《汽车发动机构造与维修》教案Word下载.docx

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课外作业

课后习题

检查方法

1.随堂提问，计平时成绩。

2.检查课本课后习题内容。

教学后记

授课主要内容

任务引入

以汽车需要维修的故事引入新课。

知识链接

一、汽车总体构造

1.发动机

2.底盘

3.车身

4.电气设备

二、汽车的总体布置形式

1.发动机前置后轮驱动（FR型）

2.发动机前置前轮驱动（FF型）

3.发动机后置后轮驱动（RR型）

4.发动机中置后轮驱动（MR型）

5.全轮驱动（4WD型）

三、汽车行驶的基本原理

汽车向前行驶时，承受较复杂的各种力的作用，有纵向力、横向力和垂直力以及力矩等。

1.汽车的驱动力

2.附着力

3.行驶阻力

（1）滚动阻力

（2）空气阻力

（3）坡度阻力

4.驱动力、附着力与行驶阻力的关系

四、汽车识别代码（VIN码）

VIN（VehicleidentificationNumber）汽车识别代码是汽车制造厂为了识别一辆汽车而规定的一组字码，它由一组拉丁字母和阿拉伯数字组成，共17位，故又称17位码。

17位VIN码的每一位代码代表着汽车某一方面的信息参数。

我们从该码中可以识别出车辆的生产国家、制造公司或生产厂家、车辆的类型、品牌名称、车型系列、车身形式、发动机型号、车型年款（属于哪年生产的年款车型）、安全防护装置型号、检验数字、装配工厂名称和出厂顺序号码等信息。

1.汽车识别代码（VIN码）的规定

2.VIN码中各代码的含义举例

任务实施

1.找出相关元件，在实物上贴上相应的数字序号标签，并完成表格填空。

2.观察上课用汽车，找出发动机、底盘、车身、电器设备四大总成系统中除了上述元件之外的其他10个元件

3.列举出各种汽车布置形式对应的车型，简述该布置形式的主要特点。

4.析汽车行驶过程中，沿汽车前进方向上驱动车轮承受的作用力，简述汽车行驶的基本原理。

5.找出上课用车辆的识别代码（VIN），并说明其含义

任务小结

回顾本次任务所学知识，强调本节课的重点与难点，加深理解与记忆，让同学真正的掌握本项目内容。

学习评价

1.让同学独立完成学后测评试题，检验同学掌握情况，并计入平时成绩。

2.让同学分小组完成任务实施评价表，并检测评分，计入平时成绩。

课后作业

1．完成课后习题。

2．预习下一项目内容。

10

项目2发动机的构造分析

任务一曲柄连杆机构的构造分析

1．熟悉曲柄连杆机构主要构件的作用、安装位置和结构特点；

2．熟悉并会应用曲柄连杆机构相关构件上的特殊标记；

3．掌握四行程汽油发动机的工作原理；

4．能正确解释活塞变形、活塞敲缸、气环泵油作用和曲轴偏置等现象。

5．曲柄连杆机构主要构件的作用、安装位置、使用材料和结构特点；

6．能正确解释塑性域螺拴的塑性变形、活塞变形、活塞敲缸、矩形气环泵油作用和曲轴偏置等现象；

7．培养学生动手能力，热爱本课程所有知识

1．曲柄连杆机构主要构件的作用、安装位置和结构特点；

2．四行程汽油发动机的工作原理；

3.解释活塞变形、活塞敲缸、气环泵油作用和曲轴偏置等现象。

1．熟悉并会应用曲柄连杆机构相关构件上的特殊标记

2．能正确解释活塞变形、活塞敲缸、气环泵油作用和曲轴偏置等现象。

借助于多媒体课件，讲授曲柄连杆机构的组成和各部分的作用，并了解四行程汽油发动机的工作原理。

通过具体例子，让学生了解活塞变形、活塞敲缸、气环泵油作用和曲轴偏置等现象。

通过教师的示范和视频的示范讲授活塞与活塞环的选配，让学生更直接地学习活塞与活塞环的选配的技巧。

1．曲柄连杆机构的组成约40分钟；

2.曲柄连杆机构各部件的作用约40分钟；

3．曲柄连杆机构相关构件上的特殊标记约60分钟；

4.四行程汽油发动机的工作原理约60分钟；

5．解释塑性域螺拴的塑性变形、活塞变形、活塞敲缸、矩形气环泵油作用和曲轴偏置等现象约120分钟；

6.活塞与活塞环的选配练习约80分钟。

多媒体课件、发动机总成台架。

曲柄连杆机构故障分析。

随堂提问，计平时成绩。

发动机是汽车的心脏，是将其他形式能量转变为机械能的动力装置，能为汽车的行驶提供足够大的驱动力。

汽车上所采用的发动机主要是内燃机。

内燃机是在发动机内部燃烧的一种热机，其每实现一次热功转换，都要经过一系列连续的工作过程，承受着高温、高压、高速、润滑困难和弯曲、扭曲、振动等不利的工作条件，曲柄连杆机构作为发动机的躯干，在材料、构造、装配工艺等方面都必须要满足这些性能要求。

