2022年汽车发动机教案总论.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案龙岩市人才技术学校教案纸学发动机构第1 章发动机构造与修理基础学问教务处签字科造与修理第1 节发动机总体构造教具授课时数授课方法讲授法授课时间授课班级3、懂得发动机常用术语的基本概念1、把握发动机的总体构造,2、知道内燃机的编号规章教学目的4、把握四冲程发动机的工作原理教 学 重 点发动机的总体构造,四冲程发动机的工作原理和 难 点复习提问作业练习教学内容、方法和过程方法和指导1.1 发动机总体构造 1.1.1 发动机组成 1、曲柄连杆机构 曲柄连杆机构由机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分组成；其作用是将燃料 燃烧产生的热能

2、转变为活塞往复运动的机械能,再通过连杆将活塞的往复运动转变为 曲轴的旋转运动而对外输出动力；2、配气机构 配气机构由气门组及气门传动组组成；其作用是使可燃混合气准时充入气缸并及时将废气从气缸中排出；3、燃料供应系统 汽油机燃料供应系统和柴油机燃料供应系统由于使用的燃料和燃烧过程不同,在 结构上有很大差别,而汽油机燃料供应系统依据混合气的形成方式不同又可分为传统化油器式和电控直喷式两种；其作用是将肯定浓度和数量的可燃混合气（或空气）供 入气缸以供燃烧,并将燃烧生成的废气排出；4、冷却系统 冷却系统有水冷却系统和风冷却系统两种,现代汽车一般都采纳水冷却系统；其作用是将受热机件的热量散到大气中去,从

3、而保证发动机正常工作 5、润滑系统 润滑系统的作用是将润滑油送至各个摩擦表面,以减轻机件的磨损,并清洗、冷却摩擦表面,延长发动机的使用寿命；6、起动系统 起动系统的作用是将静止的发动机起动并转入自行运转；名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案龙岩市人才技术学校教案纸附页教学内容 、方法和过程方法和指导7、点火系统 点火系统是汽油发动机独有的,按掌握方式不同又分为传统点火系和电子控 制点火系两种；其作用是按规定时刻向气缸内供应电火花以点燃气缸中的可燃混 合气；柴油发动机由于其混合气是自行着火燃烧,故没有点

4、火系；名师归纳总结 1.1.2发动机分类第 2 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案龙岩市人才技术学校教案纸附页1.1.3教学内容 、方法和过程方法和指导内燃机编号规章1.2 发动机工作原理1.2.1 发动机基本术语1、上止点 TDC 上止点是指活塞顶位于其运动的顶部时的位置,即活塞的最高位置；2、下止点 BDC 下止点是指活塞顶位于其运动的底部时的位置,即活塞的最低位置；3、活塞行程 S 活塞行程是指上、下止点间的距离,用 S 表示,单位： mm（毫米）；活塞由一个止点运动到另一个止点一次的过程,称为一个冲程；4、曲柄半

5、径 R 曲柄半径是指与连杆大头相连接的曲柄销的中心线到曲轴回转中心线的距离,用R 表示,单位： mm（毫米）；明显,曲轴每转一周,活塞移动两个冲程,即：5、气缸工作容积 Vh 气缸工作容积是指活塞从一个止点移动到另一个止点所扫过的容积,用 Vh 表示,单位： L（升）；明显有：式中： Vh 气缸工作容积,L；D 气缸直径, mm；S 活塞行程, mm；名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案龙岩市人才技术学校教案纸附页教学内容 、方法和过程Vc 表示,方法和指导6、燃烧室容积Vc 燃烧室容积是指活塞位于上

6、止点时,活塞顶上方的气缸空间容积,用单位： L（升）；7、气缸总容积 Va 气缸总容积是指活塞位于下止点时,活塞顶上方的气缸空间容积,用 Va 表示,单位： L（升）；8、发动机排量 VL 发动机排量是指发动机全部气缸工作容积之和,用 于多缸发动机,明显有：式中： i 发动机气缸数；VL 表示,单位： L（升）；对发动机排量是一个特别重要的特点参数,轿车就是以发动机排量大小来进行分 级；微型：VL1.0；一般级： VL 1.01.6；中级： VL 1.62.5；中高级： VL 2.54.0；高级： VL 4.0；9、压缩比 压缩比是指气缸总容积与燃烧室容积之比,用 表示；压缩比用来衡量空气或混

