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汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修電子教案(已修改)

2025-04-29 05:11 本頁(yè)面
 

【正文】 宿州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 教 案(2010~2011學(xué)年 第 二 學(xué)期)課 程 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修 周 4 學(xué)時(shí) 共 76 學(xué)時(shí) 系 (部) 機(jī)電工程系 教 師 高巖 課程名稱 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修 教案編寫時(shí)間 2011年2月10日授課教師高巖授課對(duì)象汽檢1010103汽服10102授課方式理論課課程教學(xué)總學(xué)時(shí)數(shù)76學(xué) 分 數(shù)4章節(jié)名稱第1章 發(fā)動(dòng)機(jī)總論學(xué)時(shí)分配課堂講授 4學(xué)時(shí); 實(shí)踐課 學(xué)時(shí)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo) 掌握發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造 知道內(nèi)燃機(jī)的編號(hào)規(guī)則 理解發(fā)動(dòng)機(jī)常用術(shù)語(yǔ)的基本概念 掌握四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理能力目標(biāo)掌握發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造掌握四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理教學(xué)方法講授法、啟發(fā)式教學(xué)法、案例教學(xué)法教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn)、難點(diǎn):發(fā)動(dòng)機(jī)的總體構(gòu)造,四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 明確教學(xué)目的:講述章節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo),重點(diǎn)、難點(diǎn)。 播放相關(guān)視頻,進(jìn)行總體介紹,引入課堂教學(xué)。 結(jié)合多媒體對(duì)個(gè)內(nèi)容進(jìn)行講解,并進(jìn)行拓展。教學(xué)內(nèi)容備注曲柄連桿機(jī)構(gòu) 曲柄連桿機(jī)構(gòu)由機(jī)體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組三部分組成。其作用是將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)榛钊鶑?fù)運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能,再通過(guò)連桿將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而對(duì)外輸出動(dòng)力。配氣機(jī)構(gòu)配氣機(jī)構(gòu)由氣門組及氣門傳動(dòng)組組成。其作用是使可燃混合氣及時(shí)充入氣缸并及時(shí)將廢氣從氣缸中排出。燃料供給系統(tǒng)汽油機(jī)燃料供給系統(tǒng)和柴油機(jī)燃料供給系統(tǒng)由于使用的燃料和燃燒過(guò)程不同,在結(jié)構(gòu)上有很大差別,而汽油機(jī)燃料供給系統(tǒng)根據(jù)混合氣的形成方式不同又可分為傳統(tǒng)化油器式和電控直噴式兩種。其作用是將一定濃度和數(shù)量的可燃混合氣(或空氣)供入氣缸以供燃燒,并將燃燒生成的廢氣排出。冷卻系統(tǒng)冷卻系統(tǒng)有水冷卻系統(tǒng)和風(fēng)冷卻系統(tǒng)兩種,現(xiàn)代汽車一般都采用水冷卻系統(tǒng)。