汽车发动机构造与维修教案.docx

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汽车发动机构造与维修教案

授课课题称名

汽车整体结构与发动机总体构造

授课形式

理论

课时

4

教学目标

能力目标：

1.了解汽车发动机类型；

2.理解发动机总体构造、基本术语和主要技术参数。

知识目标：

1.掌握发动机的作用和基本结构；

2.掌握发动机的种类及其特点。

素质目标：

1.具有良好的思想品德修养和科学的创新精神；

2.能进行自我检讨，诚恳接受他人的批评；

3.形成良好的团队协作精神；

4.锻炼组织沟通能力，能够与团队成员协同解决问题。

教学重点

1.发动机的基本形状；2.发动机两大机构和五大系统

教学难点

1.发动机的重要机构；2.发动机各系统和机构的作用

教学准备

1.多媒体教学设备；

2.教学课件、图片、视频；3.三维仿真教学系统；

看视频讲授

任务一汽车整体结构认知一、设置情景学生作为初学者，初次接触汽车不了解，以图片展示和教师讲述相结合的方式描述一下汽车的发展过程，把重点放在发动机上。

二、相关知识

（一）汽车的发展过程汽车的发展经过了一个漫长的过程，几个在汽车发展史上有里程碑意义的汽车如下：

（1）第一辆蒸汽机汽车

（2）第一辆内燃机三轮汽车（3）第一辆内燃机四轮汽车（4）新能源汽车

（二）汽车的基本结构汽车主要包括四大组成部分：

发动机、底盘、车身、电气设备。

（1）发动机：

发动机是汽车的动力装置。

由两大机构五大系统组成，即曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、冷却系、润滑系、点火系、起动系。

（2）汽车的底盘：

底盘作用是支承、安装汽车发动机及其各部件、总成，形成汽车的整体造型，并接受发动机的动力，使汽车产生运动，保证正常行驶。

底盘由传动系、行驶系、转向系和制动系四部分组成。

（3）汽车车身：

车身安装在底盘的车架上，用以驾驶员、旅客乘坐或装载货物。

汽车车身结构主要包括：

车身壳体、车门、车窗、车前钣制件、车身内外装饰件和车身附件、座椅以及通风、暖气、冷气、空气调节装置等。

（4）电气设备：

电气设备由电源和用电设备两大部分组成。

电源包括蓄电池和发电机；用电设备包括发动机的起动系、汽油机的点火系和其它用电装置。

（三）汽车燃料的改进汽车燃料的发展随着能源时代而变迁，可以分为3个阶段，从燃油汽车→替代燃料汽车（燃气汽车、掺混燃料汽车、两用燃料汽车、双燃料汽车、电动汽车）→燃料电池汽车。

（1）燃油汽车阶段。

以汽油和柴油为发动机的驱动力，燃料能耗高，汽车尾气排放有氮氧化物、含硫化物和二氧化碳等，是造成城市雾霾的主要原因之一。

（2）替代燃料汽车阶段。

使用替代车用汽油和柴油的汽车。

这种替代燃料汽车分为5种类型：

①燃气汽车②掺混燃料汽车（flex-fuelvehicles）③两用燃料汽车（Bi-fuelVehicles）④双燃料汽车（Dualfuelvehicle）⑤电动汽车（ElectricVehicles）（3）燃料电池汽车阶段。

将车载燃料电池所产生的电力用作动力的汽车。

燃料电池汽车根据入池燃料不同而分为氢燃料电池汽车、车载重整燃料电池汽车和直接甲醇燃料电池汽车等类型。

目前，汽车燃料发展已经进入替代燃料汽车阶段，这是一个比较长得发展时期，而且燃料种类多，车型也多，可再生能源如生物乙醇、生物柴油、生物丙醇、一次电力等开始进入汽车燃料领域。

三、任务总结1.汽车的发展过程；2.汽车的基本结构。

汽车燃料的改进。

3.