7、合气被压缩的程度,影响发动机的热效率；一般汽油发动机压缩比为610,柴油发动机压缩比较高,为1622；10、工作循环 发动机完成进气、压缩、作功、排气四个过程,称为一个工作循环；1.2.2 四冲程发动机工作原理 1、四冲程汽油机工作原理 四冲程汽油机的工作循环由进气、压缩、作功、排气四个过程所组成；（l ）进气行程 活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动,此时,进气门开启,排气门关闭；在活塞向下 移动的过程中,气缸内容积逐步增大,形成肯定真空度,于是空气和燃油的可燃混合 气通过进气门被吸入气缸,直至活塞到达下止点时,进气门关闭,停止进气；由于进气系统存在进气阻力,进气终了时气缸内气体的压力低于大气

8、压力,约为 0.075MPa0.09MPa；由于气缸壁、活塞等高温件及上一循环留下的高温残余废气的 加热,气体温度上升到 370K400K；（2）压缩行程 为使可燃混合气快速燃烧,达到改善发动机动力性和经济性的目的,必需在燃烧 前对可燃混合气进行压缩,以提高可燃混合气的温度和压力；因此,在进气行程终止时立刻进入压缩行程,活塞在曲轴的带动下,从下止点向上止点运动,由于进、排气门均关闭,气缸内容积逐步减小,可燃混合气压力、温度逐步上升；压缩终了时,气缸内的压力约为0.6MPa 1.2MPa,温度约为600K700K；（3）作功行程 在压缩行程末,火花塞产生电火花点燃混合气并快速燃烧,使气体的温度、

9、压力快速上升而膨胀,从而推动活塞从上止点向下止点运动,通过连杆使曲轴旋转作 功,至活塞到达下止点时作功终止；名师归纳总结 在作功行程中, 开头阶段气缸内气体压力、温度急剧上升, 瞬时压力可达3MPa5MPa,第 4 页,共 7 页- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案龙岩市人才技术学校教案纸附页教学内容 、方法和过程温度逐步方法和指导瞬时温度可达2200K2800K；随着活塞下行,气缸容积增大,气缸内压力、下降,作功终了时,压力约为0.3 0.5MPa,温度约为1300K1600K；（4）排气行程 为使循环能够连续进行,须将燃烧产生的废气

10、排出；在作功行程终了时,排气门 打开,进气门关闭,曲轴通过连杆推动活塞从下止点向上止点运动,废气在自身剩余 压力和活塞推动下,被排出气缸,至活塞到达上止点时,排气门关闭,排气终止；排气行程终了时,由于燃烧室容积的存在,气缸内仍存有少量废气,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,压力约为 度约为 900K1200K；2四冲程柴油机工作原理0105MPa 0115MPa,温四冲程柴油机和四冲程汽油机一样,每个工作循环也是由进气、压缩、作功和排 气四个行程组成；由于所使用燃料的性质不同,在可燃混合气的形成和着火方式上与汽油机有很大区分；（l ）进气行程进气行程不同于汽油机的是进入气

11、缸的不是可燃混合气,而是纯空气；由于进气 阻力比汽油机小,上一行程残留的废气温度也比汽油机低,进气行程终了的压力约为 0.075MPa0.095MPa,温度约为 320K 350K；（2）压缩行程 压缩行程不同于汽油机的是压缩纯空气,由于柴油的压缩比大,压缩终了的温度和压力都比汽油机高,压力可达3MPa5MPa,温度可达800K1000K；（3）作功行程此行程与汽油机有很大差异,压缩行程末,喷油泵将高压柴油经喷油器呈雾状喷 入气缸内的高温高压空气中,被快速汽化并与空气形成混合气,由于此时气缸内的温 度远高于柴油的自燃温度（约 500K 左右）,柴油混合气便立刻自行着火燃烧,且此后 一段时间内边

