1.3 发动机的总体构造、主要性能指标与特性（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1.3发动机的总体构造、主要性能指标与特性 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 学生对发动机总体构造如曲柄连杆机构、进排气系统等有基本了解，但对性能指标如功率、扭矩的理解不够深入。特性曲线的理解存在困难，需通过图表和实例加强直观教学。学生对环保性能指标如排放标准认识不足，教学中应增加相关实践案例，以提升学生对发动机性能和环保特性的综合认识。 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。 掌握发动机总成的构造特点 了解发动机主要性能指标与特性。 了解发动机总成维修的基本方法。 学习任务 描述 掌握发动机总成的构造特点 了解发动机主要性能指标与特性。 了解发动机总成维修的基本方法。 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 掌握发动机总成的构造特点 教学难点 了解发动机主要性能指标与特性。 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：总结发动机的总体构造。 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） 发动机总体构造如图1-7和图1-8所示。汽油发动机通常由两大机构、五大系统组成，而柴油机由两大机构、四大系统组成。两大机构是指曲柄连杆机构和配气机构，五大系统是指燃料供给系统、冷却系统、润滑系统、点火系统(柴油机无此系统)和起动系统。 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） (1)曲柄连杆机构。曲柄连杆机构是发动机借以产生动力，并将活塞的往复直线运动转变为曲轴的旋转运动而输出动力的机构。 曲柄连杆机构主要由汽缸盖、汽缸体、活塞、连杆、曲轴和飞轮等组成。 (2)配气机构。配气机构的功用是根据发动机的工作需要，适时地打开进气门或排气门，使可燃混合气及时地充入汽缸，或使废气及时地从汽缸内排出；而在发动机不需要进气或排气时，则利用气门将进气通道或排气通道关闭，以保持汽缸密封。 配气机构主要由气门、气门弹簧、液压挺柱、凸轮轴、正时齿形带轮(或正时链轮)等组成。 (3)燃料供给系统。汽油机燃料供给系统的功用是向汽缸内供给可燃混合气，并控制进入汽缸内的数量，以调节发动机的输出功率和转速，最后将燃烧后的废气排出汽缸。 汽油机的燃料供给系由燃油箱、燃油滤清器、燃油泵、节气门体、喷油器、空气滤清器、进气歧管、排气歧管和排气消声器等组成。 (4)点火系统。汽油机点火系统的功用是按一定时刻向汽缸内提供电火花，及时点燃汽缸中被压缩的可燃混合气。 点火系统通常由电源(蓄电池和发电机)、点火开关、点火线圈、火花塞等组成。 (5)冷却系统。冷却系统的功用是利用冷却液冷却高温零件，并通过散热器将热量散发到大气中去，以保证发动机正常工作。 水冷式冷却系统通常由水泵、散热器、风扇、节温器、水套等组成。 (6)润滑系统。润滑系统的功用是将清洁的润滑油分送至各个零部件的摩擦表面，以减小摩擦和磨损，并清洗、冷却摩擦表面，从而延长发动机的使用寿命。 润滑系统一般由机油泵、机油滤清器、集滤器、限压阀、润滑油道、油底壳等组成。 (7)起动系统。起动系统的功用是带动飞轮旋转以获得动能和起动转速，使静止的发动机起动并转入自行运转状态。 起动系统包括起动机及其附属装置。 主要讲解发动机的总体构造。 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。 发动机的主要性能指标 发动机的主要性能指标有动力性指标(有效转矩、有效功率和转速等)和经济性指标(燃油消耗率)。 (1)有效转矩。发动机通过飞轮对外输出的转矩称为有效转矩，以T。表示。有效转矩与外界施加于发动机曲轴上的阻力矩相平衡。 (2)有效功率。发动机通过飞轮对外输出的功率称为发动机的有效功率，用P表示，它等于有效转矩与曲轴转速的乘积。 (3)燃油消耗率。发动机每发出1kW有效功率，在1h内所消耗的燃油质量(以g为单位),称为燃油消耗率，用g。表示。很明显，燃油消耗率越低，经济性越好。 教师根据发动机的主要性能指标讲解。 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。 发动机特性 发动机的性能是随着许多因素而变化的，其变化规律称为发动机特性。 (1)发动机转速特性。发动机转速特性是指发动机的有效功率P、有效转矩T和燃油消耗率g.三者随曲轴转速n变化的规律。当节气门开到最大时，所得到 的是总功率特性，又称发动机外特性(图1-9),它代表了发动机所具有的最高动力性能，而把在节气门其他开度(部分开启)情况下得到的特性称为部分特性。 由图1-9可以看出，当曲轴转速为n₂时，发动机发出最大有效转矩T。当转速达到n₃时，有效功率P.达到最大值。发动机最小燃油消耗n率g的相应转速为n₅,它的数值一般是介于最 大转矩时的转速和最大功率时的转速之间。 要根据汽车实际工作情况来选择合适的发动机转速n。如超车时一般选择发动机有效功率P最大值所对应的发动机转速，爬陡坡时选择发动机最大有效转矩T所对应的发动机转速，而一般情况下尽量选择最小燃油消耗率g所对应的发动机转速，以提高燃油经济性。 (2)发动机工作状况。发动机工作状况(简称发动机工况)一般是用其有效功率与曲轴转速来表征，有时也可用负荷与曲轴转速来表征。 发动机在某一转速之下的负荷，就是当时发动机发出的有效功率与同一转速下所可能发出的最大有效功率之比，以百分数表示。 图1-10所示为某发动机的一组特性曲线，其中，I表示相应于节气门全开时的外特性曲线，Ⅱ、Ⅲ分别表示节气门保持在开度依次减小时的部分特性。 由图1-10得知，在n=3500r/min时，若节气门全开，可得到该转速下所可能发出的最大有效功率为45kW。但如果节气门不全开而开到Ⅱ或Ⅲ的位置，则同样的转速下只能发出的有效功率为32kW或20kW。根据上述定义，可求出a、b、c和d这4个工况下的负荷值。 ①工况a:负荷为零(称为发动机空转工况); ②工况b:负荷=20/45×100%=44.4%; ③工况c:负荷=32/45×100%=71.1%; ④工况d:负荷=45/45×100%=100%(即发动机全负荷)。 应当注意的是，不要把负荷和有效功率的概念相混淆。如某一转速时，全负荷(如d点)并不意味是发动机的最大有效功率。发动机的最大有效功率，应是工况e点的功率。又如在工况f点，虽然有效功率比工况c点时小，但却是全负荷。就是说，有效功率大小并不代表负荷的大小。 此外，在外特性曲线上，各点都表示在各转速下的全负荷工况，但在同一部分特性曲线上，各点的负荷值却并不相同。在同一转速下，节气门开度越大表示负荷越大，但两者并不成比例。 教师讲解发动机特性，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：总结发动机的总体构造。 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） 本课程全面介绍了发动机的总体构造，包括曲柄连杆机构、进排气系统等关键部件。深入讲解了主要性能指标，如功率、扭矩和燃油经济性，以及它们对汽车性能的影响。同时，分析了发动机特性曲线，帮助学生理解不同工况下发动机的表现。课程旨在培养学生对发动机设计、性能分析和优化的综合能力。 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.简述发动机的总体构造。 2.描述发动机的主要性能指标。 3.简述发动机的主要性能特性。 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 教学反思指出，需加强发动机构造的直观教学，利用模型和动画提高学生兴趣。性能指标部分应结合实际案例，加深学生对理论应用的理解。特性曲线教学中，应增加互动环节，帮助学生掌握发动机在不同工况下的性能变化。未来教学中，计划引入更多实验和模拟软件，以增强学生的实践操作能力和问题解决能力。 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 $$