情景描述

讲授

四、布置作业1.简述汽车的发展过程及整体结构组成。

2.简述汽车所使用的燃料是如何一步步改进的.任务二发动机整体构造与工作原理一、设置情景学生为购车人员，对发动机不了解；教师为该汽车销售人员，负责向客户介绍发动机性能。

二、相关知识

（一）发动机整体构造1.发动机分类发动机种类繁多，活塞式发动机可以按不同特征来加以分类，如下图所示：

汽油机柴油机按使用的燃料分气体燃料发动机四冲程发动机按工作循环分发二冲程发动机动机水冷式发动机分按冷却方式分类风冷式发动机顶置气门式发动机按气门布置位置分侧置气门式发动机直列式发动机按气缸排列方式分型发动机和对置式发动机V单缸发动机按气缸数目分多缸发动机图1发动机分类图发动机结构2.

曲柄连杆机构两大机构配气机构发动机燃料供给系统总体构润滑系统造冷却系统五大系统进、排气系统点火系统（汽油机有，柴油机无）图2发动机总体构造图

（二）发动机工作原理1.发动机基本术语图3发动机基本术语示意图

（1）工作循环

（2）上止点（3）下止点（4）活塞行程（5）曲柄半径（6）气缸工作容积（7）燃烧室容积）发动机排量8（．

（9）压缩比2.发动机的简单工作原理以四冲程汽油机为例，四冲程汽油机的运转是按进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程的顺序不断循环反复的，各缸做功行程错开，使发动机输出功率连续平稳。

表1四冲程发动机工作原理工作循环进气门排气门活塞运动曲轴转角0~180°开上止点到下止点关进气行程0~180°压缩行程关关下止点到上止点0~180°上止点到下止点关关做工行程0~180°排气行程下止点到上止点开关（三）发动机性能评价指标1.发动机的动力性指标P：

发动机曲轴上输出的功率。

（1）有效功率eM：

由发动机曲轴输出的转矩。

2）有效转矩（eP：

发动机单位气缸工作容积输出的有效功。

3）有效平均压力（e2.发动机的经济性指标

?

