四行程柴油发动机与汽车理论教案

1、汽车驾驶员训练机构教 案课目名称 四行程柴油发动机与汽车理论适用对象 汽车驾驶员 授课教员 张 晓 铭 职 务 教员 所在单位 42集团军司卫大队 使用时间 二九年四月 汽车驾驶员训练机构教案纸（首页）课目名称四行程柴油发动机与汽车理论课时180分钟授课目的1、了解柴油机的基本特点和构造2、熟悉柴油发动机的常用术语3、掌握柴油发动机的工作原理4、了解汽车理论相关常识授课条件1、多功能教室2、教学课件重点(一) 柴油机的基本特点和构造(二) 柴油发动机的常用术语(三) 柴油发动机的工作原理难点(一) 柴油机的基本特点和构造(二)柴油发动机的工作原理授课基本思路课堂授课结合挂图，多媒体及实物进行，

2、授课结束后组织实物模拟练习。汽车驾驶员训练机构教案纸（正文）授 课 内 容提 示课目：四行程柴油发动机与汽车理论目的：通过学习使大家掌握1、了解柴油机的基本特点和构造2、熟悉柴油发动机的常用术语3、掌握柴油发动机的工作原理4、了解汽车理论相关常识内容：1、了解柴油机的基本特点和构造2、熟悉柴油发动机的常用术语3、掌握柴油发动机的工作原理时间：180分钟方法：课堂学习要求：1、遵守课堂纪律2、积极开动脑筋3、理论联系实际大家好，今天我们一起来学习四行程柴油发动机与汽车理论。引言：一提起汽车，我想大家肯定不陌生。几个轮子，在公路上驰骋，能够载人拉货。那我想问一下大家：“汽车的载人拉货、高速驰骋的动

3、力从哪里来？” 本课将围绕这个问题展开学习。本次课内容分二大部分：一是四行程柴油发动机相关理论；二是学习汽车理论。我们将重点学习四行程柴油发动机。通过本课学习，使同志们了解：1、了解柴油机的基本特点和构造；2、熟悉柴油发动机的常用术语；3、掌握柴油发动机的工作原理；4、了解汽车理论相关常识。实施方法，采取理论讲授。时间45分钟。要求认真听讲，严格遵守课堂纪律，用心体会，熟练掌握四行程柴油发动机的基本理论。首先，我们学习四行程柴油发动机基本理论。一、四行程柴油发动机基本理论（一）汽车动力发展史下面让我们简单回顾一下汽车发展的历史。（1） 古代-马车 动力源：原始生物能；（2） 18世纪末-瓦特的

4、蒸汽机 动力源：水蒸汽（3） 19世纪末 -卡尔奔驰的汽油机 动力源：汽油（4） 20世纪初-柴油机问世 动力源：柴油（5） 20世纪中期至今-新型能源问世电能、太阳能、油电混合动力发动机、天然气发动机。（二）柴油机主要特点下面，谁能列举几种我军装备的柴油车？除了大家熟知的大队装配的康明斯EQ1108外，还有一些军队列装的常用车型，如东风2080，红岩2182，南京2045，以及北方奔驰等，都是以柴油发动机为动力。并且，部队的载重车将逐步取代汽油车，改成柴油车，这是部队发展的趋势和需要。因为与汽油车相比，柴油机采用压缩空气的办法提高空气温度，使空气温度超过柴油的自燃燃点，这时再喷入柴油、柴油喷

5、雾和空气混合的同时自己点火燃烧。因此，柴油发动机无需点火系。同时，柴油机的供油系统也相对简单，因此柴油发动机的可靠性要比汽油发动机的好。由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要，柴油机压缩比很高。热效率和经济性都要好于汽油机，同时在相同功率的情况下，柴油机的扭矩大，最大功率时的转速低，适合于载货汽车的使用。柴油机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高，所以成本较高；另外柴油机工作粗暴，振动噪声大；柴油不易蒸发，冬季冷车时起动困难。在环保方面，柴油机的二氧化碳排放平均比汽油机的低30%-35%。总之，柴油机具有以下特点：（1）压缩比高。直接喷射式柴油机的压缩比一般为1618；分隔式燃烧室柴油机的压缩比为182

