项目一 发动机总体构造认知（教案）-《汽车发动机构造与维修》同步教学（电子工业版）

授课项目及 任务名称 项目一 发动机总体构造认知 教学目标 素养目标 1.培养学生对汽车技术的兴趣。 2.提升学生的观察能力和理论联系实际的能力。 知识目标 1．了解发动机的类型。 2．了解发动机的总体构造。 3．理解发动机的基本术语。 能力目标 根据实物或图片判断发动机类型、气缸数量、燃料类型等特征。 教学重点 1.内燃机类型 2.汽油发动机总体构造认知 3.柴油发动机总体构造认知 4.发动机基本术语 5.四冲程汽油发动机与柴油发动机工作原理 6.内燃机参数识读 教学难点 1.汽油发动机与柴油发动机结构区别 2.汽油发动机工作原理区别 教法学法 借助于多媒体课件，讲授发动机的认识与分类。通过动画模拟发动机的实际运行状况，使学生更形象了解发动机的工况已经各部分的组成。 通过真实的发动机实训台架，教师讲解，学生指认练习等教学环节使学生熟悉并掌握项目所学内容。 课前准备（教具、活动准备等） 1.汽车发动机工作原理动画、铭牌图片等多媒体教学资源； 2.发动机台架实物； 3.多媒体教学设备、手套、抹布等。 授 课 主 要 内 容 任务导入 某4S店，一位客户在购买新车时，咨询营销人员汽车的发动机排气量、功率等技术参数。如果你是营销人员，你储备了哪些关于发动机技术和结构方面的专业知识来应对客户的提问？ 任务准备 一、内燃机类型 1．按完成一个循环所需要的冲程数分类 四冲程发动机和二冲程发动机。 2．按所用燃料分类 柴油发动机、汽油发动机、酒精发动机、煤气发动机和多种燃料发动机。 3．按点火方式分类 点燃式发动机和压燃式发动机。 4．按混合气形成方式 外部混合气形成式发动机、内部混合气形成式发动机、内外部混合气结合式发动机三种。 5．按气缸的排列分类 直列立式发动机、对置式发动机、V型发动机 此处可以补充：W型，仅在极少数高级跑车上使用，如：布加迪威龙 6．按冷却方式分类 液冷式发动机和风冷式发动机。 7．按气缸数量分类 单缸发动机和多缸发动机。 8．按进气方式分类 自然吸气式发动机和增压式发动机。 二、汽油发动机总体构造 1．曲柄连杆机构 曲柄连杆机构是发动机实现热功能转换的核心机构，主要由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组组成。 机体组包括气缸体、气缸盖和油底壳，它是发动机的主体部分。 活塞连杆组包括活塞、活塞环、活塞销、连杆体、连杆盖、连杆螺栓等。 曲轴飞轮组包括曲轴、飞轮等。 2．配气机构 配气机构的功用是根据发动机工作过程和各缸的工作循环需要，定时地开启和关闭进、排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸内排出，实现换气过程，其主要由气门组和气门传动组组成。 （1）气门组主要由气门、气门导管、气门弹簧等组成。 （2）气门传动组主要由正时齿轮、凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴等组成。 3．燃料供给系统 燃料供给系统的功用是利用燃油泵将燃油以一定的压力通过压力调节器稳压后输送给各缸喷油器。 汽油发动机主要由油箱、滤清器、电动汽油泵、压力调节器、输油管、喷油器、电子控制系统等组成。 4．进、排气系统 （1）进气系统的功用是根据节气门的开度控制发动机的进气量，主要由空气流量传感器、节气门及节气门体等组成。 （2）排气系统的功用是将燃烧生成的废气及时排出气缸，并过滤排气噪声和有害气体，主要由排气管、消声器及催化转化器等组成。 5．冷却系统 冷却系统的功用是使工作中的发动机得到适度的冷却，从而使发动机保持在最适宜的温度范围内工作。水冷却系统一般由水泵、散热器、风扇、循环水套、分水管、节温器等组成。 6．润滑系统 润滑系统的功用是将润滑油送到相对运动零件的摩擦表面，减轻机件磨损，还有冷却、清洗零件表面及密封、减振和防锈的功能，一般由机油泵、集滤器、限压阀、油道、机油滤清器、机油冷却器等组成。 7．点火系统 汽油发动机靠点火系统产生的高压电火花，适时点燃气缸内的可燃混合气。电子控制燃油喷射发动机点火系统主要由蓄电池、发电机、曲轴位置传感器、凸轮轴位置传感器、爆燃传感器、电控单元、点火线圈组件、火花塞和点火开关等组成。 三、柴油发动机总体构造 四冲程液冷式柴油发动机与汽油发动机类似，其燃料供给系统有一定区别，如下： 柴油发动机燃料供给系统主要由柴油箱、滤清器、输油泵、高压泵、压力调节器、输油管、喷油器等组成 四、发动机基本术语 1．上止点 2．下止点 3．活塞行程 4．活塞冲程 5．曲柄半径 6．气缸工作容积 7．发动机工作容积 8．燃烧室容积 9．气缸总容积 ( 图1-1 单缸发动机结构示意图 )10．压缩比 11．工作循环 12．理论空燃比 五、四冲程汽油发动机的工作原理 图1-2 四冲程汽油发动机工作原理 1．进气冲程 进气冲程是由曲轴带动活塞从上止点移动到下止点的行程，此时进气门开启，排气门关闭［见图1-2（a）］。气缸内因容积不断增大，而使气压不断降低。当缸内气压低于大气压时，空气便经过滤清器、进气管道，通过进气门进入气缸，与雾化汽油初步混合形成可燃混合气。 