发动机总体构造电子教案

发动机总体构造电子教案

学年第学期课程教研组任课教师

课题引入：

学生讨论自己认识的汽车，了解学生对汽车认识程度，通过汽车

历史引入汽车的概念和汽车类型

任务布置：

1.了解汽车总体构造。

2.掌握国产汽车型号编号规则。

任务实施：

第1课时：

一、基础知识

（一）汽车简述

1汽车的基本组成

汽车是由动力装置驱动，具有四个或四个以上车轮，可以单

独行驶并完成载运任务的非轨道无架线车辆。现代汽车类型极多，根据国标GB37 0.3-83规定，汽车分为轿车、客车、货车、

牵引车、特种车、工矿自卸车和越野车等。

汽车由各种工作装置和机构组成，通常分为发动机、底盘、车身

及电气设备四个部分。

如图：

其中，发动机是汽车的动力装置；底盘是构成汽车的基础，发动

机通过底盘驱动汽车行驶；车身提供驾驶员工作的场所及安置乘

客与货物的空间；电气设备包括汽车上的用电设备及供电电源、

现代电子控制装置等。

第2课时：

2、国产汽车型号规则

30分钟1988年国家颁布了国家标准GB9417-88《汽车产品型号编制规

则》。汽车型号应能表明汽车的厂牌、类型和主要特征参数等。

该项国家标准规定，国家汽车型号均应由汉语拼音字母和阿拉伯

数字组成。汽车型号包括如下三部分：

首部——由2个或3个汉语拼音字母组成，是识别企业名称的代

号。例如：CA代表第一汽车制造厂，EQ代表第二汽车制造厂，TJ

活塞在汽缸内作往复直线运动，经连杆传给曲轴，变成旋转运动。

汽油机汽缸盖上安装能产生电火花的火花塞，柴油机汽缸盖上安装

喷油器。

2.基本术语

发动机基本术语如图所示：

上止点（TDC）活塞顶离曲轴回转中心最远处即活塞上行到达的最高位置。

下止点（BDC）活塞顶离曲轴回转中心最近处即活塞下行到达的最低位置。

活塞行程上、下止点间的距离，用 S （单位：mm）表示。

曲柄半径曲轴的回转半径,用 R（单位：mm）表示。显然，S=2R。

汽缸工作容积上、下止点间所包容的汽缸容积，用Va（单位：L）表示。

燃烧室容积活塞位于上止点时，活塞顶、汽缸盖、汽缸壁所封闭的容积，用VC（单位：L）表示。

汽缸总容积汽缸工作容积与燃烧室容积之和为汽缸总容积，用Va（单位：L）表示。

Va=VC+Vh（式11）

压缩比汽缸总容积与燃烧室容积之比，用ε表示。压缩比表示汽缸内的气体被压缩的程度。压缩比越大，压缩终了时汽缸内的气体压力和温度就越高。一般车用汽油机的压缩比为6～10，柴油机的压缩比为15～22。

ε=Va/VC（式12）

发动机排量发动机所有汽缸工作容积的总和，用VL（单位：L）表示。

工作循环发动机将热能转变为机械能而必须经过的进气→压缩→做功→排气四个连续的过程。

四冲程发动机曲轴旋转两周，活塞往复四个行程完成一个工作循环的发动机。

二冲程发动机曲轴旋转一周，活塞往复二个行程完成一个工作循环的发动机。

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。曲轴转速（用n表示,单位r/min）即为发动机转速。

二、发动机排量

发动机排量的应用

轿车指乘坐2~9个成员（包括驾驶员）的载客汽车。轿车按照发动机排量分级，轿车的等级划分如下。

发动机排量(单位：L)轿车分级

≤10微型轿车

10～16普及型轿车

16～25中级轿车

25～40中高级轿车

≥40高级轿车

第2课时：

二、发动机的分类

汽车发动机按其特征可分为很多不同的形式：

分类标准点火方式工作循环凸轮轴位置冷却方式汽缸排列

第一类点燃式

（汽油机）二冲程凸轮轴中置（OHV）

或气门顶置水冷发动机单列直立式

第二类压燃式

（柴油机）四冲程凸轮轴顶置

（OHC）风冷

发动机双列V型或对置式、转子式发动机

三、内燃机型号

为了便于内燃机的生产管理和使用，国家标准(GB725－82)《内燃机产品名称和型号编制规则》中对内燃机的名称和型号作了统一规定。

1. 内燃机的名称和型号内燃机名称均按所使用的主要燃料命名，例如汽油机、柴油机、煤气机等。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：首部：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，但需主管部门核准。中部：由缸数符号、冲程符号、气缸排列形式符号和缸径符号等组成。后部：结构特征和用途特征符号，以字母表示。尾部：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。

