模块一 混合动力汽车发展概况（教案）《混合动力汽车发动机检测与维修》同步精品课堂（劳动版·第3版）

《混合动力汽车发动机检测与维修》教案 课 题 模块一 混合动力汽车发展概况 课 型 理论课 课 时 2 授课班级 授课时间 授课教师 教材分析 本节课的内容是关于《混合动力汽车发动机检测与维修》中的模块一。要求学生理解混合动力汽车的功用、结构等，课标要求是掌握混合动力汽车的作用。选用的教材是由中国劳动社会保障出版社出版的《混合动力汽车发动机检测与维修》（第三版），学习内容是混合动力汽车的内容和各项方法。 学情分析 知识储备：对混合动力汽车有着初步的了解。 能力水平：熟悉混合动力汽车的各项方法。 学习特点：学习、接受新知识能力较弱，尤其是理论性强的知识，不能充分利用课余时间学习。 学习目标 知识目标：理解维护工具与设备的使用。 能力目标：能够掌握维护作业前的准备。 素质目标：1.认识到混合动力汽车的重要性。 2.积极参与课堂，能够表达自己的观点和想法。 学习重难点 教学重点：1. 新能源汽车的发展历程。 2. 混合动力汽车的定义。 教学方法 讲授法、讨论法、演示法、实物教学法 课前准备 教师准备：教学课件 学生准备：课前预习 教学媒体 多媒体教室、多媒体课件 教学过程 教学环节 教师活动设计 学生活动设计 设计意图 活动一： 创设情境 生成问题 1. 情境导入 让学生阅读教材导入情景，引导学生思考： 混合动力汽车基本知识。 2. 展示学习目标 认识到混合动力汽车的重要性。 掌握混合动力汽车的基本知识的具体内容。 1.阅读导入情景，思考教师提问，结合生活中的实际，认真回答。 2.查看并记住本节任务的学习目标。 1.通过情景问话，引出本课主题。同时激发学习兴趣。 2.通过课件展示本节任务，让学生明确课堂任务。 活动二： 调动思维 探究新知 一.导入新课:组织教学、吸引学生注意力，使学生进入上课状态。 二.1.新课讲解:借助PPT讲授混合动力汽车基本知识内容，利用课件进行讲授，对比课件中的构造简图 ，对混合动力汽车基本知识有一个初步的了解。 一、新能源汽车的发展历程 随着科技的进步和经济的发展，汽车产业蓬勃发展，汽车保有量急剧增长，带来了石油能源消耗过快和环境污染的问题。交通领域的能源消耗是造成全球温室气体排放以及局部环境污染的主要原因之一，低碳环保已经成为一种国际趋势，交通能源向新能源的转型顺应国际趋势，正在迅速推进。选择和使用新能源汽车作为一种新的出行方式，越来越多地被寻常百姓的家庭所接受。 寻找清洁、环保、利用率更高的清洁能源已变得迫在眉睫，新能源汽车已成为传统燃油汽车转型的新方向。 新能源汽车目前主要包括纯电动汽车、燃料电池汽车和混合动力汽车。其中，燃料电池汽车由于其燃料的生成、储存和配置等方面的技术屏障，以现在的汽车工业水平还无法大规模生产。目前，新能源汽车的发展趋势是零排放的纯电动汽车和超低排放的混合动力汽车。纯电动汽车虽然具有零污染、零排放的巨大优势，但却受制于续航里程短和充电桩少，纯电动汽车的销售数量还不多。混合动力汽车同时具有内燃机汽车和纯电动汽车两者的优点，不仅具有可观的续航里程，而且具有较低的燃油消耗量和尾气排放量，所以在纯电动汽车解决动力电池技术瓶颈实现大规模商业化生产之前，混合动力汽车成为有效的过渡汽车种类。 二、混合动力汽车的定义 混合动力汽车是指拥有至少两种动力源，使用其中一种或多种动力源提供部分或者全部动力的汽车。混合动力汽车驱动系统由两个或多个能同时运转的单个驱动系统联合组成，车辆的行驶功率依据实际的车辆行驶状态由驱动系统单独或共同提供。因各个组成部件、布置方式和控制策略的不同，形成了多种分类形式。混合动力车辆的节能、低排放等特点引起了汽车界的极大关注，并成为汽车研究与开发的一个重点。混合动力装置既发挥了发动机持续工作时间长、动力性能好的优点，又可以发挥电动机无污染、低噪声的好处，两者“并肩战斗”，取长补短，汽车的热效率可提高 10% 以上，废气排放可减少 30% 以上。 国际电工技术委员会对混合动力汽车的定义为：在特定的工作条件下，可以从两种或两种以上的能量存储器、能量源或能量转化器中获取驱动能量的汽车，其中至少一种存储器或转化器要安装在汽车上。 混合动力汽车介于传统内燃机汽车与纯电动汽车之间，是两种动力汽车的中间产物，如图所示。与纯电动汽车相比，混合动力汽车上配置有发动机；与传统汽车相比，混合动力汽车上又增加了动力电池和电动机。 