2.3 配气结构（教案）《汽车结构》（劳保版）同步精品课堂

《汽车结构》教案 详细教案 一、设计摘要 课程课题 2.3 配气结构 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 学生已掌握发动机基本工作原理等基础知识，对机械结构有初步认知，具备一定观察与分析能力。但配气机构的复杂组成与动态工作过程较为抽象，如气门组精密配合、气门传动组运动传递等内容，学生理解起来可能存在困难；配气相位相关角度与时间参数概念，对空间想象与逻辑思维要求较高，学生易混淆不同类型配气机构特点及配气相位的实际意义。因此，教学中需借助实物模型、动态演示等直观手段，结合生活实例，帮助学生突破难点 ，构建系统知识体系。 背景分析 汽车发动机作为车辆的核心动力源，配气结构是其实现高效工作的关键组成部分。在当前汽车工业向智能化、高效化、低碳化转型的背景下，优化配气结构对提升发动机动力性能、降低燃油消耗和尾气排放至关重要。无论是传统燃油车还是新能源混合动力汽车，精准的配气控制都是提升发动机燃烧效率的基础。掌握配气机构的原理和特性，不仅是汽车维修、制造专业学生的核心知识，更是未来投身汽车行业，参与技术研发、生产优化工作的必备技能，对推动汽车工业技术进步具有重要意义。 学习目标 设定 素质目标 知识目标 能力（技能）目标 能够准确阐述配气机构在发动机中的核心作用； 清晰说明气门组、气门传动组的具体组成部件； 熟练区分不同类型配气机构的结构特点与适用场景； 精准解释配气相位的概念及各相位角的含义。 激发学生对汽车发动机精密技术的探究兴趣，增强学生在汽车专业学习中的成就感与自信心，培养严谨细致的工匠精神和技术钻研态度。 通过观察实物、模型及动态演示，培养学生对配气机构的结构分析能力； 借助案例研讨与小组合作，提升学生将配气机构原理与实际应用相结合的能力。 学习任务 描述 能够准确阐述配气机构在发动机中的核心作用 清晰说明气门组、气门传动组的具体组成部件 熟练区分不同类型配气机构的结构特点与适用场景 精准解释配气相位的概念及各相位角的含义。 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 明确配气机构的作用，理解其对发动机动力、油耗及排放的关键影响 教学难点 气门组与气门传动组复杂的配合运动机制，以及各部件在动态工作中的协同关系 教学难点突破方法 利用发动机解剖模型、3D动态动画，展示气门组开闭、传动组零件运动过程，帮助学生理解复杂运动关系 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 《汽车结构》，主编：曾国文，第2版；中国劳动社会保障出版社。 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：能够准确阐述配气机构在发动机中的核心作用 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） 一、配气机构的概述 配气机构的作用是按照发动机每一气缸内所进行的工作循环或点火顺序的要求，定时开启和关闭各气缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气（汽油机）或空气（柴油机）得以及时进入气缸，废气得以及时从气缸排出。如图2-27所示，配气机构由气门组和气门传动组组成。 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） 二、配气机构的类型 （1）配气机构按气门位置可以分为气门侧置式（图2-28a)和气门顶置式（图2-28b)。 （2）配气机构按凸轮轴的位置可以分为凸轮轴下置式（图2-29a)、凸轮轴中置式（图2-296)和凸轮轴上（顶）置式（图2-29c)。 （3）配气机构按传动方式分为齿轮传动（图2-30a)、链传动（图2-306)和齿形皮带传动（图2-30c)。 气门顶置式、凸轮轴上置式配气机构应用最为广泛，传动方式一般为齿形皮带传动或链传动。 主要讲解配气机构的类型。 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。 三、配气机构的组成 1.气门组 如图2-31所示，气门组包括气门、气门油封、气门弹簧、气门弹簧座及气门锁片等零件。气门组的作用是准时接通和切断进、排气系统与气缸之间的通道。 (1)气门 图2-32所示气门由头部和杆部两部分组成，头部用来封闭气缸的进、排气通道，杆部则主要为气门的运动起导向作用。 气门与气门座或气门座圈之间靠锥面密封。气门锥面与气门顶面之间的夹角称为门锥角，进、排气门的气门锥角一般均为45°，只有少数发动机的进气门锥角为30°，如图2-33所示。 (2)气门导管（图2-34) 气门导管主要是起导向作用，保证气门做直线往复运动，使气门与气门座能正确贴合此外，气门导管还在气门杆与气缸益之间起导热作用。 (3)气门座（图2-35) 气门座与气门头部共同对气缸起密封作用，并按受气门传来的热量。气门座在高温条件下工作，磨损严重，因此有不少发动机的气门座选用较好的材料（合金铸铁、奥氏体等)单独制作，然后键缺到气缸益上。 (4)气门弹簧（图2-36) 气门弹灸的作用是克服气门关闭过程中气门及传动件的惯性力，防止各传动件之间因惯性力的作用而产生间隙，保证气门及时落座并紧紧贴合，防止气门在发动机振动时发生跳动，破坏其密封性。 2.气门传动组 气门传动组的作用是使进、排气门按照规定的时刻开闭，且保证有足够的开度，其主要包括凸轮轴、挺柱、推杆和摇臂等，如图2-37所示。 (1)凸轮轴（图2-38) 凸轮轴上主要配置有各缸进、排气凸轮，用以使气门按一定的工作次序和配气相位及时开闭，并保证气门有足够的升程。 (2) 挺柱（图2-39) 机械挺柱（图2-39a)的结构简单，质量小，在中、小型发动机中应用比较广法。挺柱上的推杆球面支座的半径比推杆球头半径略大，以便在两者中间形成楔形油膜来润滑推杆球头和挺柱上的球面支座。在配气机构中预留气门间隙将使发动机工作时配气机构产生撞击和噪声。为了消除这一弊端，有些发动机尤其是轿车发动机采用液力挺柱（图2-39b)，借以实现零气门间隙。气门及其传动件因温度升高而膨胀，或因磨损而缩短，都会由液力作用来自行调整或补偿。 (3)推杆（图2-40) 推杆位于挺柱与摇臂之间，它的作用是将挺柱传来的运动和力传给摇臂。 (4)摇臂（图2-41) 摇臂的作用是将推杆和凸轮传来的运动和力改变方向传给气门使其开启。摇臂在摆动过程中承受很大的弯矩，因此，应有足够的强度和刚度以及较小的质量。摇臂由锻钢、可锻铸铁、球墨铸铁或铝合金制造。摇臂是一个双臂杠杆，以摇臂轴为支点，两臂不等长。短臂端加工有螺纹孔，用来拧入气门间隙调整螺钉。长臂端加工成圆弧面，是推动气门的工作面。 教师根据课本内容讲解配气机构的组成。 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学习内容，突破了课程内容难点。 四、配气相位 配气相位是用曲轴转角表示的进、排气门的实际开闭时刻和开启的持续时间。用曲轴转角的环形图来表示配气相位，称为配气相位图，如图2-42所示。 教师讲解配气相位图，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：可变配气相位技术如何提升发动机性能？ 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） 本节课围绕配气结构展开教学，同学们通过实物观察、动画演示与小组讨论，系统掌握了配气机构的核心知识。明确了其作为发动机“呼吸调节系统”，在保障进气、排气高效进行中的关键作用；深入了解气门组与气门传动组的精密构造及协同工作原理；区分了不同类型配气机构的特点与应用场景；理解了配气相位对发动机性能的重要影响。希望同学们课后结合模型拆解与虚拟仿真练习，巩固知识，为后续学习发动机故障诊断与性能优化打下坚实基础。 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）说明多气门发动机相比两气门发动机的优势。 （2）简述气门传动组的工作原理。 板书 设计 六、教学评价 教学评价 七、教学反思 教学反思 本次教学通过实物模型与动态演示，学生基本掌握配气机构的作用与组成，但在讲解配气相位时，部分学生对角度参数与时间关系仍存困惑，反映出抽象概念的教学方法还需优化。小组讨论中发现，少数学生对气门传动组复杂运动链理解不透彻，暴露出实践操作环节时间不足的问题。此外，教学案例多围绕传统燃油发动机，未能充分结合新能源混动技术中的配气优化，与行业前沿衔接不够紧密。后续教学中，应增加虚拟仿真交互体验强化动态认知，设计分层任务满足不同基础学生需求，并引入混动发动机配气新技术案例，提升知识实用性与前瞻性。 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 $$