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1、中等职业学校专业骨干教师国家级培训项目中等职业业学校骨骨干专业业教师国国家级培培训专 业 课 教教 案课 题发发动机工工作原理理与总体体构造姓 名关关廷广工作单位位安徽省省蒙城县县庄周高高级职业业中学培训基地地山东巴伐利利亚职教教师资培培训中心心时 间 220099.09授课人关廷广授课班级级授课课题题发动机工工作原理理与总体体构造授课时间间教学目标标知识点：发动机机的分类类发动机机的基本本术语发动机机的总体体构造发动机机工作原原理能力点：熟练掌掌握发动动机基本本术语和和总体构构造理解发发动机分分类掌握发发动机工工作原理理主要内容容发动机机分类发动机机基本术术语发动机机总体构构造发动机机工作原
2、原理教学重点点发动机的的基本术术语发动机总总体构造造发动机工工作原理理教学难点点发动机机的基本本术语发动机机总体构构造发动机机工作原原理教学方法法重点分析析讲解归纳小结结多媒体演演示课时分配配共4课时时，其中中教学过程程及内容容第1课时时 内燃机机的分类类与发动机机的基本本术语简要介绍绍：要求学学生理解解柴油机机与汽油油机的区区别要求学学生理解解四冲程程与二冲冲程的区区别图2-11：汽油油机和柴柴油机的的比较一、内燃燃机的分分类根据划划分标准准的不同同，可将将内燃机机分为好好多种类类1根据据所用燃燃料的不不同（如如图2-1）柴油机机：以柴柴油为燃燃料，进进气过程程中进入入汽缸的的是纯空空气，压
3、压缩终了了时喷入入柴油，柴柴油与空空气在汽汽缸内混混合由于于空气经经压缩后后所达到到的温度度能引起起柴油的的自燃，这这种内燃燃机也称称为压燃燃式内燃燃机汽油机机：以汽汽油为燃燃料，空空气与汽汽油在气气缸外混混合，形形成可燃燃混合气气后进入入气缸，经经压缩后后依靠火火花塞产产生电火火花引起起燃烧煤气机机：汽油油机进行行适当的的改进2按冲冲程数二冲程程：每两两个活塞塞行程（曲曲轴每转转一转）完完成一个个工作循循环。如如摩托车车四冲程程：每四四个活塞塞行程（曲曲轴每转转两转）完完成一个个工作循循环。绝绝大多数数发动机机所采用用3按气气缸数单缸：只有一一个气缸缸多缸：由多个个气缸组组成4按气气缸排列列
4、方式直列立立式直列卧卧式V型5按冷冷却方式式风冷：以空气气为冷却却介质，没没有专门门的冷却却系统如如：坦克克水冷：以液体体为冷却却介质，有有专门的的冷却系系统6按进进气方式式增压：在进气气过程中中，可燃燃混合气气或空气气是通过过装在进进气管道道上的增增压器提提高压力力，然后后进入气气缸内非增压压：也叫叫自然吸吸气发动动机，靠靠活塞的的抽吸作作用7按着着火方式式点燃：靠火花花塞点火火来产生生燃烧，汽汽油机所所采用压燃：靠燃油油的自燃燃来产生生燃烧，柴柴油机所所采用8按用用途固定式式：工程程机械采采用移动式式重点介绍绍：要求学学生理解解掌握发发动机基基本术语语图2-22：发动动机基本本术语二、发动
5、动机的基基本术语语（如图图2-2）1上止止点（Topp Deead Cennterr）活塞离离曲轴旋旋转中心心最远的的位置2下止止点（BBotttom Deaad CCentter）活塞离离曲轴旋旋转中心心最近的的位置3活塞塞行程 S上下止止点之间间的距离离4曲柄柄半径RR曲轴旋旋转中心心到曲柄柄销中心心的距离离5气缸缸工作容容积VS（单位位 L)活塞由由上止点点运动到到下止点点,活塞顶顶部所扫扫过的容容积VS =(/4)D2S10-36燃烧烧室容积积（余隙隙容积）VC 活塞位位于上止止点时，活塞顶部上方的容积7气缸缸最大容容积Va活塞位位于下止止点时,活塞顶顶部上方方的容积积Va= VS +