一、汽车发动机的类型

1.按照所用燃料的不同分类

（1）汽油发动机

（2）柴油发动机

2.按照行程数分类

（1）二行程发动机

（2）四行程发动机

3.按照冷却方式不同分类

（1）水冷发动机

（2）风冷发动机

4.按照气缸数目分类

5.按照气缸排列方式的不同分类

（1）直列式发动机

（2）双列式发动机

6.按照进气系统是否采用增压方式分类

（1）自然吸气发动机

（2）强制进气（增压式）发动机

二、发动机的总体认识

1.曲柄连杆机构

曲柄连杆机构的功用是将燃料燃烧时产生的热能转变为活塞往复运动的机械能，再转变为曲轴旋转运动而对外输出动力。

它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。

2.配气机构

配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入汽缸，并使废气从汽缸内排出，实现换气过程。

配气机构一般由气门组和气门传动组组成。

3.燃料供给系统

汽油机燃料供给系统的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入汽缸，并将燃烧后的废气从汽缸内排出到大气中去。

现代轿车上发动机普遍采用电控汽油喷射系统，主要由燃油箱、燃油泵、滤清器、供油总管、喷油器、进排气系统等组成。

4.润滑系统

润滑系统的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损，并对零件表面进行清洗和冷却。

润滑系统通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。

5.冷却系统

冷却系统的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。

水冷发动机的冷却系统通常由水泵、风扇、水箱、节温器等组成。

6.点火系统

点火系统的功用是在发动机各种工况和使用条件下，在汽缸内适时、准确、可靠地产生电火花，以点燃可燃混合气，使发动机做功。

点火系统通常由蓄电池、发电机、点火开关、点火线圈、分电器、火花塞等组成。

7.起动系统

起动系统的功用是使发动机的曲轴在外力作用下开始转动，带动活塞作往复运动，直到汽缸内的可燃混合气燃烧膨胀做功。

曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。

完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动系统。

起动系统主要由起动机及其控制电路组成。

三、发动机的基本工作原理

1.发动机的基本术语

上止点：

活塞在汽缸里做往复直线运动时，当活塞向上运动到最高位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最远的极限位置。

