在气门导管中不断作上、下往复运动。气门杆尾部结构取决于气门弹簧座的固定方式，常见的结构形式如图3-6所示。 教师根据气门组讲解。 学生跟上老师的思路； 抽取学生回答老师的提问； 让学生能够快速的掌握工序等主要流程的内容 突破了课程内容难点。 (2)气门数。在短时间内能够将尽量多的气体吸入和排出，在很大程度上影响着发动机的整体性能。从气门在有限制的燃烧室表面积中所占的面积来看 与具有两个气门的汽缸相比，进、排气门越多，则气门面积之和就越大，进、排气效率越高，而且可以使单个气门的体积减小，质量减轻；但气门数越多，结构越复杂，成本越高。 ①2气门式(图3-7)。每个汽缸采用一个进气门和一个排气门，一般进气门比排气门大些。 ②3气门式(图3-8)。每个汽缸有2个进气门和1个排气门，排气门大对排出高温气体有利，能提高发动机排气性能。 ③4气门式(图3-9)。每个汽缸有2个进气门和2个排气门，两套凸轮轴装置分别控制一组进、排气门的开闭。 ④5气门式。每个汽缸有3个进气门和2个排气门，并以梅花形状分布，如图3-10所示。 2)气门座 汽缸盖上的进、排气道与气门锥面相结合的部位称为气门座(图3-11),气门座的锥角和气门锥角相同，一般也是30°或45°。气门座不仅有密封作用，还起到了冷却气门的作用。 3)气门导管 气门导管(图3-12)的功用是为气门的运动导向，保证气门作直线往复运动使气门与气门座能正确贴合。气门杆与气门导管之间一般留有0.05~0.12mm的间隙，使气门杆能在导管中自由运动。 4)气门弹簧 气门弹簧的功用是保证气门及时落座并与气门座或气门座圈紧密贴合，同时也可防止气门在发动机振动时因跳动而破坏密封。 气门弹簧多为圆柱形螺旋弹簧，如图3-13a)所示，安装时，气门弹簧的一端支撑在汽缸盖上，而另一端则压靠在气门杆尾端的弹簧座上，弹簧座用锁片固定在气门杆的末端；为了防止弹簧发生共振，可采用变螺距的圆柱形弹簧，如图3-13b)所示；大多数高速发动机是一个气门装有同心安装的内、外两根气门弹簧，如图3-13c)所示，这样不但可以防止共振，而且当一根弹簧折断时，另一根仍可维持工作。此外，还能减小气门弹簧的高度，当装用两根气门弹簧时，气门弹簧的螺旋方向和螺距应各不相同，这样可以防止折断的弹簧圈卡入另一个弹簧圈内。 5)气门油封 气门油封安装在气门导管上部，防止发动机润滑油从气门杆与气门导管之间的间隙漏入燃烧室。气门油封由橡胶圈和弹簧组成(图3-14),更换气门油封时必须使用专用工具安装，以免造成油封损坏。 教师讲解气门组，通过展示图片和理论相结合的形式，更形象的记忆 学生跟上老师的思路； 图片展示更加直观 学生再练习（6分钟） 4、分配任务：（6分钟）（思政导入：团队合作，培养学生学会思考，解决问题能力） 1）、以小组为单位回答问题：总结气门组部件的主要构造。 2）、每组派出代表回答老师提问 4）、学生分组相互评价 5）、老师点评，哪个组最好，回答最准确。评出优胜小组。 1、教师分配任务小组任务，随堂进行观察和指导。 2.讨论完成后，教师以提问形式选择学生进行问题的回答。 3.各组互评后，教师进行总结评价。 学生小组讨论后每个组派一人或者两人回答。学生之间互评打分。 学生对知识的一个巩固过程，调动学生的学习积极性。 课堂 总结（2分钟） 教师总结（2分钟） 配气机构课程深入讲解了其控制进排气、优化燃烧过程的关键作用，以及由气门组、气门传动组构成的详细结构。课程重点介绍了气门、气门弹簧、导管等部件的设计原理和功能，强调了各部件协同工作对发动机性能的影响，并通过案例分析和实操演示，加深了学生对配气机构复杂性的理解。 布置下节课任务（40分钟） 布置下节课任务（40分钟） 预习下节课内容 布 置 作业（13分钟） [完成作业]（13分钟） 1.描述气门组的主要组成部分及其功能。 2.气门头部为什么通常设计成锥形？ 3.气门导管的作用是什么？ 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 在配气机构及气门组部件构造的教学中，发现需加强学生对配气机构复杂性的理解，通过更多实物模型和动态演示来辅助教学。同时，应增加实践操作环节，让学生亲手拆装部件，以加深对气门组构造和功能的认识，提高教学的互动性和实用性。 教师分配任务 学分组讨论 学生问题提问 学生分组回答 教师总结 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 学科网（北京）股份有限公司 $$