6、 VVC8内燃燃机排量量 VL所有气气缸的工工作容积积之和VVL =iiVSS9压缩缩比 气缸最最大容积积Vt与燃烧烧室容积积VC之比 =1+ VS / VC 越越大，循循环热效效率越高高汽油机机 =79柴油机机 =1822第2课时时 发动动机的总总体构造造重点分析析：要求学学生理解解掌握发发动机的的总体构构造图2-33：发动动机曲柄柄连杆机机构三、发动动机的总总体构造造1机体体与气缸缸盖机体：骨架作作用，安安装各个个机构和和系统，包包括气缸缸体、油油底壳、曲轴箱箱缸盖：组成燃燃烧室，布布置各种种零部件件2曲柄柄连杆机机构（如如图2-3）组成：活塞、连杆、曲轴三三部分作用：将活塞塞的往复复直线
7、运运动曲轴的的旋转运运动对外外输出动动力图2-44：电控控汽油喷喷射系统统的供给给系统3供给给系统组成：燃油供供给系统统和进、排气系系统组成成作用：将燃油油系统和和空气及及时地供供给气缸缸，并将将燃烧后后的废气气及时排排除主要部部件：化化油器（汽汽）、喷喷油泵和和喷油器器（柴）、空气滤滤清器、进气管管、排气气管、消消声器等等示例：电控汽汽油喷射射系统的的供给系系统（如如图2-4）图2-55：发动动机配气气机构4配气气机构（如如图2-5）功用：定时开开启和关关闭进排排气门主要部部件：气气门组、传动组组图2-66：汽油油机点火火系统5点火火系统（如如图2-6）汽油机机和煤气气机所采采用，点点燃混合
8、合气主要部部件：火火花塞、点火线线圈、断断电器、分电器器图2-77：发动动机冷却却系统6冷却却系（如如图2-7）功用：防止发发动机过过热，及及时散发发热量分类：风冷、水冷主要部部件：水水泵、风风扇、水水箱、节节温器图2-88：发动动机润滑滑系统7润滑滑系（如如图2-8）功用：润滑、冷却、清洁、密封、防腐润滑方方式：飞溅润润滑：靠靠曲轴等等旋转部部件飞溅溅起的油油滴润滑滑压力润润滑：靠靠润滑系系统建立立起的油油压经过过各个油油道润滑滑各零部部件油雾雾主要部部件：集集滤器、机油泵泵、滤清清器、各各种阀体体等图2-99：发动动机起动动系统8起动动系（如如图2-9）功用：内燃机机不能自自行起动动，借助
9、助外力使使之运转转主要部部件：起起动机、蓄电池池、点火火开关等等归纳小结结概括基本本内容，归归纳重点点内容布置下一一讲的主主要教学学内容第3课时时 四冲程程发动机机工作原原理重点介绍绍：要求学学生理解解掌握四四冲程发发动机工工作循环环四、四冲冲程发动动机工作作原理1四冲冲程发动动机的简简单工作作原理四冲程程发动机机在活塞塞行程内内完成进进气、压压缩、作作功和排气四个个过程，即即在一个个活塞行行程内只只进行一一个过程程，因此此，活塞塞行程可可分别用用四个过过程命名名，分别别称为进进气冲程程、压缩缩冲程、作功冲冲程、排排气冲程程。2四冲冲程内燃燃机工作作循环第一冲冲程：活活塞由上上止点移移到下止止
10、点，即即曲轴由由0转到到1800（活活塞位于于上止点点为0CA），进进气门打打开，新新鲜空气气被吸入入气缸。第二冲冲程：下下止点上止点点，18803600，气气体被压压缩，进进排气门门均关闭闭第三冲冲程：上上止点下止点点，36605400，气气体膨胀胀，进排排气门均均关闭；第四冲冲程：下下止点上止点点，54407200，废废气被排排出，排排气门打打开。重点分析析：要求学学生理解解掌握四四冲程汽汽油机各各个冲程程的工作作特点图2-110：四冲程程汽油机机示功图图进气行行程（一）汽汽油机的的工作原原理1进气气行程（如如图2-10示示功图rra段曲曲线）由进气气门开启启到进气气门关闭闭进气提提前角：