其作用是將受熱機(jī)件的熱量散到大氣中去,從而保證發(fā)動(dòng)機(jī)正常工作潤(rùn)滑系統(tǒng)潤(rùn)滑系統(tǒng)的作用是將潤(rùn)滑油送至各個(gè)摩擦表面,以減輕機(jī)件的磨損,并清洗、冷卻摩擦表面,延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)的使用壽命。起動(dòng)系統(tǒng)起動(dòng)系統(tǒng)的作用是將靜止的發(fā)動(dòng)機(jī)起動(dòng)并轉(zhuǎn)入自行運(yùn)轉(zhuǎn)。點(diǎn)火系統(tǒng)點(diǎn)火系統(tǒng)是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)獨(dú)有的,按控制方式不同又分為傳統(tǒng)點(diǎn)火系和電子控制點(diǎn)火系兩種。其作用是按規(guī)定時(shí)刻向氣缸內(nèi)提供電火花以點(diǎn)燃?xì)飧字械目扇蓟旌蠚?。柴油發(fā)動(dòng)機(jī)由于其混合氣是自行著火燃燒,故沒有點(diǎn)火系。上止點(diǎn)TDC 上止點(diǎn)是指活塞頂位于其運(yùn)動(dòng)的頂部時(shí)的位置,即活塞的最高位置。下止點(diǎn)BDC 下止點(diǎn)是指活塞頂位于其運(yùn)動(dòng)的底部時(shí)的位置,即活塞的最低位置。活塞行程S 活塞行程是指上、下止點(diǎn)間的距離,用S表示,單位:mm(毫米)?;钊梢粋€(gè)止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到另一個(gè)止點(diǎn)一次的過(guò)程,稱為一個(gè)沖程。曲柄半徑R 曲柄半徑是指與連桿大頭相連接的曲柄銷的中心線到曲軸回轉(zhuǎn)中心線的距離,用R表示,單位:mm(毫米)。顯然,曲軸每轉(zhuǎn)一周,活塞移動(dòng)兩個(gè)沖程,即:氣缸工作容積Vh 氣缸工作容積是指活塞從一個(gè)止點(diǎn)移動(dòng)到另一個(gè)止點(diǎn)所掃過(guò)的容積,用Vh表示,單位:L(升)。顯然有:式中:Vh——?dú)飧坠ぷ魅莘e,L; D——?dú)飧字睆?,mm; S——活塞行程,mm。燃燒室容積Vc 燃燒室容積是指活塞位于上止點(diǎn)時(shí),活塞頂上方的氣缸空間容積,用Vc表示,單位:L(升)。氣缸總?cè)莘eVa氣缸總?cè)莘e是指活塞位于下止點(diǎn)時(shí),活塞頂上方的氣缸空間容積,用Va表示,單位:L(升)。發(fā)動(dòng)機(jī)排量VL 發(fā)動(dòng)機(jī)排量是指發(fā)動(dòng)機(jī)所有氣缸工作容積之和,用VL表示,單位:L(升)。對(duì)于多缸發(fā)動(dòng)機(jī),顯然有:式中:i——發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸數(shù)。 發(fā)動(dòng)機(jī)排量是一個(gè)非常重要的特征參數(shù),轎車就是以發(fā)動(dòng)機(jī)排量大小來(lái)進(jìn)行分級(jí)。微型:VL≤;普通級(jí):VL>~;中級(jí):VL>~;中高級(jí):VL>~;高級(jí):VL>。壓縮比ε 壓縮比是指氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積之比,用ε表示。壓縮比用來(lái)衡量空氣或混合氣被壓縮的程度,影響發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率。一般汽油發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比為6~10,柴油發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比較高,為16~22。工作循環(huán) 發(fā)動(dòng)機(jī)完成進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)過(guò)程,稱為一個(gè)工作循環(huán)。四沖程汽油機(jī)工作原理 四沖程汽油機(jī)的工作循環(huán)由進(jìn)氣、壓縮、作功、排氣四個(gè)過(guò)程所組成。(l)進(jìn)氣行程活塞由曲軸帶動(dòng)從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),此時(shí),進(jìn)氣門開啟,排氣門關(guān)閉。在活塞向下移動(dòng)的過(guò)程中,氣缸內(nèi)容積逐漸增大,形成一定真空度,于是空氣和燃油的可燃混合氣通過(guò)進(jìn)氣門被吸入氣缸,直至活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí),進(jìn)氣門關(guān)閉,停止進(jìn)氣。 