下止点：

活塞在汽缸里做往复直线运动时，当活塞向下运动到最低位置，即活塞顶部距离曲轴旋转中心最近的极限位置。

活塞行程：

活塞从一个止点到另一个止点移动的距离，即上、下止点之间的距离称为活塞行程。

曲柄半径：

曲轴旋转中心到曲柄销中心之间的距离称为曲柄半径。

汽缸工作容积：

活塞从一个止点运动到另一个止点所扫过的容积。

燃烧室容积：

活塞位于上止点时，其顶部与汽缸盖之间的容积称为燃烧室容积。

汽缸总容积：

活塞位于下止点时，其顶部与汽缸盖之间的容积称为汽缸总容积。

发动机排量：

多缸发动机各汽缸工作容积的总和，称为发动机排量。

压缩比：

汽缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。

2.四行程发动机的工作原理

（1）四行程汽油机的工作原理

四行程汽油机的每个汽缸的运转都是按进气行程、压缩行程、做功行程和排气行程。

①进气行程

②压缩行程

③做功行程

④排气行程

（2）四行程柴油机的工作原理

四、机体组

机体组由汽缸体、汽缸盖、汽缸垫、油底壳和发动机支承等组成。

1.汽缸体

2.汽缸盖和汽缸垫

3.缸盖螺栓

4.发动机支承

五、活塞连杆组

活塞连杆组由活塞、活塞环、活塞销、连杆、连杆轴承、连杆螺栓和连杆螺母等组成。

1．活塞

2．活塞环

3．活塞销

4．连杆

5．连杆轴承

六、曲轴飞轮组

曲轴飞轮组主要由曲轴和飞轮以及其他相关附件组成。

1．曲轴

2．曲轴定位

3．曲轴扭转减振器

4．飞轮

1．观察发动机曲柄连杆机构实物，找出下图中各数字序号所列元件，在实物上贴上相应的数字序号标签，并完成相应表格的填空

2．填写单缸四行程汽油发动机工作时经历了进气、压缩、做功、排气四个行程表

3．结合教学设备实物，解释故障现象

4．认真观察教学设备的曲轴形状，分析曲拐的布置特点，完成发动机工作循环表

5．检测评分

6．质量分析

回顾本次任务所学知识，强调本节课的重点与难点，加深理解与记忆，让同学真正的掌握曲柄连杆机构的结构与检修。

1.让同学独立完成学后测评试题，检验同学掌握情况。

2.让同学独立完成活塞和活塞环的选配，并检测评分。

1．制定曲柄连杆机构故障排除的任务。

2．思考检测的方法。

3.完成学后测评内容。

12

任务二配气机构的构造分析

知识目标

1．熟悉配气机构主要构件的作用、主要组件的安装位置和结构特点；

2．正确理解发动机配气相位的概念，正确理解并应用凸轮轮廓的分布规律；

3．能正确解释气门杆发涩、气门噪声等现象；

4．正确掌握气门间隙的检查和调整。

5.培养学生学习发动机的兴趣

1．配气机构的作用与分类。

2．掌握配气机构的组成。

3．正确掌握气门间隙的检查和调整。

1．正确掌握气门间隙的检查和调整。

2．对配气机构不良现象的解析。

借助于多媒体课件，讲授配气机构的作用、分类和组成。

通过多媒体视频与老师的操作给学生作出气门间隙检查和调整的示范，通过气门间隙检查合和调整训练，让学生进一步掌握本任务的技能的技巧，能够独立完成配气机构的检测。

1．配气机构主要构件的作用、主要组件的安装位置和结构特点约120分钟。

2.发动机配气相位的概念、凸轮轮廓的分布规律约60分钟。

3.气门间隙的检查和调整约5小时。

多媒体课件、发动机台架

配气机构的检测

1.随堂提问，计平时成绩。

