1.发动机拆装与检测

发动机工作原理与总体构造课业设计编号：版本：适用班级：专业汽车工程学习领域汽车发动机拆装与检测学习情境发动机工作原理与总体构造教学时间18课时工作情景描述在教师的指导下，掌握发动机的分类、基本构造；四冲程发动机的常用术语及工作原理学习任务1.查阅资料，收集相关信息；2.完成工作页的准备内容；3.制定课题项目单；4.制定作业流程；5.按认识能力由教师进行示范；6.示范过程注重学生反应，激发学生学习积极性；7.现场清理。与其他情景的关系学习目标1.能掌握汽车发动机的组成及各组成部分的基本结构，了解发动机的总体构造；2.能按要求对汽车发动机进行分类；3.能说出发动机的各总成的名称；4.掌握四冲程发动机的常用术语；5.掌握四冲程发动机的工作原理；6.掌握国内外发动机型号的含义；7.能通过各种方式查阅资料。学习内容1.汽车发动机的分类与基本构造；2.四冲程发动机的常用术语与工作原理；3.国内外发动机型号编制教学条件1．汽车常用维修工具；2．各型号发动机；3．举升机；4．物料；5．车辆防护用品；6．实操车间、课室。教学方法组织形式4人／组进行资料查询和作业项目，工作页独立完成。教学流程1.4课时在课室资料查询结果讨论、相关准备内容讲解；2.对工作页内容现场实物查找，实现对车辆的总体认识；3.利用课件或解剖发动机演示工作原理；4.小组互评，教师点评。学业评价发动机工作原理与总体构造内容结构学习任务描述打开发动机盖，观察发动机舱内主要零部件的外形结构，了解发动机的主要类型和区别，注意拆装过程中的工作安全和现场管理规定。汽车发动机是为了使汽车行驶，必须给车轮提供驱动力，产生这个动力的装置，我们称之为“汽车发动机”或“汽车引擎”。为此发动机就是汽车的动力源，在汽车维修工作中，了解汽车发动机结构是汽车发动机维修工作的基础。工作安全和工作现场的管理，是从事汽车维修工作人员必须遵循的规定，希望同学们能在学习过程中逐步了解，并在今后的学习中养成良好的学习工作习惯。一.学习准备阶段1.发动机的功用发动机的功用是将燃料在燃烧室中燃烧产生的热能转变为驱动功率的机械能。其原理是液体或气体的化学能通过后转化为热能，再把热能通过膨胀转化为并对外输出动力，使汽车行驶。发动机机舱见图1-1。确认：发动机将燃料转换成热能和机械能的装置。发动机的类型：现代汽车所用的发动机，除个别转子式发动机外，大多数是往复活塞式内燃机。其分类如下：按完成一个工作循环活塞的往复次数不同，分为四冲程和两冲程；四冲程发动机：曲轴旋转圈，活塞在气缸内上下往复运动个行程，完成一个工作循环。两冲程发动机：曲轴转圈，活塞在气缸内上下往复运动个行程，完成一个工作循环，图1-2所示。相关连接：720°的工作循环：发动机的每一个工作循环要求曲轴转两圈，即720°（360°×2=720°）。气缸数越多，做功冲程出现的时间间隔越短。连续做功的两个气缸之间间隔角度为：720°÷气缸数。图1-1欧蓝德的发动机舱和发动机2004年初，北京吉普汽车有限公司将投产与上市从日本三菱公司引进的Outlander(欧蓝德)新车型，目前欧蓝德(Outlander)即将投产。欧蓝德车型作为著名的国际品牌，是在日本三菱公司2004款车型Outlander的基础上，进行了大量的适应中国市场实际情况改进后与国际同步由北京吉普国际管理团队打造的高质量产品。图1-2发动机冲程分类注意：车用发动机绝大多数都是四冲程发动机。2.发动机在汽车上的安装位置有哪些？2.发动机的安装位置及传动形式，图1-3所示。发动机在车上有4种布置及传动形式，常见的轿车以发动机前置后轮驱动（FR）、前置前轮驱动(FF)和后置后轮驱动(RR)的较多，另外两种为和，图1-4所示。图1-3发动机的安装位置3.发动机的种类有很多，你能说出几种不同类型的发动机？3.发动机的种类发动机安装部位FF型——前置前驱整车重量轻驾驶室空间大行李箱空间大直线行驶稳定性好前轮负荷较大（图1-4A）FR型——前置后驱整车重量较大驾驶室空间受到影响行李箱空间受到影响前后车轮负荷均匀多被高档车采用（图1-4B）4WD型——四轮驱动较好的驱动性能较好的通过性能直线行驶性能极佳结构比较复杂整车重量较大（图1-4C）（1）按照所使用的燃料或动力源的不同，可以分为发动机、发动机和其他燃料发动机。