2．压缩冲程 压缩冲程是在进气冲程结束后，活塞继续在曲轴带动下，从下止点向上止点运动［见图1-2（b）］，此时进、排气门均关闭，进入气缸的可燃混合气被压缩。活塞到达上止点后压缩冲程结束，可燃混合气都被压缩到燃烧室中。 在压缩冲程中，气体的温度、压力同时升高，并使混合气进一步均匀混合。 3．做功冲程 做功冲程是指当压缩冲程活塞接近上止点时，火花塞产生电火花点燃混合气，并迅速燃烧，此时进、排气门仍然关闭，气体的温度、压力急剧升高，从而推动已经越过上止点的活塞向下止点移动，通过连杆使曲轴旋转并输出机械能［见图1-2（c）］的过程。 4．排气冲程 做功冲程将近终了时，排气门打开，进气门仍然关闭。活塞由曲轴带动，从下止点向上止点移动，废气在自身压力（高于大气压）和活塞的挤压下，被排出气缸。当活塞到达上止点时排气冲程结束［见图1-2（d）］，但在燃烧室中仍会残留少量废气无法排出。 六、四冲程柴油发动机的工作原理 四冲程柴油发动机与四冲程汽油发动机一样，每个工作循环也包括进气、压缩、做功和排气四个冲程。 由于柴油和汽油性质不同，柴油黏度大，不易蒸发，而其自燃温度却比汽油低，因此，柴油发动机在可燃混合气的形成及点火方式等方面与汽油发动机有较大的区别。 柴油发动机压缩比高，所以压缩终了时气缸内的温度和压力都比汽油发动机的高，压力可达3.5～4.5MPa，温度高达750～1000K，大大超过了柴油的自燃温度（630K），故喷入气缸的柴油与空气在很短的时间内混合雾化后便立即自行点火燃烧。气缸内气压急速上升，高达6～9MPa，温度可达到2000～2500K，在高压气体的推动下，活塞向下运动并带动曲轴旋转而做功，废气同样经排气管排入大气。 七、四冲程汽油发动机与四冲程柴油发动机的比较 （1）气缸进气冲程，汽油发动机吸入的是空气或可燃混合气，柴油发动机吸入的是空气。 （2）混合气的点燃方式，汽油发动机采用的是火花塞电火花点燃，柴油发动机是燃烧室内的高温气体点燃喷油器喷出的雾化柴油。 （3）排放污染物，汽油发动机主要排放的是一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）、氮氧化合物（NOx）以及少量颗粒排放物，柴油发动机主要的排气污染物是微粒（PM）和氮氧化合物。 （4）压缩比，柴油发动机的压缩比高于汽油发动机的。汽油发动机体积小，重量轻，启动方便，运转平稳，转速快。柴油发动机的压缩比大，气缸因为要承受较大的压力而做得较为笨重，固定得比较牢固。 （5）应用场景，在我国柴油发动机广泛应用于商用车，汽油发动机广泛应用于乘用车。 （6）经济性，柴油价格便宜，没有点火系统，结构较为简单，同等技术条件下，故障较少，经济性好于汽油发动机。 八、内燃机型号编制规则 国家标准《内燃机产品名称和型号编制规则》（GB/T 725—2008）。规定：内燃机型号由四部分组成，标示方法如图1-3所示。 图1-3 内燃机型号编制规则 内燃机名称均按所使用的主要燃料命名，例如，汽油发动机、柴油发动机、煤气发动机等。 内燃机型号由阿拉伯数字和汉语拼音字母组成。 内燃机型号由以下四部分组成。 第一部分：为产品系列符号和换代标志符号，由制造厂根据需要自选相应字母表示，但需要主管部门核准。 第二部分：由缸数符号、冲程符号、气缸排列类型符号和缸径符号等组成。 （1）气缸数用1～2位数字来表示。 （2）气缸排列类型符号，如表1-1所示。 （3）冲程类型为四冲程时符号省略，二冲程时用E表示。 （4）缸径符号一般用缸径或缸径/行程数字表示，也可用发动机排量或功率表示，由制造商自行确定。 第三部分：结构特征和用途特征符号，以字母表示，如表1-2和表1-3所示。 第四部分：区分符号。同一系列产品因改进等原因需要区分时，由制造厂选用适当符号表示。 任务实施 一、任务名称 发动机总体构造认知 二、任务目标 1．能够正确判断发动机基本信息； 2．能够结合所给实物描述柴油发动机与汽油发动机在结构上的主要区别。 三、技术标准 1．正确指认发动机主要零部件名称； 2．正确判断发动基本信息。 四、任务操作流程 1．观察发动机，判断气缸数量； 2．判断发动机冷却方式； 3．判断发动机采用燃油类型； 4．判断发动机进气系统是否采用增压器，如果采用增压器，则进一步判断是机械增压或是涡轮增压方式； 5．判断发动机配气机构位置，并进一步判断凸轮轴数量； 6．在教师的指导下，在实训车辆铭牌上找出发动机型号，并记录。 五、安全注意事项 1．实训区域内严格遵守实训室要求、规范着装、穿戴好防护用品，不嬉戏打闹，不乱丢杂物，服从指导教师安排； 2．操作过程中，有不会的、不懂的可以组内讨论或请教老师，严禁随意拆卸，暴力操作； 3．工位污物及时清洁，工具、零件及设备有序摆放； 4．操作完成后，工具、设备及时归位，清洁工位，及时完成相关数据和实训报告的填写。 附板书设计： 项目一 发动机总体构造认知 一、内燃机类型 二、汽油发动机总体构造 三、柴油发动机总体构造 四、发动机基本术语 五、四冲程汽油发动机的工作原理 六、四冲程柴油发动机的工作原理 七、四冲程汽油发动机与四冲程柴油发动机的比较 八、内燃机型号编制规则 课后反思： 3 学科网（北京）股份有限公司 $$