：

循环的有效功与所消耗的热量之比。

）有效热效率（1eg：

单位有效功所消耗的燃油量。

）有效燃料消耗率（2e3.发动机的其他性能评价指标

（1）排气品质

（2）噪声

（3）启动性

三、任务总结

1.发动机的结构和分类；

2.发动机基本术语及工作原理；

3.发动机性能评价指标；

四、布置作业

1.发动机的总体构造是怎样的

2.简述发动机的基本工作原理

3.说明发动机各常用术语的含义

4.排量为250mL的六缸发动机，其燃烧室容积为60mL，求其压缩比。

授课课题称名

曲柄连杆机构的构造与检修

授课形式

理论+实训

课时

8+4

教学目标

能力目标：

1.了解汽车发动机的工作循环，掌握曲柄连杆机构的功

用、组成、主要零部件的构造和相互装配关系；

2.掌握曲柄连杆机构主要零部件的检测和维修方法，掌握曲柄连杆机构装配与调整方法；

3.能进行曲柄连杆机构主要零部件的检测和维修，会对曲柄连杆机构进行装配与调整；

4.能对曲柄连杆机构异响进行故障诊断与排除。

知识目标：

1.曲柄连杆机构认知；

2.曲柄连杆机构组件与零件结构；

3.曲柄连杆机构的检修。

素质目标：

1.具有良好的思想品德修养和科学的创新精神；

2.能进行自我检讨，诚恳接受他人的批评；

3.形成良好的团队协作精神；

4.锻炼组织沟通能力，能够与团队成员协同解决问题。

教学重点

1.曲轴主轴承、连杆轴承的作用；2.活塞的结构及其作用

教学难点

1.活塞连杆机构的工作原理；2.活塞偏置销座与其运动方式

教学准备

1.多媒体教学设备；

2.教学课件、图片、视频；3.活塞实物。

看视频

任务一曲柄连杆机构认知一、设置情景通过汽车启动的动漫视频演示，引出教学内容。

二、相关知识

（一）曲柄连杆机构曲柄连杆机构是往复活塞式发动机实现能量转换的主要机构，其作用是

讲授

将燃料作用在活塞顶上的压力转变为曲轴的转矩，使曲轴产生旋转运动而对外输出动力。

曲柄连杆机构的组成如图4所示：

机体组：

汽缸体、气缸盖、气缸衬套、油底壳曲柄连活塞连杆组：

活塞、活塞环、活塞销、连杆杆机构曲轴飞轮组：

曲轴、飞轮、扭转减震器图2-1曲柄连杆机构组成

（二）活塞的四冲程运动表2-1活塞的四冲程运动过程工作循环活塞运动从上止点运动到下止点进气行程从下止点运动到上止点压缩行程从上止点运动到下止点做工行程从下止点运动到上止点排气行程（三）活塞与曲轴之间的动力传递连杆连接活塞和曲轴，汽车启动时，连杆将曲轴的旋转运动转化为活塞的往复直线运动传递动力，发动机启动后正常运转时，连杆将活塞在气缸内的往复直线运动转化为曲轴的旋转运动，并通过飞轮向外输出动力。

三、任务总结1.曲柄连杆机构的组成及作用；2.活塞四冲程运动过程；3.活塞与曲轴之间的动力传递过程。

四、布置作业1.描述曲柄连杆机构的组成及其装配关系。

2.描述曲柄连杆机构在发动机的动力传递过程中的工作原理。

看视频

讲授

任务二曲柄连杆机构组件与零件结构一、设置情景动漫演示活塞的工作，教师继而提问学生活塞的特点，引出活塞的结构以及偏置销座。

二、相关知识

（一）活塞的四冲程工作原理在进气行程中，活塞在曲轴的带动下由上止点向下止点运动，进气门打开，汽油和空气的混合气被吸入气缸，至活塞到达下止点，进气冲程结束，在这个过程中曲轴转过180°。

曲轴继续转动，带动活塞由下止点向上止点运动，进气门和排气门均关闭，混合气被压缩，压力和温度升高，至活塞到达上止点，压缩冲程结束，在这个过程中曲轴转过180°。

压缩冲程即将结束，活塞到达上止点前的某一刻，点火系统提供的高压电作用于火花塞，火花塞跳火，点燃气缸的混合气，因为活塞的运行速度极快而迅速的越过上止点，同时混合气迅速燃烧膨胀作功，推动活塞下行，带动曲轴输出动力，到达下止点，作功冲程结束，这个过程中曲轴再转过180°。

曲轴继续转动，带动活塞由下止点向上止点运动，排气门打开，燃烧后的废气经排气门排出。

排气结束，活塞处于上止点，这个过程中曲轴再转过180°。

所以，活塞往复四个行程，曲轴转两圈完成一个工作循环。

（二）活塞各部分的作用活塞与气缸盖、气缸壁等共同组成燃烧室，并承受气体压力，并将此力传给连杆，以推动曲轴旋转。

活塞顶部：

燃烧室的组成部分，用来承受气体压力。

将活塞顶部吸收的大部分热量传给活塞头部：

活塞汽缸壁，由冷却液带走。

导向、承受侧压力和传递气压力活塞群部：

给连杆的作用。

活塞组成及各部分作用2-2图

（三）活塞环1.气环气环是密封活塞和气缸间的间隙，防止气缸内的气体窜入油底壳的密封环，同时将活塞头部接受的大部分热量传给气缸壁，并起到辅助刮油、布油的作用。

气环的分类如图6所示：

矩形环微锥面环汽环扭曲环梯形环桶面环气环的分类图2-3油环2.油环的主要作用是在气缸壁上涂布一层均匀的油膜，将多余的机油刮下集中起来，并通过油环槽底部的回油孔流回油底壳，防止机油向上窜入燃烧7所示：