2.对气门间隙的检查和调整评分，计平时成绩。

进入汽缸内新鲜混合气（或空气）的数量对发动机的性能影响很大，进气量越多，发动机的有效功率和转矩就越大。

因此，配气机构首先要保证进气充分，进气量尽可能的多；

同时，废气要排除干净，因为汽缸内残留的废气越多，进气量将会越少。

一、配气机构的功用、类型和组成

1.配气机构的功用

配气机构是根据发动机工作循环和点火次序，适时地开启和关闭各缸的进、排气门，使纯净空气或空气与燃油的混合气及时地进入汽缸，废气及时地排出。

2.配气机构的类型

（1）按凸轮轴布置位置分类

上置凸轮轴

中置凸轮轴

下置凸轮轴

（2）按传动方式分类

链条传动

齿带传动

齿轮传动

（3）按每缸气门的数目分类

2气门、3气门、4气门、5气门

3.配气机构的组成

气门组的作用是封闭进、排气道；

由气门、气门座与气门座圈、气门导管、气门弹簧等组成。

气门传动组的作用是使进、排气门按配气相位规定的时刻开启和关闭，由凸轮轴、挺柱、推杆、摇臂等组成。

二、配气机构的主要组件

1.气门组件

气门组件由气门、气门座、气门弹簧（外、内）、气门弹簧座（上、下）、气门锁片、气门导管和气门油封等零件组成。

（1）气门

（2）气门座

（3）气门弹簧

采用双气门弹簧、采用变螺距气门弹簧、采用锥形气门弹簧

（4）气门导管和油封

2.气门驱动组件

气门驱动组件是将凸轮轴的旋转运动变为气门往复运动的机构。

由于气门驱动形式和凸轮轴位置的不同，气门驱动组的零件组成差别很大，主要由凸轮轴、气门挺柱、推杆、摇臂、摇臂轴、调整螺钉等组成。

（1）凸轮轴

凸轮轴的作用是凸轮轴通过不断地旋转，推动气门顶杆上下运动，进而控制气门的开启与关闭。

（2）挺柱

挺柱是凸轮的从动件，其功用是将来自凸轮的运动和作用力传给推杆或气门，同时还承受凸轮所施加的侧向力，并将其传给机体或汽缸盖。

挺柱可分为机械挺柱和液力挺柱两大类。

（3）推杆

推杆处于挺柱和摇臂之间，其功用是将挺柱传来的运动和作用力传给摇臂。

两端的球头或球座与推杆锻成一个整体。

（4）摇臂

摇臂的功用是将推杆和凸轮传来的运动和作用力，改变方向传给气门使其开启。

三、配气相位及气门间隙

1.理论上的配气相位分析

理论上进气、压缩、做功、排气各占180°

，也就是说进、排气门都是在上、下止点开闭，延续时间都是曲轴转角180°

。

但实际表明，简单配气相位对实际工作是很不适应的，它不能满足发动机对进、排气门的要求。

原因在于：

气门的开、闭有个过程，开启总是由小到大，关闭总是由大到小。

2.实际的配齐相位分析

进气门早开：

增大了进气行程开始时气门的开起高度，减小进气阻力，增加进气量。

进气门晚关：

延长了进气时间，在大气压和气体惯性力的作用下，增加进气量。

排气门早开：

借助汽缸内的高压自行排气，大大减小了排气阻力，使排气干净。

排气门晚关：

延长了排气时间，在废气压力和废气惯性力的作用下，使排气干净。

（1）气门重叠

（2）进、排气门的实际开闭时刻和延续时间

3.配气相位的影响因素

（1）制造、装配和维修中误差的影响

（2）使用中配气相位的变化

（3）动态变形引起配气相位偏移

（4）使用条件的影响

4.气门间隙

发动机在冷态下，当气门处于关闭状态时，气门与传动件之间的间隙称为气门间隙。

5.气门间隙的调整

“二次调整法”