2. 内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义规定如下：数字中第一位为发动机缸数,1为1缸,2为2缸,以此类推第二位以后位发动机缸径,单位为毫米,108为108毫米

2. 型号编制举例

石油气（LPG）或天然气（CNG），如CNG柴油汽车，能在单燃料

燃烧与双燃料混合燃烧之间切换。

燃用LPG或CNG的发动机主要优点有：

①LPG或CNG在常温下为气态，与空气混合均匀，燃烧完

全，可以大大减少一氧化碳、碳氢气体和微粒的排放。

②燃烧界限宽，稀燃特性好，可以减少氮氧化物的生成，提

高燃料经济性。

③不稀释润滑油，可以延长润滑油的更换周期和发动机的使

用寿命。

④冷启动性和低温运转性能良好，暖机无须加浓。

介绍各种发动机的使用场合。

二、发动机的工作过程

现代汽车采用四冲程发动机，其能量的转换通过连续地、依次

地、周而复始地进行进气→压缩→做功→排气四个过程来实现

的，即在一个活塞行程内只进行一个过程。因此，活塞行程可分

别用四个过程命名,如图所示：

15分钟

1四冲程汽油机的工作原理

（1）进气行程（如图（a））进气门打开，排气门关闭。活

塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。在活塞移动过程中，汽

缸内容积逐渐增大，形成一定的真空度。空气和汽油的混合物通

过进气门被吸入汽缸，并在汽缸内进一步混合形成可燃混合气。

活塞到达下止点时，进气门关闭，进气行程结束。进气终了汽缸

内的温度为370～400 K，压力为0.07～0.09MPa。

（2）压缩行程（如图（b））进、排气门均关闭。曲轴继续

带动活塞由下止点向上止点运动。汽缸容积不断减小，汽缸内的

混合气被压缩，其压力和温度同时升高，活塞到上止点时，压缩

行程结束。压缩混合气的结果是可燃混合气进一步混合均匀，温

度提高，燃烧迅速，以获得较大的动力。压缩终了时，汽缸内的

温度可达600～700K,远高于汽油的点燃温度（约263K），压力为

0.6～1.5 MPa。

（3）做功行程（如图（c））进、排气门仍关闭。压缩行程

结束时，火花塞产生电火花，点燃可燃混合气，迅速燃烧，压力

和温度迅速升高而急剧膨胀，推动活塞由上止点向下止点运动，

并通过连杆驱动曲轴旋转做功。活塞到达下止点时，做功行程结

束。做功行程中汽缸的最大压力称为燃烧压力（3～5MPa）。燃烧

时汽缸的最高温度可达2200～2800K。

（4）排气行程（如图（d））进气门关闭，排气门打开。活

塞由下止点向上止点运动，废气在其自身剩余压力和活塞的推动

下，经排气门排出汽缸。当活塞到达上止点时，进气门打开，排

气门关闭，排气行程结束，进入下一个工作循环。排气行程终了

时，由于燃烧室容积的存在，汽缸内还存有少量废气，气体压力

也因排气系统存在排气阻力而略高于大气压力，此时汽缸内温度

为900～1200K ，压力为0.105～0.115 MPa。

第2课时：

一、结合汽油发动机模型，让学生掌握发动机主要部件名称10分钟

1000K，压力为3～5 MPa。

（3）做功行程压缩行程接近终了时，喷油泵将高压柴油经喷油器呈雾状喷入汽

缸内的高温空气中，迅速汽化与空气混合形成可燃混合气。由于汽缸内的温度远高

于柴油的自燃温度（约500K），柴油立即自行着火燃烧。燃烧气体的压力、温度迅

速升高，体积急剧膨胀，推动活塞下行并带动曲轴旋转做功。瞬时最高温度为

2000～2500K，最大压力为6～9 MPa。

（4）排气行程如图 1.7所示，与汽油机基本相同。排气终了时汽缸内温度为

800～1000K，压力为0.105～0.125MPa。

第2课时：

二、汽油机与柴油机的比较

（1）汽油机的特点

①汽油与空气在缸外混合，进入汽缸的是可燃混合气，用电火花点燃，结构上

需要点火系统，对混合气的要求高，燃烧后废气的成分除二氧化碳和水外，还含有

一氧化碳、碳氢、氮氧气体等有害气体。

②具有转速高、噪声小、质量小、启动容易、制造维修费用低等优点，故广泛