由于進(jìn)氣系統(tǒng)存在進(jìn)氣阻力,進(jìn)氣終了時(shí)氣缸內(nèi)氣體的壓力低于大氣壓力,~。由于氣缸壁、活塞等高溫件及上一循環(huán)留下的高溫殘余廢氣的加熱,氣體溫度升高到370K~400K。(2) 壓縮行程 為使可燃混合氣迅速燃燒,達(dá)到改善發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力性和經(jīng)濟(jì)性的目的,必須在燃燒前對(duì)可燃混合氣進(jìn)行壓縮,以提高可燃混合氣的溫度和壓力。因此,在進(jìn)氣行程結(jié)束時(shí)立即進(jìn)入壓縮行程,活塞在曲軸的帶動(dòng)下,從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),由于進(jìn)、排氣門均關(guān)閉,氣缸內(nèi)容積逐漸減小,可燃混合氣壓力、溫度逐漸升高。 壓縮終了時(shí),~,溫度約為600K~700K。(3) 作功行程 在壓縮行程末,火花塞產(chǎn)生電火花點(diǎn)燃混合氣并迅速燃燒,使氣體的溫度、壓力迅速升高而膨脹,從而推動(dòng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),通過(guò)連桿使曲軸旋轉(zhuǎn)作功,至活塞到達(dá)下止點(diǎn)時(shí)作功結(jié)束。 在作功行程中,開始階段氣缸內(nèi)氣體壓力、溫度急劇上升,瞬間壓力可達(dá)3MPa~5MPa,瞬時(shí)溫度可達(dá)2200K~2800K。隨著活塞下行,氣缸容積增大,氣缸內(nèi)壓力、溫度逐漸下降,作功終了時(shí),~,溫度約為1300K~1600K。(4) 排氣行程 為使循環(huán)能夠連續(xù)進(jìn)行,須將燃燒產(chǎn)生的廢氣排出。在作功行程終了時(shí),排氣門打開,進(jìn)氣門關(guān)閉,曲軸通過(guò)連桿推動(dòng)活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng),廢氣在自身剩余壓力和活塞推動(dòng)下,被排出氣缸,至活塞到達(dá)上止點(diǎn)時(shí),排氣門關(guān)閉,排氣結(jié)束。排氣行程終了時(shí),由于燃燒室容積的存在,氣缸內(nèi)還存有少量廢氣,氣體壓力也因排氣系統(tǒng)存在排氣阻力而略高于大氣壓力。此時(shí),壓力約為0.105MPa~0.115MPa,溫度約為900K~1200K。2. 四沖程柴油機(jī)工作原理 四沖程柴油機(jī)和四沖程汽油機(jī)一樣,每個(gè)工作循環(huán)也是由進(jìn)氣、壓縮、作功和排氣四個(gè)行程組成。由于所使用燃料的性質(zhì)不同,在可燃混合氣的形成和著火方式上與汽油機(jī)有很大區(qū)別。(l)進(jìn)氣行程 進(jìn)氣行程不同于汽油機(jī)的是進(jìn)入氣缸的不是可燃混合氣,而是純空氣。由于進(jìn)氣阻力比汽油機(jī)小,上一行程殘留的廢氣溫度也比汽油機(jī)低,~,溫度約為 320K~350K。(2)壓縮行程 壓縮行程不同于汽油機(jī)的是壓縮純空氣,由于柴油的壓縮比大,壓縮終了的溫度和壓力都比汽油機(jī)高,壓力可達(dá)3MPa~5MPa,溫度可達(dá)800K~1000K。(3)作功行程 此行程與汽油機(jī)有很大差異,壓縮行程末,噴油泵將高壓柴油經(jīng)噴油器呈霧狀噴入氣缸內(nèi)的高溫高壓空氣中,被迅速汽化并與空氣形成混合氣,由于此時(shí)氣缸內(nèi)的溫度遠(yuǎn)高于柴油的自燃溫度(約500K左右),柴油混合氣便立即自行著火燃燒,且此后一段時(shí)間內(nèi)邊噴油邊燃燒,氣缸內(nèi)壓力和溫度急劇升高,推動(dòng)活塞下行作功。 作功行程中,瞬時(shí)壓力可達(dá)5MPa~10MPa,瞬時(shí)溫度可達(dá) 1800K~2200K,~,溫度約為 1200K~1500K。(4)排氣行程 此行程與汽油機(jī)基本相同。~,溫度約為800K~1000K。四沖程汽油機(jī)與柴油機(jī)工作原理的比較 由上述四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作循環(huán)可知,兩種發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)既有共同點(diǎn),又有差別,歸納如下:(1)兩種發(fā)動(dòng)機(jī)中,每完成一個(gè)工作循環(huán),曲軸轉(zhuǎn)兩周(7200),每完成一個(gè)行程曲軸轉(zhuǎn)半周(1800),進(jìn)氣行程是進(jìn)氣門開啟,排氣行程是排氣門開啟,其余兩個(gè)行程進(jìn)、排氣門均關(guān)閉。