（1）分组

先将发动机的汽缸按工作顺序顺时针进行分组，以1、6缸为上下基准分成四组。

（2）第一遍

将一缸活塞转到压缩上止点，以1缸为基准按双、排、不、进依次顺时针分布在上述四组汽缸位置。

（3）第二遍

曲轴转动360°

，将六缸转到压缩行程上止点，以6缸为基准仍按双、排、不、进调整余下的一半气门的间隙（6缸进排气门，2、4缸排气门，5、3缸进气门）。

（4）进、排气门的确定

用转动曲轴观察确定。

（5）1缸压缩上止点的确定

转动曲轴，观察与1缸曲轴连杆轴颈同在一个方位的6缸的排气门打开又逐渐关闭到进气门开始动作瞬间，6缸在排气上止点，即1缸在压缩上止点。

1．观察发动机凸机总成中配气机构相关组件的实物，找出相应元件，在实物上贴上数字序号标签，并完成相应表格填空。

2．分析气门间隙对发动机工作有何影响，为何液力挺柱无需预留气门间隙？

3．查找资料，找出发动机气门相位角的标准值，画出配气相位图，计算气门重叠角、进气行程曲轴转角和排气行程曲轴转角大小。

4．分析安装发动机时如何操作才能确保配气相位正确？

回顾本次任务所学知识，强调本节课的重点与难点，加深理解与记忆，让同学真正的掌握配气机构的检修内容。

1.让同学独立完成学后测评试题，检验同学掌握情况，并计入平时成绩。

2.让同学独立完成配气机构的检修内容，并检测评分，计入平时成绩。

2．预习下一项目。

8

任务三润滑系统的构造分析

1.熟悉润滑系统的功用、主要润滑部位和机油等级选用的依据；

2.熟悉润滑系统主要组件的作用、类型、安装位置和结构特点等；

3.能正确描述机油的润滑油路流向循环；

4.能正确分析机油压力过低的常见原因。

5.培养学生热爱汽车维修

1．润滑系统主要组件的作用、类型、安装位置和结构特点。

2．润滑油路流向循环。

3.能正确分析机油压力过低的常见原因。

1.润滑油路流向循环。

2.能正确分析机油压力过低的常见原因

借助于多媒体课件，讲授润滑系的作用和组成。

通过教师进行实训项目的示范，通过对润滑系的各项训练，让学生进一步掌握润滑系的构造分析。

1．润滑系统的功用、主要润滑部位和机油等级选用的依据约80分钟。

2.润滑系统主要组件的作用、类型、安装位置和结构特点约80分钟。

3.机油的润滑油路流向循环约80分钟。

4.分析机油压力过低的常见原因和其他常见故障约80分钟。

多媒体课件、发动机台架。

润滑系的检测。

2.对实训项目完成质量评分，计平时成绩。

发动机工作时，各相互接触的运动副零件均以一定的力作用在另一个零件上，并且发生高速的相对运动，有了相对运动，零件表面必然要产生摩擦，加速磨损。

为了减轻磨损，减小摩擦阻力，延长使用寿命，发动机上都必须有润滑系统。

知识连接

一、润滑系统的作用和组成

1.润滑系统的功用

（1）润滑：

润滑运动零件表面，减小摩擦阻力和磨损，减小发动机的功率消耗；

（2）清洗：

机油在润滑系统内不断循环，清洗零件表面，带走因摩擦产生的金属磨屑和其他杂质，从而清洁零件表面，减少金属屑的摩擦作用；

（3）冷却：

机油在润滑系统内循环还可带走摩擦产生的部分热量，以使零件摩擦表面不因温度过高而熔化；

（4）密封：

机油的黏性在运动零件之间形成油膜，提高它们的密封性，有利于防止漏气或漏油；

（5）防锈蚀：

在零件表面形成油膜，对零件表面起保护作用，防止腐蚀生锈。

2.润滑方式

（1）压力润滑：

是以一定的压力把机油供入摩擦表面的润滑方式。

这种方式主要用于主轴承、连杆轴承及凸轮轴承等负荷较大的摩擦表面的润滑。

（2）飞溅润滑：

利用发动机工作时运动件溅泼起来的油滴或油雾润滑摩擦表面的润滑方式。

这种润滑方式主要用来润滑负荷较轻的汽缸壁面和配气机构的凸轮、挺柱、气门杆以及摇臂等零件的工作表面。

（3）润滑脂润滑：

通过润滑脂嘴定期加注润滑脂来润滑零件的工作表面，如水泵及发电机轴承等。

3.润滑系统的组成及润滑油路

（1）润滑系统的组成

润滑系统由机油泵、机油滤清器、机油集滤器、机油冷却器、机油管道等组成

（2）润滑系统的润滑油路

如书上图表。

二、润滑剂

1．机油的使用特性及机油添加剂

（1）适当的黏度

（2）优异的氧化安定性

（3）良好的防腐性

（4）较低的起泡性

（5）强烈的清净分散性

（6）高度的极压性

2.机油的分类

我国的机油分类法参照采用ISO分类方法。

GB/T7631．3—1995规定，按机油的性能和使用场合分为：

（1）汽油机油

SC、SD、SE、SF、SG、SH等6个级别。

（2）柴油机油

CC、CD、CDII、CE、CF4等5个级别。

（3）二冲程汽油机油

ERA、ERB、ERC和ERD等4个级别。

3.机油的选用

参阅《车辆使用手册》

4.合成机油

合成机油是利用化学合成方法制成的润滑剂。

其主要特点是有良好的黏度—温度特性，可以满足大温差的使用要求；

有优良的热氧化安定性，可长期使用无需更换。

5.润滑脂

润滑脂是将稠化剂掺入液体润滑剂中所制成的一种稳定的固体或半固体产品，其中可以加入旨在改善润滑脂某种特性的添加剂。

润滑脂在常温下可附着于垂直表面而不流淌，并能在敞开或密封不良的摩擦部位工作，具有其他润滑剂所不能代替的特点。

三、润滑系统主要部件的构造

1.机油泵

（1）齿轮式机油泵

（2）内接齿轮式机油泵

（3）转子式机油泵

（4）溢流阀

2.机油滤清器

机油滤清器的功用是滤除机油中的金属磨屑、机械杂质和机油氧化物。

若这些杂质随同机油进入润滑系统，将加剧发动机零件的磨损，还可能堵塞油管或油道。

（1）全流式机油滤清器

全流式机油滤清器串联于机油泵和主油道之间，因此全部机油都经过它滤清。

目前在轿车上普遍采用全流式机油滤清器。

（2）分流式机油细滤器

分流式机油细滤器有过滤式和离心式两种类型。

过滤式存在着滤清能力与通过能力的矛盾，而离心式则有滤清能力高，通过能力大，且不受沉淀物影响等优点。

因此，车用发动机多以离心式机油滤清器作为分流式机油细滤器。

3.机油冷却器

机油冷却器分风冷和水冷两种。

风冷式机油冷却器安放在发动机前部，其结构与冷却系统的散热器相似，靠汽车行驶时迎面风对机油进行冷却，在普通轿车上很少采用。

4.曲轴箱通风和机油消耗

（1）曲轴箱通风

为了避免：

①窜入曲轴箱内的汽油蒸气凝结后导致机油变稀，机油性能变差；

②废气中的水蒸气凝结在机油中形成泡沫，破坏机油的供给；

③废气中的二氧化硫遇水则生成亚硫酸，亚硫酸再遇到空