11、进气门门打开时时刻与活活塞位于于上止点点之间的的曲轴转转角（为为了获得得较多的的充气量量，活塞塞到达上上止点前前就开始始开启）进气晚晚关角：活塞到到达下止止点时刻刻与进气气门关闭闭时刻之之间的曲曲轴转角角。（利利用空气气流动的的惯性及及气体的的动量，使使更多的的空气充充入气缸缸。）进气终终了时刻刻：气缸缸压缩压压力p=0.00700.099MPaa大气气压；气气缸温度度T=33704000K。图2-111：四冲程程汽油机机示功图图压缩行行程2压缩缩行程（如如图2-11示示功图aac段曲曲线）由进气气门关闭闭到活塞塞移到上上止点（成成为压缩缩上止点点）为止止。进排气气门都关关闭。活塞上上行，气气
12、缸内气气体被压压缩，缸缸内压力力温度都都升高：p=00.811.4MPPa；T=66007000K。图2-112：四冲程程汽油机机示功图图作功行行程3作功功行程（燃燃烧及膨膨胀行程程）（如如图2-12示示功图cczb段段曲线）在压缩缩上止点点前100155 CCA，火火花塞跳跳火，点点燃可燃燃混合气气，形成成火焰中中心。高温高高压燃气气推动活活塞下行行，对外外作功：p=335MMPa；T=22200027700KK。右图2-13：四冲程程汽油机机示功图图排气行行程4排气气行程（如如图2-13示示功图bbr段曲曲线）从排气气门开启启到排气气门关闭闭的时刻刻排气提提前角：在活塞塞到达下下止点之之前
13、与下下止点之之间的曲曲轴转角角。排气晚晚关角：在上止止点与排排气门关关闭这一一时期曲曲轴所转转过的角角度。在活塞塞到达下下止点之之前300800 CCA，膨膨胀行程程还没有有结束的的时刻就就将排气气门打开开。（原原因：气气门有一一定的开开启时间间，利用用压差,使排气气彻底，利利用气流流的惯性性多排出出一部分分废气，减减少残余余废气）气门重重叠角：在排气气门关闭闭之前，进进气门就就已打开开，进排排气门同同时开启启时期所所对应的的曲轴转转角要求学生生理解绘绘制四冲冲程汽油油机示功功图图2-114：四冲程程汽油机机示功图图ra段段：进气气行程ac段段：压缩缩行程czbb段：作作功行程程br段段：排气
14、气行程5汽油油机示功功图（如如图2-14）重点分析析：要求学学生理解解掌握四四冲程柴柴油机各各个冲程程的工作作特点（二）柴柴油机的的工作原原理1进气气行程在柴油油机进气气行程中中，被吸吸入气缸缸的只是是纯净空空气。由由于柴油油机进气气系统阻阻力较小小，残余余废气的的温度较较低，因因此进气气行程结结束时气气缸内气气体的压压力较高高，约为为0.00850.0095MMpa。2压缩缩行程因为柴柴油机的的压缩比比大，所所以压缩缩行程终终了时气气体压力力可高达达355 Mppa，温温度可高高达7550110000K。3作功功行程在压缩缩行程结结束时，喷喷油泵将将柴油泵泵入喷油油器，并并通过喷喷油器喷喷入
