汽车发动机工作原理和总体构造-石家庄理工职业学院.DOC

石家庄理工职业学院教案 授课题目（章、节） 汽车发动机工作原理和总体构造 授课类型 理论课 授课时间 4 学时 教学目的及要求 1.掌握有关发动机的基本术语； 2.掌握发动机的工作原理； 重点 难点 1.发动机的排量以及压缩比的概念；2.四冲程汽油机的工作原理； 教学方法及手段 理论讲授法、启发式教学法、powerpoint演示、解剖模型动作展示、小动画 教 学 过 程 设 计 教学内容、步骤、方法、手段、板书设计等 教学步骤： 1、组织教学 2、填写教学日志 3、复习提问、引出本讲教学内容 4、新课讲解 5、穿插提问 6、归纳总结 7、布置作业 教学内容： 1.1 概述1.2 发动机的工作原理1.3 发动机总体构造 备注 作业及思 考题 1.二冲程与四冲程发动机比较有何优缺点? 教学内容和过程： 1.2 汽车发动机的基本术语发动机描述的基本术语如下：　　工作循环：包括进气、压缩、膨胀和排气等过程的周而复始的循环。即发动机完成进气、压缩、膨胀和排气四个过程叫做一个工作循环。　　上止点 TDC：活塞顶面离曲轴中心线最远时的止点。通常即活塞的最高位置。 　　下止点 BDC：活塞顶面离曲轴中心线最近时的止点。通常即活塞的最低位置。　　活塞行程（ S ）：活塞运行的上、下两个止点之间的距离。　　曲柄半径（ R ）：从曲轴主轴颈中心线到连杆轴颈中心线的垂直距离。　　气缸工作容积（活塞排量 Vs ）：一个气缸中活塞运动一个行程所扫过的容积。即活塞面积与行程的乘积。 　　发动机工作容积（发动机排量 Vst ）：一台发动机全部气缸工作容积的总和。　　气缸余隙容积（燃烧室总容积、压缩室容积 Vce ）：活塞在上止点时的气缸容积。活塞顶上面空间叫做燃烧室，它的容积叫做燃烧室总容积。它是气缸的最小容积。　　压缩比（ε）：气缸最大容积和燃烧室总容积比值。 　　负荷率：内燃机在某一转速下的功率与该转速下所能发出的最大功率之比，以百分数表示。　　工况：指内燃机在某一时刻所处的工作状况，一般用功率和曲轴转速来表示，也可用负荷与转速来表示。 1.3 发动机的基本工作原理　　( 1 ) 进气行程　　活塞由曲轴带动由上止点向下止点运动，此时排气门关闭，进气门开启，由于活塞下移，气缸内容积逐渐增大，形成一定的真空度，于是经燃料供给系形成的可燃混合气，通过进气门被吸入气缸。活塞到达下止点时，进气门关闭，进气停止。进气行程结束时，由于进气过程中燃料供给系、进气管、进气门等处都存在进气阻力，此时气缸内压力略低于大气压，约为 75 ～ 90kPa ；由于气缸壁、活塞等高温件及上一循环残留高温废气的加热，气体温度约为 370 ～ 440K 。　　( 2 ) 压缩行程 　　进气行程结束时，活塞在曲轴的带动下，从下止点向上止点运动，气缸内容积逐渐减小，由于进、排气门均关闭，可燃混合气被压缩，活塞到达上止点时，压缩结束。在压缩过程中，气体压力和温度同时升高，并进一步均匀混合，压缩终了时，气缸内压力约为 600 ～ 1500kPa ，温度约为 600 ～ 800K ，远高于汽油的点燃温度（约 263K ），因而很易被点燃。 　　( 3 ) 作功行程 　　在压缩行程末，火花塞产生电火花点燃混合气，并迅速燃烧，使气体温度、压力迅速升高并膨胀，从而推动活塞由上止点向下止点运动，再通过连杆驱动曲轴转动作功，活塞到达下止点时作功结束。在作功过程中，初始阶段气缸内气体压力和温度急剧上升，瞬时压力可达 3 ～ 5MPa ，瞬时温度可达 2200 ～ 2800K 。随着活塞的下移，压力、温度下降，作功行程终了时压力约为 300 ～ 500kPa ，温度约为 1500 ～ 1700K 。 　　( 4 ) 排气行程 　　在作功行程结束时，排气门打开，曲轴通过连杆推动活塞由下止点向上止点运动，废气在自身剩余压力和活塞的推力作用下，排出气缸。活塞到达上止点时，排气门关闭，排气结束。排气终了时，由于燃烧室容积的存在，气缸内还存有少量废气，气体压力因排气门和排气管的阻力而略高于大气压，此时压力约为 105 ～ 125kPa ，温度约为 900 ～ 1200K 。排出废气是为了下一个工作循环再吸入新鲜空气。排气行程结束时，排气门关闭，同时进气门开启，又开始了下一个工作循环。排气过程和进气过程又合称为换气过程 。1.3.2 四冲程柴油机的工作原理 　　四冲程柴油机和四冲程汽油机一样，每个工作循环也包括进气、压缩、作功、排气四个行程。但由于柴油和汽油的性质不同，使可燃混合气的形成、着火方式等，与汽油机有很大区别。　　( 1 ) 进气行程 　　它不同于汽油机的是进入气缸的不是可燃混合气，而是纯空气。由于进气阻力