室，同时起到密封的辅助作用。

油环的分类如图整体式（又叫普通油环）油环组合式2-4油环的分类图（四）活塞销1.活塞销的作用连接活塞和连杆小头，并将活塞承受的气体作用力传给连杆。

2.活塞销的连接方式

（1）全浮式在发动机正常工作温度下，活塞销在连杆小头孔和活塞销座孔中都能转动。

（2）半浮式销与销座孔和连杆小头两处，一处固定，一处浮动（一般固定连杆小头）。

（五）偏置销座偏置销座是指活塞销座朝向承受作功侧压力的一面偏移1～2mm。

1.偏置销座的作用偏置销座可以减轻活塞换向时对气缸壁的敲击噪声。

2.偏置销座原理因销座偏置，在接近上止点时，作用在活塞销座轴线以右的气体压力大于左边，使活塞倾斜，裙部下端提前换向。

而活塞在越过上止点，侧压力反向时，活塞才以左下端接触处为支点，顶部向左转（不是平移），完成换向。

（六）活塞连杆的组装及V型发动机活塞排列方式1.活塞连杆的组装活塞连杆由活塞、连杆、活塞环、活塞销等组成，其组装步骤如下：

2.V型发动机活塞排列方式在V型发动机中，气缸分为左右两组，交替安装在同一曲轴上，但两组成一定角度（多为90度或70度）。

优点是体积紧凑，震动小。

（七）活塞的主要参数检测1.活塞环弹力活塞环弹力是指活塞环端隙达到规定值时作用在活塞环上的径向力。

2.活塞环漏光度的检测活塞环漏光度是指活塞环的外圆与缸壁贴合的良好程度。

3.活塞环端隙、侧隙和背隙的检测端隙是指活塞环开口处的平面端口的间隙。

侧隙是指活塞环与活塞环槽接触平面。

背隙是指活塞环在与钢筒的间隙。

三、任务总结1.活塞的四冲程工作原理；2.活塞各部分的作用；3.活塞环的作用；4.活塞销的作用及连接方式；5.偏置销座的作用及原理；6.活塞连杆的组装及V型发动机活塞排列方式；7.活塞的主要参数检测。

四、布置作业1.分别简述气环和油环的作用。

2.简述偏置销座的原理及作用。

3.活塞的检测参数主要有哪些，它们的作用分别是什么

授课课题称名

配气机构的构造与检修

授课形式

理论+模拟仿真+实训

课时

6+2+4

教学目标

能力目标：

1.理解发动机的换气过程，掌握配气机构的功用、组成、

主要零部件的构造和相互装配关系。

2.能进行配气机构主要零部件的检测和维修；

3.会进行配气相位的测量和调整；

4.会调整气门间隙，测量气缸压缩压力。

知识目标：

1.配气机构认知；

2.配气机构的组件和零件；

3.气门间隙及配气定时；4.可变气门配气机构认知。

5.理解发动机的换气过程，掌握配气机构的功用、组成、主要零部件的构造和相互装配关系。

素质目标：

1.具有良好的思想品德修养和科学的创新精神；

2.能进行自我检讨，诚恳接受他人的批评；

3.形成良好的团队协作精神；

4.锻炼组织沟通能力，能够与团队成员协同解决问题。

教学重点

1.气门间隙及配气定时；2.气门间隙的调整

教学难点

1.配气相位的测量和调整；2.节气门自由行程的调整

教学准备

1.多媒体教学设备；

2.教学课件、图片、视频；3.三维仿真教学系统；

看视频

配气机构认知任务一一、设置情景通过动漫演示，教师将学生的注意力引导配气机构上。

二、相关知识

（一）配气机构简介

讲授

1.配气机构的作用配气机构的功用是按照发动机各缸工作过程的需要，定时地开启和关闭进、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，废气得以及时排出气缸。

2.配气机构组成

气门组：

气门、气门座、气门弹簧、气门导管配气机构气门传动组：

正时齿轮、凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂轴、摇臂图3-1配气机构组成发动机工作时，曲轴通过正时齿轮驱动凸轮轴转动，使凸轮轴上的凸轮凸起部分通过挺柱和推杆推动摇臂绕摇臂轴摆转，摇臂的另一端便向下推开气门，并使气门弹簧进一步压缩。