其中发动机和发动机最为常见，图1-5所示。图1-5发动机燃料讨论：汽油机、柴油机与天然气机相比较，各有什么特点？（2）按照汽缸排列方式的不同，可以分为发动机、发动机、发动机和W形发动机4类，图1-6所示。图1-6发动机的排列方式操作：观察不同发动机的气缸排列，并说明分属于哪种类型？（3）按照冷却方式的不同，可以分为和发动机图1-7所示。图1-7发动机的冷却方式讨论：为什么水冷发动机的冷却效果好于风冷发动机？（4）按照汽缸数的不同，可以分为单缸发动机和多缸最常见的是缸发动机和缸发动机。图1-8单缸和多缸发动机（5）按照进气系统是否采用增压方式，可以分为自然进气和进气发动机。图1-9发动机的进气操作：观察两种发动机的区别学习拓展采用涡轮增压的汽车有什么优点？小词典(1)上止点：活塞顶部在气缸内的最高位置，即活塞距离曲轴回转中心最远处。(2)下止点:活塞顶部在气缸内的最低位置，即活塞距离曲轴回转中心最近处。(3)活塞行程S:指气缸上、下两止点间的距离。单位为mm。(4)曲柄半径R:曲轴连杆轴颈中心至曲轴主轴颈中心的距离。由图1-11可知，活塞移动一个行程，曲轴转过圈（180°），即S＝2R。(5)气缸工作容积Vh:活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积。一般用Vh表示(L)：式中：D－气缸直径，单位mm；S－活塞行程，单位mm；(6)发动机排量亦称发动机工作容积VL:是指多缸发动机各气缸工作容积的总和。一般用VL表示：VL＝Vhi式中：Vh－气缸工作容积；i-气缸数目。(7)燃料室容积Vc:指活塞在上止点时,活塞顶部以上的空间。(8)气缸总容积Va:活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的容积。一般用Va表示，显而易见，气缸总容积就是气缸工作容积和燃烧室容积之和，即Va＝Vc＋Vh。(9)压缩比是发动机中一个非常重要的概念，压缩比表示了气体的压缩程度，它是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值，即气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。一般用ε表示。式中：Va－气缸总容积；Vh－气缸工作容积；Vc－燃烧室容积；通常汽油机的压缩比为6～10，柴油机的压缩比较高，一般为16～22。每一个工作循环包括进气、压缩、作功和排气过程，即完成进气、压缩、作功和排气四个过程叫一个工作循环。图1-10发动机术语(10)空燃比是指混合气中空气的质量和混合气中燃料的质量的比值。理论上，空气与汽油两种材料完全燃烧时的比例应该为14.7:1。(11)点火顺序汽车发动机都是多缸发动机，常见的轿车发动机是4缸和6缸。发动机必须具有一个能够平衡曲轴运转的点火顺序。通常采用如下的点火顺序。直列式4缸发动机：1－2－4－3或1－3－4－2；直列式5缸发动机：1－2－4－5－3；直列式6缸发动机：1－5－3－6－2－4或1－4－2－6－3－5。(12)发动机的性能指标用来衡量发动机性能好坏的标准。发动机的主要性能指标有：动力性能指标，经济性能指标和排放性能指标。动力性能指标：动力性能指标指曲轴对外做功能力的指标，包括有效转矩、有效功率和曲轴转速。经济性能指标：通常用燃油消耗率来评价内燃机的经济性能。燃油消耗率是指单位有效功的燃油消耗量，也就是发动机每发出1kW有效功率在1h内所消耗的燃油质量，其单位为g/(kW·h)。排放性能指标：排放性能指标包括排放烟度、有害气体(CO、HC、Nox)排放量、噪声等。应知常识:汽车排放标准汽车排放是指从废气中排出的CO(一氧化碳)、HC＋NOx(碳氢化合物和氮氧化物)、PM(微粒，碳烟)等有害气体。