《汽车材料》教案Word下载.docx

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柴油机工作时,总会有一部分可燃气体与废气经活塞环与气缸壁的间隙进入曲轴箱内,若活塞环严重损坏,此现象将更为严重。

进入曲轴箱内的燃油蒸汽凝结后将稀释机油,废气中的酸性物质与水蒸气将侵蚀零件,同时导致机没逐渐稀释、老化与结焦,使机油性能变坏。

另外,进入曲轴箱内的气体将使箱内温度与压力升高,造成机油从油封、衬垫等处渗出;

由于活塞的往复运动,曲轴箱内的气体压力周期性变化,影响发动的正常工作,严重时会使曲轴箱内的机油上窜至燃烧室与汽缸盖罩内。

为此,柴油机特设有通气管（呼吸管）,使曲轴箱内外压力处于平衡状态,从而延长机油的使用时间。

当曲轴箱通气孔不良或产生气阻时,将会加速机油的氧化变质。

（3）柴油机过热。

使柴油机过热的主要原因为冷却水不足、冷却系内水垢过多、水泵发生故障使冷却水循环中断,杂物堵塞散热器、散热器盖与节温器不良、风扇皮带过松或断裂,炎热时节大负荷长时间运行,燃烧室积炭的影响及润滑油系统机油不足等导致。

当柴油机过热时,将会引起机油温度升高,从而加速机油的老化变质。

柴油机的机油在高温、高压下工作时,其抗氧化安定性变坏,加剧了热分解、氧化与聚合的过程。

在高温的情况下,机油与燃烧不完全的产物、凝结的水蒸气以及进气中夹带的灰尘混合,将导致机油变质速度加快。

（4）柴油机保养不当。

在更换机油时,若不清洗润滑系统或没有认真清洗曲轴箱,若机油滤清器或机油散热器清洗不彻底或漏装机油滤清器的密封垫圈,则柴油机在加入新机油后,即使使用时间较短（只有几个小时）,也会使机油重新被残留污染物严重污染,从而加速机油的变质。

（5）柴油机使用汽油机机油。

柴油机的压缩比就是汽油机的2倍多,其主要零件受到的高温高压冲击要比汽油机大得多,因而有些零部件的制作材料有所不同。

例如,汽油机主轴瓦与连杆轴瓦可用材质较软、抗腐蚀性好的巴氏合金来制作,而柴油机的轴瓦则必须采用铅青铜或铅合金等高性能材料来制作,但这些材料的抗腐性能较差。

为此在柴油机机油的炼制过程中,要多加些抗腐剂,以便使用中能在轴瓦表面生成一层保护膜来减轻轴瓦的腐蚀,并提高其耐磨性能。

由于汽油机机油没有这种抗腐剂,如果将其加入柴油机,轴瓦在使用中就容易出现斑点、麻坑,甚至造成成片剥落的不良后果,机油会很快变脏而加速变质,并导致烧瓦抱轴事故发生。

另外,柴油的含硫量比汽油大,这种有害物质在燃烧过程中会形成硫酸或亚硫酸,连同高温高压废气一道窜入油底壳内,就会加速机油的氧化与变质,故需在柴油机机油炼制过程中加入一些抗氧化的添加剂,使机油呈碱性。

而汽油机机油则不加这种添加剂,若将其用于柴油机,会回上述酸性气体的腐蚀很快变质失效。

因此应注意不能用汽油机油加注柴油机。

（6）混合使用不同牌号的柴油机机油。

各种不同牌号的机油,除了其黏度等级不同外,其组成的化学成分也有所区别,主要就是组成机油的添加剂品种与数量不同。

一般情况下,机油的品种与质量等级就是按照其添加剂成分的品种与数量来划分的,因为不同类型的添加剂其化学性能不同,所以添加剂种类不同的机油不能混合使用,否则就可能使油中的添加剂发生化学反应,使机油的使用性能急剧下降,加速变质。

（7）机油牌号使用不当。

由于各种不同型号的柴油机在工作时技术状况与性能要求不同,要求选用的机油牌号也不相同。

如果柴油机所使用的机油不符合规定,就会造成不能正常工作,导致机油变质加速。

2、预防机油变质的措施

（1）经常查瞧机油的油位。

此项检查应在柴油机起动之前或停机10min以后进行,待10min后再次检查油位。

补充机油时应严格注意清洁并检查就是否有渗漏现象。

（2）经常检查机油的质量。

在检查油位时,应注意检查机油的污染程度,机油尺上的机油不应有变色（机油变黑现象除外）的现象。

当机油达到使用的间隔里程或达到换油指标时,应及时更换机油。

多级油在使用时容易变黑,属于正常现象。

检查机油质量的常用方法有:

油迹对比、黏度比较试验与化验法等几种。

用油迹对比法检测机油质量时,可在洁净的白纸上分别滴下同种新机油与正在使用的机油各一滴,比较二者变化情况。

如果在用的油中间黑点里有较多的硬质沥青及炭粒等,表明机油滤清器的滤清作用不良,但并不说明机油已经变质;

如果机油中间黑点较小且色泽较浅,周围的黄色润迹较大,油迹的界线不很明显且逐渐扩散,说明机油中洁净分散剂沿未耗尽,仍可继续使用;

如果黑点较大,且油呈黑褐色、均匀无颗粒,黑点与周围的黄色油迹界线清晰,有明显的分界线,则说明其中洁净分散剂已经失效,表明机油已变质,应及时更换。

（3）适时更换机油。

机油虽然有规定的换油周期,但因柴油机磨损程度不同,机油质量有差异,再加上地区、气候与作业条件的不同,都会影响机油的更换周期。

换早了造成浪费,换迟了又会因机油老化而引起柴油机的其它事故。

更换机油时,应起动柴油机使之运转达到正常工作温度（80℃以上）,然后将柴油机熄火,在热车状态下放出油底壳与滤清器内的旧机油。

有些柴油机的油底壳放油螺塞为磁性螺塞,待机油放净后,应将放油塞吸附的铁屑清除干净后拧上。

如果有条件,更换机油时,最好使用真空换油设备,该装臵可以将旧机油吸得比较干净。

当放出的机油较脏时,应清洗润滑油道内的旧机油。

操作时,向柴油机加入标准容量60%～80%的清洗油（稀机油或掺入20%柴油的机油）,起动柴油机,怠速运转3～5min（切不可高速运转）,最后放净清洗油,加入清洁的新机油即可。

（4）选用合适的机油。

选择合适的机油就是保证柴油机正常工作的重要因素,也就是延长机油使用寿命根本保证。

在实际工作中应按照以下要求来选择机油。

①严禁柴油机使用汽油机机油。

只有在发动机制造厂有代用说明或标明就是汽油机与柴油机的通用机油时,才可代用或在标明的级别范围里使用。

②在保证柴油机可靠润滑的前提下,机油黏度应尽可能小些。

黏度大的机油除在南方夏季使用外,仅适用于一些严重磨损的发动机。

高黏度的机油会使柴油机运转时的阻力增加,从而使燃料消耗增加。

选用黏度太低的机油,又可能使机油压力过低,润滑油膜强度不够,密封不严。

所以要根据柴油机工况、季节来正确选用机油。

③坚持经济适用的原则。

高级机油过多降级使用不经济,把级别较低的机油用于要求较高的柴油机中会造成柴油机早期磨损与损坏。

④应尽量使用多级油。

多级油的粘温性能好,在柴油机中使用的时间长、节省燃料,而且四季通用,便于管理。

使用多级油时,油色容易变黑,机油压力也比普通机油小些,这些都有就是正常现象,不影响使用。

⑤应优先选用国产名牌机油。

国产机油质优价廉（仅为进口机油价格的50%～60%）,而且国内的大型炼油厂均能生产符合国际标准的高级润滑油,可以放心地选用。

⑥关于机油的混合使用。

单级机油与多级机油不要混用;

不同牌号机油必要时可临时混用,但不要长期混用。

（5）避免机油温度过高而氧化变质。

保证水冷式柴油机冷却系统工作状况良好,避免过热。

当冷却系统出现异常时,应及时检查并排除;

保证曲轴箱通风装臵工作状况良好,定期清洗通风管、通风阀;

保持机油温度在70～80℃;

适时打开机油散热器开关;

保持正常的机油油面高度。

（6）把好清洁关。

防止脏物杂质进入润滑系;

定期更换机油滤清器;

彻底清洗润滑系,定期更换机油;

检查机油中就是否混入水份;

更换或添加机油时也应防止雨雪或其她进入机油;

当汽缸盖、机体有裂纹,缸套阻水圈老化失效或缸垫冲坏时,应及时维修;

拆卸缸盖时一定要先将水放净,以防水流入油底壳。

（7）避免柴油流入机油。

柴油机喷油泵的供油量过大、供油压力过低或喷油器滴油、雾化不良时,会使喷入缸内的柴油得不到充分燃烧,其中一部分将沿缸壁流入油底壳,致使机油变稀,黏度下降,过早失去润滑作用。