15、燃烧烧室。因因为喷油油压力很很高，喷喷孔直径径很小，所所以喷出出的柴油油呈细雾雾状。细细微的油油滴在炽炽热的空空气中迅迅速蒸发发汽化并并借助于于空气的的运动，迅迅速与空空气混合合形成可可燃混合合起。由由于气缸缸内的温温度远高高于柴油油的自燃燃点，因因此柴油油随即自自行着火火燃烧。燃烧气气体的压压力、温温度迅速速升高，体体积急剧剧膨胀。在气体体压力的的作用下下，活塞塞推动连连杆，连连杆推动动曲轴旋旋转做功功。在做功功行程中中，燃烧烧气体的的最大压压力可达达699 Mppa，最最高温度度可达11800022200KK。做功功结束时时压力约约为0.200.5 Mpaa，温度度约为1100001220
16、0KK。4排气气行程排气行行程与汽汽油机类类似，排排气终了了时气缸缸内残余余废气压压力约为为0.11050.112Mppa，温温度为77009000K。要求学学生理解解绘制四四冲程柴柴油机示示功图图2-115：四冲程程汽油机机示功图图ra段段：进气气行程ac段段：压缩缩行程czbb段：作作功行程程br段段：排气气行程5柴油油机示功功图（如如图2-15）第4课时时 二二冲程发发动机工工作原理理简要介绍绍：要求学学生理解解二冲程程发动机机的特点点及工作作过程图2-116：二二冲程发发动机唤唤起机构构五、二冲冲程发动动机工作作原理1特点点二冲程程发动机机的工作作循环是是在两个个活塞行行程即曲曲轴旋转
17、转一圈的的时间内内完成的的。经过过两个冲冲程完成成一个工工作循环环，包括括进气、压缩、作功、排气四四个过程程；没有有专门的的配气机机构。2换气气机构（如如图2-16）没有进进排气门门，换气气是通过过三个孔孔（进气气孔、排排气孔、扫气孔孔）来实实现3工作作过程以采用用曲轴箱箱扫气的的单缸二二冲程汽汽油机为为例：上行冲冲程：活活塞上移移，三个个孔均关关，开始始压缩气气体，同同时，活活塞上移移使曲轴轴箱出现现真空，上上行到进进气孔打打开时，新新鲜混合合气进入入曲轴箱箱。下行冲冲程：活活塞接近近下止点点时，电电火花产产生点燃燃可燃混混合气，使使其温度度、压力力上升，推推动活塞塞下行作作功，行行致排气气
18、口打开开，废气气排出。另外，进进气口关关闭，下下行活塞塞使其压压缩，受受压气体体经扫气气口进入入气缸，完完成换气气过程。要求学学生了解解二冲程程发动机机示功图图图2-117：二二冲程汽油油机示功功图a：排排气孔关关闭ac：压缩过过程czbb：作功功过程b：排排气孔打打开bf：先期排排气阶段段f：扫扫气孔开开启fdhh：扫气气过程h：扫扫气孔关关闭ha：额外排排气阶段段4二冲冲程发动动机示功功图（如如图2-117）要求学学生理解解二冲程程与四冲冲程发动动机工作作原理上上的区别别5二冲冲程与四四冲程发发动机的的比较（1）曲曲轴每转转一周完完成一个个工作循循环，做做功一次次。当曲曲轴转速速相同时时，
19、二冲冲程发动动机单位位时间的的做功次次数是四四冲程发发动机的的两倍。由于曲曲轴每转转一周做做功一次次，因此此曲轴旋旋转角速速度比较较均匀。（2）二二冲程发发动机换换气过程程时间短短，仅为为四冲程程发动机机的1/3左右右。另外外，进排排气过程程几乎同同时进行行，利用用新气扫扫除废气气，新气气可能流流失，废废气也不不易清除除干净。（3）曲曲轴箱换换气方式式二冲程程发动机机因为没没有进排排气门，结结构大大大简化。（4）综综上所述述，二冲冲程优缺缺点可概概括如下下：优点：功率大大、运转转平稳、配气机机构简单单缺点：作功冲冲程多、机件受受热程度度增加、经济性性差、燃燃油消耗耗率高、润滑条条件差14 1山东巴伐利亚职教师资培训中心 Berufspdagogisches Fortbildungszretrum Qingzhou