混合动力汽车的结构简图 从广义上讲，混合动力汽车是指装备有两种具有不同特点驱动装置的车辆。由于内燃机在汽车上的成功应用，使之成为首选的驱动装置，另外还有一个辅助驱动装置，它具有良好的变工况特性，能够进行功率的平衡、能量的再生与存储。 从狭义上讲，混合动力汽车是指同时装备两种动力源的汽车。通过在混合动力汽车上使用电动机，使得动力系统可以按照整车的实际运行工况要求灵活调控，而内燃机保持在综合性能最佳的区域内工作，从而降低油耗与排放。换言之，可以认为混合动力汽车通常是指既有车载动力电池提供电力驱动，又装有一个相对小型内燃机的汽车。 三、混合动力汽车的发展历程 第一阶段是非插电式混合动力，又称为油电混动（HEV）。 第二阶段则属于插电式混动（PHEV），与油电混动最大的区别在于它可进行外部充电。 第二阶段则属于插电式混动（PHEV），与油电混动最大的区别在于它可进行外部充电。 第一款混合动力汽车普锐斯 比亚迪混合动力汽车“秦” 别克混合动力汽车 VELITE 5 四、混合动力汽车的分类 1. 按驱动连接方式分类 根据驱动连接方式进行分类，一般把混合动力汽车分为三类：串联式混合动力汽车、并联式混合动力汽车、混联式混合动力汽车。 （1）串联式混合动力汽车 如图所示，串联式混合动力由发动机、发电机和电动机三部分动力总成组成，它们之间用串联方式组成串联式混合动力单元系统，发动机驱动发电机发电，电能通过变压器输送到动力电池或电动机，由电动机通过变速机构驱动汽车。 串联式混合动力汽车的动力形式 （2）并联式混合动力汽车 如图所示，并联式混合动力汽车的发动机和电动机共同驱动汽车，发动机与电动机分属两套系统，可以分别独立地向系统提供扭矩，在不同的路面上既可以共同驱动汽车，又可以单独驱动汽车。 并联式混合动力汽车的动力形式 （3）混联式混合动力汽车 如图所示，混联式混合动力也称为串并联式混合动力，其集合了串联式和并联式的优点而设计，可以最大限度地发挥串联式与并联式各自的优点，如在车辆行驶中，系统可以通过动力分配装置，一方面由电动机单独驱动车辆，另一方面再由发动机来自主地发电。 混联式混合动力汽车的动力形式 一、发动机基本要素的认识 发动机是汽车的动力源，是将其他形式的能量转化为机械能的机器。发动机的作用是把输入气缸内燃烧产生的热能转化为机械能并输出机械动力。迄今为止，除为数不多的电动汽车外，汽车发动机都是热能动力装置，或简称热机，现代汽车发动机应用最广泛、数量最多的是水冷式四行程往复活塞式发动机。 1. 发动机的分类 （1）按使用燃料分类 1）汽油发动机。 2）柴油发动机。 3）其他燃料发动机。 （2）按工作行程分类 1）二行程发动机。 2）四行程发动机。 （3）按冷却方式分类 1）水冷发动机。 2）风冷发动机。 （4）按气缸数目分类 1）单缸发动机。 2）多缸发动机。 （5）按气缸排列方式分类 1）直列式发动机。 2）V 形发动机。 3）W 形发动机。 2. 发动机的基本术语 发动机基本术语示意图 a）上、下止点 b）燃烧室容积、气缸工作容积 （1）上、下止点 上止点是活塞离曲轴回转中心最远处，是活塞最高位置。下止点是活塞离曲轴回转中心最近处，是活塞最低位置。 （2）活塞行程 活塞行程是指上、下止点间的距离，用 S 表示，单位为 mm。行程也称为冲程。 （3）曲柄半径 曲柄半径是指与连杆大头相连接的曲柄销的中心线到曲轴回转中心线的距离。 （4）气缸工作容积（见图b） 气缸工作容积是指活塞从一个止点移动到另一个止点所扫过的容积。 （5）燃烧室容积 燃烧室容积是指活塞位于上止点时活塞顶上方的气缸空间容积。 （6）气缸总容积 气缸总容积是指活塞位于下止点时，活塞顶上方的气缸空间容积，是气缸工作容积和燃烧室容积之和。 3. 发动机的主要参数 （1）压缩比 压缩比是气缸总容积与燃烧室容积之比。 （2）发动机排量 发动机排量为发动机所有气缸工作容积的总和。 （3）工作循环 活塞式发动机的工作循环是由进气、压缩、做功和排气四个工作过程组成的封闭过程。每次经过这四个工作过程，发动机将燃料燃烧的热能转化为机械能，称为发动机的一个工作循环。 （4）发动机工况 发动机在某一时刻的运行状况简称工况，以该时刻发动机输出的有效功率和曲轴转速表示。 4. 发动机型号编制规则 通常，汽车在出厂的时候，发动机都带有自身的铭牌，从铭牌上一般可以看出汽车生产厂家的名称或品牌图案、生产日期、汽车型号、主要参数等内容，汽车修理工和其他从业人员有时可以通过查看发动机铭牌，确认某些参数。