因此要定期检查或调整喷油泵与喷油器,及时更换磨损超限的柱塞、出油阀与喷油嘴偶件。

（8）避免缸内废气对机油的侵蚀。

当活塞与缸套、气门与气门导管的配合间隙过大时,燃烧室内的高温高压废气会由此窜入曲轴箱,加速机油的老化变质,并形成胶质、积炭及酸性有害物质。

因此,要及时更换磨损超限的上述配合件,恢复其正常配合间隙,保持良好的密封作用。

（3）城市车用柴油的选用

10号城市车用柴油适用于有预热设备的柴油机。

5号城市车用柴油适用于风险率为10%的最低气温在8℃以上的地区。

0号城市用柴油适用于风险率为10%的最低气温在4℃以上的地区。

一5号城市车用柴油适用于风险率为10%的最低气温在一1℃以上的地区。

一10号城市车用柴油适用于风险率为10%的最低气温在一5℃以上的地区。

一20号城市车用柴油适用于风险率为10%的最低气温在一14℃以上的地区。

2.车用柴油的使用

（l）车用柴油使用注意事项

1）柴油加入油箱前要充分沉淀（不少于48h）,然后用麂皮、绸布或细布仔细过滤,除去杂质。

2）在寒冷地区,缺乏低凝点柴油时,可向高凝点的轻柴油中掺人l0%-40%的裂化煤油,以降低凝点,掺兑后应注意搅拌均匀。

3）严禁向柴洒中掺人汽油,因为汽油发火性差,掺入汽油。

第二节汽油

【教学方法】文化熏陶法、任务驱动法、案例教学法

【学法指导】知识迁移法、小组讨论法

【教学准备】多媒体教室、多媒体课件

【教学过程】

教学目标

能力目标

知识目标

素质目标

1、能区分各种不同的燃料;

2、了解燃料的使用性能与评价标准;

1、明确汽车用燃料的分类;

2、掌握燃料的使用范围;

3、掌握燃料的评价试验

1、培养学生的创新精神与实践能力;

2、促进学生个性发展,培养学生分析问题与解决问题的能力;

3、培养学生分学习能力与团队合作精神。

教学重点与难点

燃料的的分类,使用范围、性能、评价指标等

参考资料

《汽车应用材料》《汽车工程材料》

教学条件

多媒体

教学过程与时间分配min

主要教学内容

教学方法与手段

导入

15min

1、燃料在汽车的应用、

2、各种新兴替代燃料的性能及其指标、

实物展示

视频演示

讲授

60min

汽车燃料

燃料通常指能够将自身贮存的化学能通过化学反应（燃烧）转变为热能的物质。

汽油

汽车燃料主要有:

轻柴油

代用燃料（正在开发中）

第一节汽油

汽油作为汽油机燃料,其使用性能的好坏对发动机工作的可靠性、经济性以及使用寿命有极大影响。

一、汽油机对汽油品质的性能要求

▪为了满足汽油机的正常工作,根据汽油机的工作特点与条件,汽油的使用性能上,要求具有良好的蒸发性、抗爆性、化学安定性、耐腐蚀性、清洁性

▪1、适当的蒸发性

蒸发性:

指汽油由液态转化为气态的能力。

▪1）影响燃料混合气的形成,影响发动机工作。

▪2）蒸发性评价指标:

馏程,饱与蒸气压

▪馏程:

指定量油品在规定条件下蒸馏时,从初馏点到终馏点的温度范围。

▪初馏点:

▪10%馏出温度:

▪50%馏出温度:

▪90%馏出温度:

▪终馏点:

▪残余量:

▪饱与蒸气压:

指汽油的液、气两相达到平衡时的汽油蒸气压。

▪汽油蒸气压高,说明含轻质成分多,挥发性好,起动好,易产生“气阻”。

2、良好的抗爆性

▪指汽油在汽油机中燃烧时抵抗爆燃的能力。

▪1）爆燃:

▪2）抗爆性的评定指标:

辛烷值（0—100）

▪辛烷值越高,抗爆性越好。

▪3）改善抗爆性的方法:

一、汽油机对汽油品质的性能要求

▪1）改进炼油工艺,多生产出含有高辛烷值的汽油;

▪2）添加抗暴剂

▪3）在汽油中调入辛烷值高的改善组分

▪安定性:

指汽油在储存、运输、加注与其她作业时抵抗氧化生胶的能力。

▪

（1）氧化安定性差的汽油易发生氧化、缩合与聚合反应

▪

（2）生成的酸性物质与胶状物质会使汽油酸度增加,辛烷值下降。

▪（3）汽油颜色变深,产生粘稠沉淀

▪汽油发动机如果使用氧化安定性不好的汽油,会产生许多不良后果:

▪

（1）生成的粘稠物会附着在油管上,严重时会堵塞油路,使供油中断。

▪

（2）使喷油嘴与化油器量孔处的有效截面积变小,造成混合气变稀;