6、2 ；增压柴油机的压缩比为1416。（2）转速低。柴油机转速一般多在20002200转分范围内,且有进一步降低的趋势,而汽油机转速较高，一般为50006000转/分。（3）缸数多。柴油机气缸数一般在616缸范围内，其中6缸和6缸以下柴油机多为直列式结构；6缸以上柴油机多呈V型结构，如V8、V10、V12和V16等。（4）运行故障少，燃料消耗少，汽车尾气排放污染少。（5）自身质量大，噪音大，维修不便。（三）四行程柴油发动机工作原理【本课的重点与难点】一、 能量转换原理刚才我们对四行程柴油发动机有了大概的了解，解决了四行程柴油发动机“是什么”的问题。接下来，我们要学习四行程柴油发动机的工作原理，也

7、就是解决个“为什么”的问题；即：为什么四行程柴油发动机能把“柴油”变成汽车行驶的动力。（请大家不要翻书，因为书本内容太抽象，难理解，难记忆，容易产生厌学怕学的心理！）1、柴油的物理特性燃料挥发性 不易挥发 燃料燃点 220-250 着火点较高 点火方式 高温压燃式 压缩比 一般为16-22 热效率 45% 经济性 柴油机较高，比汽油节油15%-30% 2、特点 价格便宜，功率大、可靠性高，比较笨重，体积较大，成本较高，振动噪声大；柴油不易蒸发，冬季冷车时起动困难3、应用 载客汽车、轿车 大、中型载重货车（近年逐步应用于轿车）（如果让你现在利用柴油的特性，发明一种机器产生动力，你会怎么做呢？）二

8、、 能量转换的方法依据柴油物理特性，经过多年的专家和科学家的研究和实践，发明了四行程柴油发动机。简单的说，就是把一定的柴油放在一定容积的容器内，通过高温、高压等外部环境的影响，使柴油自身储存的化学能瞬间激发、爆燃，产生强大的动能，即：强大的气体压力。利用这个强大气压动能推动发动机的曲轴旋转，通过一系列的复杂的动力传递过程，进而最终推动汽车的车轮的旋转，驱动汽车行驶。（发散思维：除了汽柴油等不可再生的能源外，一定还存在其他的能源，比汽柴油的能量转化率更高、更环保、更能有效利用-太阳能、风能、电能、核能、甚至磁场能，这将是未来发展方向）三、 能量转换途径刚才简单讲了柴油通过高温压燃产生动能的原理，

9、即：能量的转换原理；解决了四行程柴油发动机为什么能产生动力的问题。下面，我们讲一讲四行程柴油发动机怎么样来产生动力的，通过几步来实现；即能量的转换途径。下面，我们先来看一段视频。【四行程柴油发动机工作原理的视频】与汽油机一样，四行程柴油发动机每完成一次能量转换均要经过进气、压缩、做功、排气四个行程，这四个行程周而复始，促使发动机连续工作。1、 进气行程进气门开启，排气门关闭，活塞从上止点向下止点移动，气缸容积增大，压力降低，经过滤清的空气被吸入气缸，活塞移动到下止点后，进气门关闭，进气行程结束。2、 压缩行程此时进排气门均关闭，活塞上行，活塞上方容积缩小，空气被压缩，压力和温度迅速升高。当活塞

10、到达上止点时，压缩行程结束。因柴油机压缩比高，压缩终了时气缸内空气压力可达3.54.5兆帕，温度高达7501000K，大大超过了柴油的自燃温度。3、 作功行程当压缩行程接近终了时，喷油器将柴油以极细雾粒喷入被压缩的空气中燃烧，使缸内压力和温度急骤升高，此时气缸内的最高压力可达10兆帕以上，最高温度可达20002500K。在高压气体的推动下，活塞向下运动，并通过连杆使曲轴旋转对外作功。4、 排气行程排气门开，活塞从下止点移到上止点，气缸容积减小，燃烧后的废气被挤出气缸。（四）四行程柴油发动机基本结构一、柴油机常用术语刚才我们观看了发动机工作的视频，学习了四行程工作原理，其中涉及了一些发动机的专业