(2)無(wú)論是汽油機(jī)還是柴油機(jī),在四個(gè)行程中,只有作功行程產(chǎn)生動(dòng)力,其余三個(gè)行程是為作功行程作準(zhǔn)備的輔助行程,都要消耗一部分能量。(3)兩種發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)的第一循環(huán),都必須靠外力使曲軸旋轉(zhuǎn)完成進(jìn)氣和壓縮行程,作功行程開始后,作功能量?jī)?chǔ)存在飛輪內(nèi),以維持循環(huán)繼續(xù)進(jìn)行。(4)汽油機(jī)的混合氣是在氣缸外部形成的,進(jìn)氣行程中吸入氣缸的是可燃混合氣;柴油機(jī)的混合氣是在氣缸內(nèi)部形成的,進(jìn)氣行程中吸入氣缸的是純空氣。(5)汽油機(jī)在壓縮終了時(shí),靠火花塞強(qiáng)制點(diǎn)火燃燒,而柴油機(jī)則靠混合氣自燃著火燃燒。 二沖程汽油機(jī)在結(jié)構(gòu)上與四沖程汽油機(jī)的不同之處在于沒有了進(jìn)、排氣門,取而代之的是進(jìn)氣孔、排氣孔和換氣孔。圖19為單缸二沖程汽油機(jī)的工作循環(huán)示意圖,其工作原理如下:(1)第一行程 活塞由曲軸帶動(dòng)從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)移動(dòng),當(dāng)活塞上行至關(guān)閉換氣孔和排氣孔時(shí),已進(jìn)入氣缸的新鮮混合氣被壓縮,直至上止點(diǎn)時(shí),壓縮結(jié)束;與此同時(shí),隨著活塞上行,其下方曲軸箱內(nèi)形成一定真空度,當(dāng)活塞上行到進(jìn)氣孔開啟時(shí),新鮮混合氣被吸入曲軸箱。(2)第二行程 活塞接近上止點(diǎn)時(shí),火花塞產(chǎn)生電火花,點(diǎn)燃被壓縮的可燃混合氣,燃燒形成的高溫、高壓氣體推動(dòng)活塞下行作功,當(dāng)活塞下行到關(guān)閉進(jìn)氣孔后,曲軸箱內(nèi)的混合氣被預(yù)壓縮,活塞繼續(xù)下行至排氣孔開啟時(shí),燃燒后的廢氣靠自身壓力經(jīng)排氣孔排出;緊接著,換氣孔開啟,曲軸箱內(nèi)經(jīng)預(yù)壓的混合氣進(jìn)入氣缸,并排除氣缸內(nèi)殘余廢氣,這一過(guò)程稱為換氣過(guò)程,它將一直延續(xù)到下一行程活塞再上行關(guān)閉換氣孔和排氣孔時(shí)為止。 由上述工作原理可知,第一行程時(shí),活塞上方進(jìn)行換氣、壓縮,活塞下方進(jìn)行進(jìn)氣;第二行程時(shí),活塞上方進(jìn)行作功、換氣,活塞下方預(yù)壓混合氣。換氣過(guò)程跨越二個(gè)行程。二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)(l)由于進(jìn)排氣過(guò)程幾乎是完全重疊進(jìn)行的,所以在換氣過(guò)程中有混合氣損失和廢氣難以排凈的缺點(diǎn),經(jīng)濟(jì)性較差。(2)完成一個(gè)工作循環(huán),曲軸只轉(zhuǎn)一圈,當(dāng)與四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速相等時(shí),其作功次數(shù)比四沖程多一倍。因此,運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn),與同排量四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)比較在理論上發(fā)出功率應(yīng)是四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的兩倍,但由于換氣時(shí)的混合氣損失,~。(3)由于沒有氣門機(jī)構(gòu),發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單。作業(yè)布置:1. 發(fā)動(dòng)機(jī)由那些機(jī)構(gòu)和系統(tǒng)組成?他們各有什么作用?2. 敘述四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理。3. 說(shuō)明發(fā)動(dòng)機(jī)各常用術(shù)語(yǔ)的含義。4. 什么是發(fā)動(dòng)機(jī)的工作循環(huán)?四沖程汽油機(jī)與四沖程柴油機(jī)的工作循環(huán)有什么不同?