应用在轿车、中小型货车及越野车上。

③压缩比低于柴油机，油耗高，燃油经济性差。

（2）柴油机的特点

①进入汽缸的是纯空气，燃油以高压形式喷入汽缸，在缸内形成高温高压混合

气后自行着火燃烧，结构上需要提高油压的燃油泵。

②压缩比高于汽油机，油耗低且柴油价格便宜，燃油经济性好，重型货车多采

用柴油机。

③转速低于汽油机，质量大、制造维修费用高。

25分钟

20分钟

三、发动机着火的基本条件——油、气、电

油：是否有浓度合适的油；

气：汽缸压力是否足够；

电：火花塞能否产生足够的电火花以点燃混合气（对于汽油机）；

配气正时：进排气门开闭的时刻是否正确；

点火或喷油正时：点火或喷油的时刻是否正确。

考核评价：

评价标准配分实际得分

简述柴油机四个冲

30

程工作过程

30

写出柴油机主要结

构名称

柴油机与汽油机的异

40

同

布置作业：

一、写出柴油机与汽油机的异同点

二、写出柴油机四个冲程工作过程

二、预习下节新课

教学后记：

课题引入：情景导入，一辆车发动机出现故障需要修理，怎样把发动机拆下来呢？

任务布置：在当代汽车发动机维修过程中，存在着一定程度的人为故障。其原因之一是由于维修人员操作不当而造成的。因此，正确掌握当代汽车发动机的分解和装配操作技能，是保证发动机维修质量的关键技术，也是汽车维修人员必备的基本功。

任务实施：

第1-9课时：发动机总成拆装、发动机分解安装

第一步：介绍拆装注意事项、拆装规范，第二步动手拆装。

一、发动机总成的拆装

（一）拆装安全注意事项

1拆装作业前必须使用翼子板布、地板垫和座椅套。

2使用专用维修工具。

3使用千斤顶时，在其底部放置厚木板，顶升时人应在汽车的外侧，严禁用砖块等易碎物支垫。当汽车用千斤顶顶起而未用支架垫稳时，不准在车上或车底下工作。

4拆装离合器时禁止摇转发动机或使用启动机。

5拆装电气系统时应断开蓄电池负极。

6断开蓄电池电线后，应重新调整时钟音响及其他电器存储器上的内容和信息。断开前要记录存储器内容，以防断电后丢失。

7不准用含铅汽油清洗零件，严禁明火、手机等接近汽油。

（二）拆装规范注意事项

1保持车辆和场地整洁，拆装结束后及时清扫场地。

2不得将工具零件等扔在地上，应按要求摆放在工作台上。

3螺栓螺母应按规定力矩分几次拧紧，紧固后螺栓端部高出螺母2-3牙。

4所有的油封装配前应在摩擦部位涂润滑油。

5禁止用锤子直接捶击机件，应垫上铜棒后捶击。

（三）发动机总成拆装操作规范

由于当代汽车发动机的燃料系和点火系多数采用电子控制装置，附属电子元器件多，其连接管、线也较多，拆装时必须遵守操作规范。将发动机从车体上拆下时，要与他人协同作业，按规定程序进行拆卸、吊装、进入修理工序。

1拆卸操作规程

①拆卸真空软管和电线插头时，应在接头外用标签注明连接位置，以防装错产生人为故障。卸下真空软管时，应牵拉软管端口处，不能牵拉中间部分。

②拉开电线插头时，应牵拉插座，不能牵拉引线部分，以免损伤线头。

③拆卸传感器时防止碰伤，掉落在硬地后应予以更换。

④使用起重设备时，应有合适的吊具或专用的吊爪，吊起前应检查吊链、绳索等有无损坏、裂缝，以及工件是否捆扎牢固。不得在吊起或举起的工件下工作。

2发动机总成拆卸一般步骤

不同车型的发动机，从车架上拆下的操作步骤也不尽相同。一般拆下发动机总成的操作步骤如下：

①首先释放燃油供给系压力，记录存储器内容后关闭点火开关，拆卸蓄电池搭铁线。

②排放发动机冷却液、润滑油等工作液；关闭燃油箱开关，拆下油管接头。

③拆卸电气连线、与其他附属件相连的管件、杆件和与发动机修理无关的附属零件。如传动带、发动机地线、供油及回油软管、散热器上下软管、发动机真空软管、炭罐等；任何相关的附件：动力转向泵，空调压缩机或交流发电机等。

④拆下发动机ECU或拔掉ECU线束插头。

⑤拆卸启动机、进排气管等附件。

⑥分离发动机与变速器，拆下发动机支撑及支架螺栓，将发动机缓缓吊出。

二、发动机外围部件的认识

根据从车上拆卸下的发动机实物，让学生认识发动机外围部件