当凸轮的顶点转过挺柱后，气门在气门弹簧的作用下，开始逐渐下降，知道最后关闭。

3.配气机构分类侧置气门按气门布置形式顶置气门配气机构下置凸轮轴配气机构按凸轮轴中置凸轮轴配气机构布置形式顶置凸轮轴配气机构图3-2配气机构分类

（二）配气相位用曲轴转角表示气门开启和关闭的时刻和开启的持续时间，成为配气相位。

配气相位的内容包括：

（1）进气提前角：

从进气门开始开启到上止点所对应的曲轴转角称为进气提前角（或早开角）。

进气提前角用α表示，α一般为10°～30°。

进气迟闭角：

从活塞运动到下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角称为进气迟后角（或晚关角）。

进气迟后角用β表示，β一般为40°～80°。

）排气提前角：

从排气门开始开启到下止点所对应的曲轴转角称为2（．

排气提前角（或早开角）。

排气提前角用γ表示，γ一般为40°～80°。

（3）排气迟闭角：

从上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角称为排气迟后角（或晚关角）。

排气迟后角用δ表示，δ一般为10°～30°。

气门叠开：

由于进气门早开和排气门晚关，在排气上止点附近出现一段进、排气门同时开启的现象。

气门重叠角：

进气提前角和排气迟后角之和。

（三）配气相位检查与调整1.配气相位的检查

（1）刻度盘法

（2）气门重叠法2.配气相位的调整

（1）凸轮轴偏位键法

（2）凸轮轴正时齿轮轴向位移法（四）可变气门机构1.本田V-TEC机构1-凸轮轴；2-主凸轮；3-中间凸轮；4-次凸轮；5-主摇臂；6-中间摇臂；7-次摇臂；8-摇臂轴中间油道；9-摇臂轴；10-止推活塞弹簧；11-止推活塞；12-同步活塞B；13-同步活塞A；14-正时活塞图3-3本田可变气门结构2.三菱MIVEC机构图3-4三菱MIVEC结构三、任务总结1.配气机构的组成，作用及分类；配气相位；2.

情景描述

3.配气相位的检查与调整；4.可变气门机构。

四、布置作业1.简述配气机构各部件协同工作的过程。

2.什么叫配气相位3.对比配气相位检查和调整的方法，各有什么特点。

任务二配气机构的检修一、设置情景学生为车主，对配气不了解；教师为该汽车维修人员，负责向客户介绍配气机构。

二、相关知识

（一）凸轮轴与进排气门的排列凸轮轴是气门传动组的主要部件，负责控制气门的开闭及其升程的变化规律。

凸轮轴的布置分为以下三种：

凸轮轴顶置：

凸轮轴摇臂气门：

凸轮轴中置（推杆）凸轮轴挺柱凸轮轴布置形式摇臂气门：

凸轮轴下置凸轮轴挺柱推杆摇臂气门图3-5凸轮轴布置形式

（二）节气门与怠速节气门是控制空气进入发动机的一道可控阀门，气体经过节气门进入进气管后和汽油混合成可燃混合气，从而燃烧做功。

它上接空气滤清器，下接发动机缸体，被称为是汽车发动机的咽喉。

讲授

1.节气门与怠速的关系当发动机怠速运行时，节气门处于全关位置，即进入发动机的空气量不再由节气门进行调节。

怠速控制的实质就是通过怠速执行器调节进气量，同时配合喷油量及点火提前角的控制，改变怠速工况燃料消耗所发出的功率，以稳定或改变怠速转速。

2.节气门自由行程的调整传统拉线油门是通过钢丝一端与油门踏板相连另一端与节气门相连，它的传输比例是1：

1的，也就是说我们用脚踩多少，节气门的打开角度就是多少。

节气门的拉线要稍微有点自由行程，可以使节气门回位到位。

如果没有自由行程，有点轻微卡滞，就容易出现节气门回不到位的现象。

（三）气门间隙的调整1.气门间隙调整的必要性发动机工作时，气门将因温度升高而膨胀，如果气门及其传动件之间，在冷态时无间隙或间隙过小，则在热态时，气门及其传动件的受热膨胀势必引起气门关闭不严，造成发动机在压缩和作功行程中漏气，而使功率下降，严重时甚至不易起动。