12、喷油边燃烧,气缸内压力和温度急剧上升,推动活塞下行作功；作功行 程中, 瞬时压力可达 5MPa 10MPa,瞬时温度可达 1800K 2200K,作功行程终了时压 力约为 0.2MPa0.4MPa,温度约为 1200K 1500K；（4）排气行程此行 程与汽油机基本相同；排气行程终了时的气缸压力约为0.105MPa0.125MPa,温度约为800K1000K；3、四冲程汽油机与柴油机工作原理的比较由上述四冲程汽油机和柴油机的工作循环可知,点,又有差别,归纳如下：两种发动机的工作循环既有共同（1）两种发动机中,每完成一个工作循环,曲轴转两周（7200）,每完成一 个行程曲轴转半周（1800）,进

13、气行程是进气门开启,排气行程是排气门开启,其余两个行程进、排气门均关闭；（ 2）无论是汽油机仍是柴油机,在四个行程中,只有作功行程产生动力,其余三个 行程是为作功行程作预备的帮助行程,都要消耗一部分能量；（ 3）两种发动机运转的第一循环,都必需靠外力使曲轴旋转完成进气和压缩行程,作功行程开头后,作功能量储存在飞轮内,以维护循环连续进行；（ 4）汽油机的混合气是在气缸外部形成的,进气行程中吸入气缸的是可燃混合气；柴油机的混合气是在气缸内部形成的,进气行程中吸入气缸的是纯空气；（ 5）汽油机在压缩终了时,靠火花塞强制点火燃烧,而柴油机就靠混合气自燃着火 燃烧；名师归纳总结 - - - - - -

14、-第 5 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师精编 精品教案龙岩市人才技术学校教案纸附页1.2.3教学内容 、方法和过程排气门,取而方法和指导二冲程发动机工作原理简介二冲程汽油机在结构上与四冲程汽油机的不同之处在于没有了进、代之的是进气孔、排气孔和换气孔；图 其工作原理如下：（1）第一行程1-9 为单缸二冲程汽油机的工作循环示意图,活塞由曲轴带动从下止点向上止点移动,当活塞上行至关闭换气孔和排气孔时,已进入气缸的新奇混合气被压缩,直至上止点时,压缩终止；与此同时,随着活塞上行,其下方曲轴箱内形成肯定真空度,当活塞上行到进气孔开启时,新奇混合气被吸 入曲轴箱；（2

15、）其次行程 活塞接近上止点时,火花塞产生电火花,点燃被压缩的可燃混合气,燃烧形成的高温、高压气体推动活塞下行作功,当活塞下行到关闭进气孔后,曲轴箱内的混合气 被预压缩,活塞连续下行至排气孔开启时,燃烧后的废气靠自身压力经排气孔排出；紧接着,换气孔开启,曲轴箱内经预压的混合气进入气缸,并排除气缸内残余废气,这一过程称为换气过程,它将始终连续到下一行程活塞再上行关闭换气孔和排气孔时 为止；由上述工作原理可知,第一行程时,活塞上方进行换气、压缩,活塞下方进行进 气；其次行程时,活塞上方进行作功、换气,活塞下方预压混合气；换气过程跨过二个行程；2、二冲程发动机的特点（ l ）由于进排气过程几乎是完全重叠进行的,所以在换气过程中有混合气缺失和废 气难以排净的缺点,经济性较差；（ 2）完成一个工作循环,曲轴只转一圈,当与四冲程发动机转速相等时,其作功次 数比四冲程多一倍；因此,运转平稳,与同排量四冲程发动机比较在理论上发出功率 应是四冲程发动机的两倍,但由于换气时的混合气缺失,实际上只有 1.5 1.6 倍；（3）由于没有气门机构,发动机结构较为简洁；名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 名师精编精品教案第 7 页,共 7 页- - - - - - -