▪（3）阻滞气门,使其关闭不严,发动机功率下降;

▪（4）胶状物进入气缸在高温下分解生成积碳,造成气缸散热不良,发动机过热;

▪（5）积碳会增加发动机压缩比,增大早然与爆燃的倾向。

（压缩比:

发动机混合气体被压缩的程度,用压缩前的气缸总容积与压缩后的气缸容积（即燃烧室容积）之比来表示）

▪（6）积碳沉积在火花塞上,导致点火不良。

所以,从发动机使用的角度考虑,要求汽油具有良好的氧化安定性。

▪评价标准:

▪实际胶质与诱导期

▪实际胶质:

25ml的汽油在150℃的温度与空气流条件下,测得蒸发后残余物不溶于正庚烷部分的质量分数。

mg/100ml

▪实际胶质大的汽油,应尽快使用,不易长期存放。

▪出厂时:

不大于5;

4个月后不大于10;

油库交付给使用单位时不大于25

▪诱导期:

汽油在压力0、7Mpa,温度100℃的氧气中未被氧化所经过的时间。

min

▪诱导期长,汽油不易被氧化,稳定性好,储存时间长。

▪一般不小于240min,高级汽油不小于480min

▪影响因素:

▪1、化学成分:

烃、非烃

▪2、储存条件:

温度15—30℃;

与空气接触量;

空气交换强度;

与金属、水的接触

▪4、耐腐蚀性:

指汽油阻止与其相接触的金属被腐蚀的能力。

▪硫分、有机酸、水溶性酸与碱

▪硫含量（燃灯法）、铜片腐蚀试验（颜色变化）、硫醇硫含量/博士实验（沉淀实验）、水溶性酸与碱（酸碱指示剂）

5、清洁性:

指汽油就是否含有机械杂质与水分。

二、车用汽油的牌号与规格

▪含铅汽油（2000年起禁用）

▪无铅汽油:

按研究法辛烷值（RON）

▪有90,93,95三个牌号。

三、车用汽油的牌号的选用

选择汽油牌号时应注意几点:

（1）根据汽车发动机的压缩比ε正确选用车用无铅汽油（按汽车使用说明书要求）

（2）提倡使用加入汽油清净剂的清洁汽油

（3）根据使用条件选用

（4）根据使用时间调整汽油牌号的选用

（5）汽车使用者应重视汽油的质量

举例说明

视频操作演示

案例教学

讲解

特别要结合岗位要求,指出

实际操作时的注意事项

学生训练

10min

训练任务:

2、各种新兴替代燃料的性能及其指标

教师发给学生实训任务书,学生实训过程中,教师巡查,以帮助学生解决遇到的困难

作业

P、10第一、二、三题在课本上完成;

第四题的1、2、3小题作业本上完成。

下次上课

时检查

课题二柴油

【教学标题】汽车用燃料之柴油

【教学目标】

知识目标:

（1）掌握车用柴油的实用性能及评价指标

（2）掌握车用柴油的牌号与规格

（1）使学生能够合理的选择与实用柴油

（2）培养学生运用所学知识解决实际问题的能力

【教学重点】车用柴油的实用性能及评价指标

【教学难点及对策】车用柴油的实用性能及评价指标对策:

【学情分析】本节课的内容较多,涉及到的操作点也多,基本都就是理论知识,如果在一节课当中教师拘泥于教材,要求学生掌握柴油的所有知识点,学生就会感觉枯燥,失去学习汽车材料的兴趣。

第二节柴油

柴油作为柴油机燃料,其使用性能的好坏对发动机工作的可靠性、经济性以及使用寿命有极大影响。

一、柴油机对柴油品质的性能要求

▪为了满足柴油机的正常工作,根据柴油机的工作特点与条件,柴油的使用性能上,要求具有良好的:

燃烧性,雾化与蒸发性、低温流动性、安定性、耐腐蚀性

◆1、燃烧性:

指其自然能力。

着火延迟期

十六烷值40~50可用

《城市车用柴油技术要求》（Q/SH006-2000）规定48

◆2、适当的雾化与蒸发性

雾化与蒸发性:

指柴油由液态转化为气态的能力。

⏹运动粘稠度（P12）

▪2）雾化与蒸发性评价指标:

运动粘稠度馏程闪点

密度

▪95%馏出温度:

▪柴油运动粘稠度小,说明含轻质成分多,挥发性好,起动好,易产生“气阻”。

◆3、低温流动行

凝点:

浊点:

冷滤点:

◆良好的抗爆性

模块二汽车用润滑材料

课题一发动机机油

学习目标

掌握汽车发动机油的使用性能。

了解汽车发动机油的分类与规格。

能够正确选择、使用及更换发动机油。