发动机型号或铭牌一般位于发动机机体上，为了便于发动机的生产管理和使用。 某款发动机的型号 5. 发动机型号表示方法 发动机型号表示方法 第一部分：由制造商代号或系列代号组成。本部分代号由制造商根据需要选择 1～3位字母表示。 第二部分：由气缸数、气缸布置形式符号、冲程形式符号、缸径或缸径 / 行程组成。 第三部分：由结构特征符号和用途特征符号组成。 第四部分：区分符号。 6. 发动机型号示例 （1）柴油发动机型号 1）G12V190ZLD——12 缸、V 形、四冲程、缸径 190 mm、冷却液冷却、增压中冷、发电用（G 为系列代号）。 2）R175A——单缸、四冲程、缸径 75 mm、冷却液冷却（R 为系列代号、A 为区分符号）。 3）YZ6102Q——6 缸直列、四冲程、缸径 102 mm、冷却液冷却、车用（YZ 为扬州柴油机厂代号）。 4）8E150C-1——8 缸、直列、二冲程、缸径 150 mm、冷却液冷却、船用主机、右机基本型（1 为区分符号）。 5）JC12V26/32ZLC——12 缸、V 形、四冲程、缸径 260 mm、行程 320 mm、冷却液冷却、增压中冷、船用主机、右机基本型（JC 为济南柴油机股份有限公司代号）。 6）12VE230/300ZCZ——12 缸、V 形、 二冲程、 缸径 230 mm、 行程 300 mm、冷却液冷却、增压、船用主机、左机基本型。 7）G8300/380ZDZC——8 缸、直列、四冲程、缸径 300 mm、行程 380 mm、冷却液冷却、增压可倒转、船用主机、右机基本型（G 为系列代号）。 （2）汽油发动机型号 1）IE65F/P——单缸、二冲程、缸径 65 mm、风冷、通用型。 2）492Q/P-A——4 缸、直列、四冲程、缸径 92 mm、冷却液冷却、汽车用（A 为区分符号）。 （3）燃气机型号 1）12V190ZL/T——12 缸、V 形、四冲程、缸径 190 mm、冷却液冷却、增压中冷、燃气为天然气。 2）16V190ZLD/MJ——16 缸、V 形、四冲程、缸径 190 mm、冷却液冷却、增压中冷、发电用、燃气为焦炉煤气。 （4）双燃料发动机 1）G12V190ZLS——12 缸、V 形、缸径 190 mm、冷却液冷却、增压中冷、燃料为柴油 / 天然气双燃料（G 为系列代号）。 2）12V26/32ZL/SCZ——12 缸、V 形、缸径 260 mm、行程 320 mm、冷却液冷却、增压中冷、燃料为柴油 / 沼气双燃料。 二、混合动力汽车发动机的组成及工作过程 1. 混合动力汽车发动机的组成 发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油发动机还是柴油发动机；无论是四行程发动机还是二行程发动机；无论是单缸发动机还是多缸发动机，要完成能量转换，实现工作循环，保证发动机长时间连续正常工作，都必须具备以下机构和系统。汽油发动机由两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构和燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、点火系统、启动系统组成；柴油发动机由两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构和燃料供给系统、润滑系统、冷却系统、启动系统组成，柴油发动机是压燃的，不需要点火系统。 （1）曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是发动机实现工作循环、完成能量转换的主要运动零件。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在做功行程中，活塞承受燃气压力，在气缸内做直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量，又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。 （2）配气机构 配气机构的作用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进、排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，使废气从气缸内排出，实现换气过程。 （3）燃料供给系统 汽油发动机燃料供给系统的作用是根据发动机的要求，配制一定数量和浓度的混合气供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸内排出到大气中；柴油发动机燃料供给系统的作用是将柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室内形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。 （4）冷却系统 冷却系统有水冷却系统和风冷却系统两种，现代汽车一般都采用水冷却系统。其作用是将受热机件的热量扩散到大气中去，从而保证发动机在适宜的温度下正常工作。 （5）润滑系统 润滑系统的作用是向相对运动的零部件表面输送定量清洁的润滑油（俗称机油），以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损，并清洗、冷却摩擦表面，延长发动机的使用寿命。 （6）启动系统 混合动力汽车发动机的启动系统异于传统汽车发动机的启动系统。它可以在汽车静止时（动力电池电荷量不足时）启动发动机，或在汽车行驶过程中（动力电池电荷量不足时或汽车工况需要）启动发动机。 （7）点火系统 点火系统是汽油发动机所独有的，按控制方式不同又分为传统点火系统和电子控制点火系统两种。其作用是按规定时刻向气缸内提供电火花，以点燃气缸中的可燃混合气。柴油发动机由于其混合气能自行着火燃烧，故没有点火系统。 2. 混合动力汽车发动机的工作过程 混合动力汽车发动机一个工作循环包括四个活塞行程：进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程。发动机的一个工作循环期间，活塞在上、下止点间往复移动了四个行程，相应地，曲轴旋转了两周。如图所示为四行程汽油发动机进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程工作过程模拟。 （1）进气行程 （2）压缩行程 （3）做功行程 （4）排气行程 汽油发动机的工作过程 三.课堂互动: 组织学生进行小组讨论，分享学习心得和体会，教师进行点评和指导。 四.巩固练习:布置相关练习题和思考题，让学生巩固所学知识，教师进行个别辅导 学习混合动力汽车基本知识的总体认知 学生以小组为单位，巩固旧课，展示预习情况 (1) 听课、思考、结合生活实际，认真回答教师提出的问题。 (2) 听课、理解新能源汽车基本知识的总体认知 积极发言 (3) 结合生活实际，思考现代新能源汽车基本知识的总体构造及作用。 请学生先结合教材自行归纳分类 观看PPT、图片及动画，学生自主分析，各小组派代表阐述本组学习成果。 针对特点，提出相应的保育要点 注意要点，提醒学生结合生活经验分析。 通过视频、多媒体学习。以小组为单位进行阐述。 小组讨论，根据所学知识进行总结，阐述。 1.通过导入情景以及学生思考结果引出混合动力汽车基本知识的总体内容。为进一步学习本课重点奠定基础。 2.教师讲述混合动力汽车基本知识总体认知等重点知识。 活动三： 巩固练习 素质提升 1.提问学生混合动力汽车的定义。 2.提问学生混合动力汽车的分类。 学生课上复习，并完成本节教学重点。 加深对本节内容的理解并加强课堂知识点的记忆。 课堂小结 作业布置 1.课堂小结： 本节课通过讲解、示范、小组讨论和案例分析等多种教学方法和手段，使学生掌握了混合动力汽车基本知识等内容，培养了学生对于混合动力汽车发动机检测与维修这门课程的兴趣，树立了良好的职业道德观念。同时，也让学生认识到混合动力汽车的基本内容，为今后的学习和工作打下坚实的基础。 2.作业： (1)简述混合动力汽车的定义。 (2)简述混合动力汽车的分类。 板书设计 三、混合动力汽车发动机的组成 1.组成 2..工作过程 3.发动机型号 一、新能源汽车的发展历程 1.发展背景 2.国际趋势 3.清洁能源 4.混合动力汽车的定义 5.废气排放 二、混合动力汽车的结构 1.非插电式混合动力 2.插电式混动 3.插电式混动 教学反思 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 $$