从2004年1月1日起，北京将对机动车的尾气排放标准由现在的欧洲I号改为欧洲II号，到2008年，则正式实施欧洲III号标准。学习相应知识基本参数的解释：【功率】：功率是指物体在单位时间内所做的功。功率越大转速越高，汽车的最高速度也越高,常用最大功率来描述汽车的动力性能。最大功率一般用马力(PS)或千瓦(kw)来表示，1马力等于0.735千瓦。1.升功率升功率表示了单位气缸工作容积的利用率，升功率越大表示单位气缸工作容积所发出的功率越大缸体/缸盖材料。发动机是由汽缸体和汽缸盖两大部分组成，通过螺栓相互连接起来。所以在发动机制造过程中这两者可以采用不同的材料。2.比功率比功率是衡量汽车动力性能的一个综合指标，具体是指汽车发动机最大功率与汽车总质量（以上两词概念见对应解释）之比。一般来讲，对同类型汽车而言，比功率越大，汽车的动力性越好。【扭矩】：扭矩是使物体发生转动的力。发动机的扭矩就是指发动机从曲轴端输出的力矩。在功率固定的条件下它与发动机转速成反比关系，转速越快扭矩越小，反之越大，它反映了汽车在一定范围内的负载能力【最高车速(km/h)】：汽车在水平良好路面上汽车能达到的最好行驶车速。【加速时间】：汽车的加速性能，包括汽车的原地起步加速时间和超车加速时间。原地起步加速时间，指汽车从静止状态下，由第一挡起步，并以最大的加速强度(包括选择最恰当的换挡时机)逐步换至高挡后，到某一预定的距离车速或车速所需的时间。目前，常用0--96Km所需的时间(秒数)来评价。超车加速时间，用最高挡或次高挡全力加速至某一高速所需要的时间。加速时间越短，汽车的加速性就越好，整车的动力性随即提高。【平均燃料消耗量(L/100km)】：汽车在道路上行驶时每百公里平均燃料消耗量。常见问题：发动机在什么位置停止运动当点火系统关闭，火花塞停止点火时，发动机由于惯性会继续运转并逐渐停止。最大的阻力出现在压缩冲程中，通常发动机在某一气缸处于压缩行程上止点前70°±10°停止转动。这可以解释为什么4缸发动机的起动齿圈总是在两个位置磨损严重，发动机在一个位置停止取决于处于压缩冲程的气缸。二、计划与实施4.识别汽车发动机机舱的零部件，知道名称及作用。了解以下信息学习的车型：年份：车型。在整车上完成下面的工作任务，认识发动机各系统的总成和零部件，将你了解的信息填入表格或空格内。5.发动机的组成有哪些？它们的作用是什么？学生观察:发动机的总体构成。两大机构为：和。五大系统为、、、和冷却系。学习拓展五大系统是否缺一不可？它们能否独立工作？6.空气是发动机可燃混合气的组成材料之一，进排气是一辆发动机必需的，你能否就学习车辆说出发动机内空气流动的路线？(2)观察图1-11并结合学习车辆，写出发动机空气流动的路线。发动机在进气时，空气→发动机在排气时，空气→图1-11进排气系统学习拓展发动机需要呼吸吗？为什么？7.发动机工作时需要冷却来保持合适的温度，你能辨认出典型冷却系统的零部件吗？冷却液是怎样进行大循环的？（3）观察图1-12并结合实物，在横线上填写冷却系零部件名称。水（冷却液）在发动机内部的进出路线：（大循环）水箱→→水箱。图1-12冷却系学习拓展你知道发动机正常的水温应该是多少吗？8.发动机的运转需要燃烧油料，说出发动机燃油供给路线。(4)观察图1-13并结合实物，写出发动机燃油供给的路线。油箱→。图1-13燃料供给系统9.发动机运转需要机油进行润滑，在汽车上或发动机台架上说出润滑系统的供油路线。(5)观察图1-14并结合实物，写出发动机润滑系统的供油路线。进油口→。图1-14润滑系统学习拓展随着发动机的工作，越来越多的杂质进入润滑油，润滑系统究竟靠什么部件来进行系统内的清洁？10.内燃机型号的排列顺序及符号所代表的意义（1）规定如下：（2）型号编制举例①汽油机1E65F：表示单缸，二行程，缸径65mm，风冷通用型4100Q：表示四缸，四行程，缸径100mm，水冷车用4100Q-4：表示四缸，四行程，缸径100mm，水冷车用，第四种变型产品CA6102：表示六缸，四行程，缸径102mm，水冷通用型，CA表示系列符号8V100：表示八缸，四行程、缸径100mm