11、术语。1. 上止点：活塞顶所能到的最高位置2. 下止点：活塞顶所能到的最低位3. 活塞行程：上、下止点之间的距离叫“活塞行程”。活塞每移动一个活塞行程，曲轴必须旋转半周（180度）4. 燃烧室容积：活塞位于上止点时，活塞顶上方的容积叫“燃烧室容积”5. 气缸工作容积：活塞从上止点到下止点所让出的容积，叫“气缸工作容积”6. 气缸总容积：燃烧室容积和气缸工作容积之和叫“气缸总容积”7. 压缩比：气缸总容积与燃烧室容积之比叫“压缩比”。柴油机的一般为1522。前面我们已经学习了四行程柴油发动机的特点、工作原理和专用术语，下面我们来学习四行程柴油发动机的基本结构。一个发动机总共有8000-10000

12、个零部件组成。结构复杂，组织精密，是个完整的系统。让人一时摸不着头脑。我们还是回到前面，从发动机的基本原理入手。二、 结构设计要求把一定的柴油放在一定容积的容器内，通过高温、高压等外部环境的影响，使柴油自身储存的化学能瞬间激发、爆燃，产生强大的动能，即：强大的气体压力。利用这个强大气压动能推动发动机的曲轴旋转，通过一系列的复杂的动力传递过程，进而推动汽车的车轮的旋转，驱动汽车行驶。【视频】因此，要制造一个发动机，就要具备以下几个基本条件：1、 要能提供燃料：柴油。【燃料】2、 要能提供空气。【配气】3、 高温：最高温度可达20002500K。要能及时给发动机冷却降温。【冷却】4、 高压：气缸内

13、的最高压力可达10兆帕以上，柴油机的压缩比高达1522。受挤压的零部件一旦运动一定会产生剧烈的摩擦。【润滑】5、 初始动力：柴油机采用压缩空气的办法提高空气温度，使空气温度超过柴油的自燃燃点，这时再喷入柴油、柴油喷雾和空气混合的同时自己点火燃烧。【启动】（开动脑筋，除了以上的需要解决的问题外，还需要解决什么问题？）6、 容积、传递装置：提供反应容器和动力传输。【曲柄连杆机构】三、柴油发动机基本构造由曲柄连杆机构、配气机构、燃料系、润滑系、冷却系、起动系等组成。【插图】1、曲柄连杆机构 的作用是实现能量转换的机构，它包括发动机机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组三部分组成；【插图】2、配气机构 作用是

14、根据发动机的工作顺序和各缸工作循环的需要，定时开启和关闭进、排气门，确保可燃混合气（或新鲜空气）准时进入气缸和废气及时从气缸排出。它由气门组和气门传动组组成。【插图】3、燃料系 它包括燃油供给装置和空气供给装置。燃油供给装置由喷油泵、调速器、喷油器、高压油管、低压油管、回油管及其辅助装置如：油箱、输油泵、燃油粗细滤清器等组成。空气供给装置由空气滤清器、进排气支管和排气消声器等组成。【插图】4、润滑系 的作用主要是起润滑、冷却、清洗、密封和防锈。它由机油滤清器、限压法、旁通阀、机油散热器、机油压力表、机油温度表、机油尺和润滑油道等组成。【插图】5、冷却系 作用是使发动机的冷却液保持在8090的正

15、常范围内工作。它由散热器、水泵、节温器、风扇、传感器、水套、水温表等即将组成。【插图】6、起动系 主要有起动机、冷起动预热装置组成。我们在电器部分将重点介绍。在柴油机的基本结构中可看出，柴油机与汽油机在结构上是基本相同的。所不同的是柴油发动机没有点火系；在燃料系中取消了化油器和汽油泵。增设了喷油泵、喷油器、输油泵和调速器。有的柴油车上还增设有空气起动装置或冷起动装置。【插图】学习了发动机的基本结构，为进一步了解发动机的内部结构。请大家看一段视频。二、 汽车理论常识【一般性了解】1、 汽车的动力性2、 汽车的燃油经济性3、 汽车的制动性4、 汽车的操纵稳定性5、 汽车的平顺性6、 汽车的通过性小结：1、柴油发动机的特点一高一低，一多一少，一不便。（压缩比高、转速低、缸数多、故障少、噪音大、维修不便）2、发动机的常用术语 常用术语要记牢，上下止点要知晓。行程即为两者间，工作容积知多少。活塞到顶是燃烧，燃烧排量总容积。唯有两者比一比，方可知晓压缩比。3、柴油发动机的基本结构发动机结构好记忆，两大机构四个系。曲柄连杆和配气，燃料润滑莫忘记