教學(xué)后記 課程名稱 汽車發(fā)動(dòng)機(jī)構(gòu)造與維修 教案編寫時(shí)間 2011年2月14日授課教師高巖授課對(duì)象授課方式理論課( √ );實(shí)踐、實(shí)訓(xùn)課( ?。?;實(shí)習(xí)(  )課程教學(xué)總學(xué)時(shí)數(shù)72學(xué) 分 數(shù)4章節(jié)名稱第2章 曲柄連桿機(jī)構(gòu)學(xué)時(shí)分配課堂講授 6 學(xué)時(shí); 實(shí)踐課 學(xué)時(shí)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)目標(biāo)理解曲柄連桿機(jī)構(gòu)的作用和組成知道曲柄連桿機(jī)構(gòu)的受力分析掌握機(jī)體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組主要零件的構(gòu)造和裝配連接關(guān)系能力目標(biāo)掌握機(jī)體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組主要零件的檢測(cè)和維修方法學(xué)會(huì)曲柄連桿機(jī)構(gòu)的裝配與調(diào)整教學(xué)方法講授法、動(dòng)畫直觀教學(xué)法、實(shí)物教學(xué)法教學(xué)重點(diǎn)和難點(diǎn)重點(diǎn):曲柄連桿機(jī)構(gòu)的作用和組成;機(jī)體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組主要零件的構(gòu)造和裝配連接關(guān)系。難點(diǎn):機(jī)體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組主要零件的構(gòu)造和裝配連接關(guān)系;機(jī)體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組主要零件的檢測(cè)和維修方法;曲柄連桿機(jī)構(gòu)的裝配與調(diào)整。教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì) 回顧上節(jié)課內(nèi)容,進(jìn)行復(fù)習(xí)。 明確教學(xué)目標(biāo):講述章節(jié)的學(xué)習(xí)目標(biāo),重點(diǎn)、難點(diǎn)。 播放相關(guān)視頻,進(jìn)行總體介紹,引入課堂教學(xué)。 結(jié)合多媒體對(duì)個(gè)內(nèi)容進(jìn)行講解,并進(jìn)行拓展。 利用實(shí)物或教具進(jìn)行操作講解。 提出問(wèn)題,分小組進(jìn)行討論 課程總結(jié)。教學(xué)內(nèi)容備注曲柄連桿機(jī)構(gòu)是往復(fù)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的主要機(jī)構(gòu)。其作用是將燃?xì)庾饔迷诨钊斏系膲毫D(zhuǎn)變?yōu)榍S的轉(zhuǎn)矩,使曲軸產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)而對(duì)外輸出動(dòng)力。曲柄連桿機(jī)構(gòu)由三部分組成。機(jī)體組 主要包括氣缸體、曲軸箱、氣缸蓋、氣缸套、氣缸墊等不動(dòng)件?;钊B桿組 主要包括活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿等運(yùn)動(dòng)件。曲軸飛輪組 主要包括曲軸、飛輪等機(jī)件。氣體作用力往復(fù)慣性力離心力摩擦力 氣缸體與曲軸箱的構(gòu)造(1) 氣缸體的結(jié)構(gòu)形式 氣缸體有三種結(jié)構(gòu)形式,即平分式、龍門式和隧道式。(2)氣缸的排列方式發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸排列方式基本上有三種:直列式、V型和對(duì)置式,如圖27所示。圖27 氣缸的排列方式。(3)氣缸與氣缸套氣缸套有兩種結(jié)構(gòu),即干式和濕式。 氣缸體的維修(1)氣缸體變形的檢修1)氣缸體變形的檢驗(yàn)2)氣缸體變形的修理(2)氣缸體裂紋的檢修1)氣缸體裂紋的檢驗(yàn)2)氣缸體裂紋的修理(3)氣缸磨損的檢修1)氣缸的磨損規(guī)律2)氣缸磨損程度的衡量指標(biāo)3)氣缸磨損的檢驗(yàn)4)氣缸的修理 氣缸蓋的作用是封閉氣缸上部,并與活塞頂部和氣缸
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