但若气门间隙过大，造成气门与气门座、各传动件之间的撞击，噪声增大，磨损加速，气门有效升程减小，换气情况恶化，同样使汽车动力性、经济性下降。

2.气门间隙调整的方法

（1）二次调整法

（2）逐缸调整法三、任务总结1.凸轮轴与进排气门的排列；2.节气门与怠速的关系；3.气门间隙的调整。

四、布置作业1.对比三种凸轮轴的排列方式的异同点及其优缺点。

2.简述发动机怠速的控制原理。

3.简述气门间隙调整的重要性。

授课课题称名

汽油机燃料供给系统构造与检修

授课形式

理论+实训

课时

8+4

教学目标

能力目标：

1.了解汽油机的燃烧过程，掌握汽油机燃料供给系的功用、组成、主要零部件的构造和相互装配关系；

2.掌握汽油机燃料供给系常见综合故障的原因、现象；3.能对汽油泵、汽油滤清器常见故障进行检修；

4.能进行汽油机燃料供给系常见油路故障诊断与排除。

知识目标：

1.电控汽油机燃料供给系统认知；

2.电控汽油发动机空气供给系统；

电控汽油发动机燃油供给系统；3.

4.电控汽油发动机排气系统；

5.汽油直喷式燃油系统。

素质目标：

1.具有良好的思想品德修养和科学的创新精神；

2.能进行自我检讨，诚恳接受他人的批评；

3.形成良好的团队协作精神；

4.锻炼组织沟通能力，能够与团队成员协同解决问题。

教学重点

1.汽油机燃料供给系的功用、组成；2.电控汽油喷射系统常见的机械故障

教学难点

1.掌握汽油机燃料供给系常见综合故障的原因、现象；2.电控汽油喷射系统的电控元件的故障码

教学准备

1.多媒体教学设备；

2.教学课件、图片、视频；3.三维仿真教学系统；

看视频

讲授

任务一电控汽油机燃料供给系统认知一、设置情景

通过汽车发动机动力性能视频，引出汽油机燃油供给的教学内容。

二、相关知识

（一）电控汽油喷射系统分类和组成D型按空气量的检测方式L型单点燃油喷射系统电控汽油按喷油器与气缸的数量关系喷射系统多点燃油喷射系统连续喷射按喷油器的喷射方式间歇喷射电控汽油喷射系统分类4-1图

空气供给系统:

控制并测量计入发动机的空气量，提供可燃混合器需要的空气。

电控汽油燃油供给系统:

供给气缸燃烧所需要的汽油。

喷射系统电子控制系统:

根据发动机运转工况和汽车运行状况,确定最佳喷油量和点火时刻。

图4-2电控汽油喷射系统组成及各部分作用

（二）空气供给系统空气流量计空气供进气歧管绝对压力传感器给系统节气门体4-3空气供给系统组成图型汽油喷射系统为例，发动机运行时，空气流量由节气门控制，空以L气经空气滤清器过滤，由空气流量计计量后，通过节气门体进入进气，再分配到各进气歧管内和喷油器喷出的汽油混合。

空气流量是确定电控汽油机喷油量的主要依据之一，可以对发动机的怠速和快怠速进行控制。

（三）燃油供给系统低压回油管油箱电动燃油泵燃油滤清器压力调节器喷油器燃油供给系统的组成4-4图

1.电动燃油泵作用：

在规定的压力下，供给燃油系统足够的燃油。

将燃油从燃油箱内吸出，经压缩将油压调节到调节器控制的规定值，然后经过压力系统将燃油送到发动机的喷油器中。

类型：

内置式按安装位置外置式涡轮式电动燃油泵转子式按安装位置滚柱式侧槽式图4-5电动燃油泵的类型构造：

如图表4-1所示。

表4-1各种电动燃油泵的组成、原理及特点对比保证发动机正常工作。

换，安装时应注意燃油流动方向的箭头，不能装反。

涡轮式

滚珠式

齿轮式

叶片式

组成

燃油泵电动机、涡轮泵、出油阀、卸压阀

燃油泵电动机、滚珠式燃油泵出油阀、卸压阀

带外齿的主动齿轮、带内齿的从动齿轮、泵套

叶轮的形状、数目和滚道布置与齿轮式不同

原理

略

略

略

略

特点

供油压力脉动小，无需设减震器，简化管路，降低噪声

泵的齿数多，输油的流量和压力波动均匀

可以通过适当的放气口分离蒸汽，防止气阻形成