汽车发动机机械构造与维修（微课版） 教案 项目三四五 配气机构构造与维修、汽油机燃料供给系统构造与维修、柴油机燃料供给系统的构造与维修

《汽车发动机机械构造与维修》教案教学班级教学时间24分钟课时0.5教学内容配气机构作用与组成教学目的掌握配气机构的组成与分类教学重点配气机构的组成教学难点配气机构的类型配气机构的工作原理教学准备发动机台架教学方法借助于多媒体课件及发动机台架，讲授配气机构的总体构造及组成教学过程课程导入本部分的学习目的。本部分学习及掌握的主要内容新授内容一、配气机构的作用和组成1.配气机构的作用配气机构是进、排气管道的控制机构，其功用是按照发动机各缸工作循环和工作顺序的要求，适时地打开和关闭各缸的进、排气门，使新鲜可燃混合气（汽油机）或新鲜空气（柴油机）及时进入气缸，同时使燃烧后的废气及时排出气缸，并在压缩和做功行程使气门和气门座有可靠的密封，保证发动机的正常工作。2.配气机构的组成发动机配气机构基本可分成两部分：气门组和气门传动组。二、配气机构的分类1.按气门布置形式可分为侧置气门和顶置气门。2.按凸轮轴布置形式和驱动方式可分为凸轮轴顶置、中置和下置三种形式。根据顶置凸轮轴的个数，可分为单顶置凸轮轴（SOHC）和双顶置凸轮轴（DOHC）两种。顶置凸轮轴配气机构有两种布置形式：一种是凸轮直接与摇臂接触，通过摇臂将气门打开。另一种是凸轮直接（或通过液压挺柱）驱动气门，结构简单。教学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部分内容。课下作业1.完成课后习题。2.预习下一部分内容。《汽车发动机机械构造与维修》教案教学班级教学时间90分钟课时2教学内容气门组的构造与维修教学目的掌握气门组各部分的组成与检修方法教学重点气门组的结构与组成教学难点气门组的工作原理气门组的检修方法教学准备发动机台架教学方法借助于多媒体课件及发动机台架，讲授气门组的总体构造、组成与检修方法教学过程课程导入本部分的学习目的。本部分学习及掌握的主要内容新授内容气门组在配气机构中相当于一个阀门，作用是准时接通和切断进排气系统与气缸之间的通道。气门组一般由气门、气门导管、气门油封、气门弹簧、气门弹簧座及锁片等组成。1.气门气门由头部和杆部两部分组成，二者利用圆弧连接成一体。多数发动机进气门的头部直径做得比排气门的大。气门的耗损主要有：气门工作面起槽、变宽，甚至烧蚀后出现斑点和凹陷，气门杆及尾端的磨损，气门杆的弯曲变形等。介绍检修方法。2.气门导管气门导管的作用是给气门的运动导向，保证气门和气门座锥面的精确配合，并为气门杆散热。此外，当凸轮直接作用于气门杆端时，还承受侧向作用力。配合间隙检查。3.气门油封发动机工作时有少量机油进入气门导管与气门之间的间隙，起润滑作用。4.气门座气门座的检修5.气门弹簧气门弹簧的检测气门间隙如何检测教学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部分内容。课下作业1.完成课后习题。2.预习下一部分内容。《汽车发动机机械构造与维修》教案教学班级教学时间66分钟课时1.5教学内容气门传动组的构造与维修教学目的掌握气门传动组各部分的组成与检修方法教学重点气门传动组的结构与组成教学难点气门传动组的工作原理气门传动组的检修方法教学准备发动机台架教学方法借助于多媒体课件及发动机台架，讲授气门传动组的总体构造、组成与检修方法教学过程课程导入本部分的学习目的。本部分学习及掌握的主要内容新授内容气门传动组的作用是按规定的配气相位定时地驱动气门开闭，并保证气门有足够的开度和适当的气门间隙。气门传动组由凸轮轴和挺杆、推杆、摇臂等组成。在结构上应使进、排气门按规定的配气相位及时启闭，保证气门有足够的开度和适当的气门间隙。1.凸轮轴1）凸轮轴的构造2）凸轮轴的驱动凸轮轴由曲轴驱动，其驱动方式有正时齿轮式、链条式和齿形皮带式。3）凸轮轴的检修凸轮轴常见的损伤是凸轮轴的弯曲变形、凸轮轮廓磨损、支承轴颈表面的磨损以及正时齿轮驱动件的耗损等。2.挺柱1）挺柱的结构挺柱的作用是将凸轮的推力传给推杆或气门。它安装在气缸体或气缸盖上相应处镗出的导向孔中，常用镍铬合金铸铁或冷激合金铸铁制造。挺柱常用的型式有：普通挺柱和液压挺柱。（1）普通挺柱；（2）液压挺柱液压挺柱工作原理2）挺柱的检修（1）普通挺柱的检修；（2）液压挺柱的检修4.摇臂和摇臂轴1）结构2）摇臂和摇臂轴的检修教学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部分内容。课下作业1.完成课后习题。2.预习下一部分内容。《汽车发动机机械构造与维修》教案教学班级教学时间90分钟课时2教学内容汽油机燃料供给系统概述教学目的掌握汽油的使用性能、发动机各工况对可燃混合气成分的要求、汽油机燃料供给系统的组成。教学重点汽油的使用性能可燃混合气成分汽油机燃料供给系统的组成教学难点化油器式燃料供给系统与电控燃油供给系统对比教学准备发动机台架及实训车辆教学方法借助于多媒体课件、发动机台架及实车，讲授汽油机燃料供给系统的总体构造、组成。教学过程课程导入本部分的学习目的。本部分学习及掌握的主要内容新授内容一、汽油汽油机使用的燃料是汽油。汽油是从石油中提炼出来的密度小又易于挥发的液体燃料。汽油由多种碳氢化合物组成，其基本体积成分是85%的碳和15%的氢。汽油的使用性能指标主要有蒸发性、热值和抗爆性。1.汽油的蒸发性2.汽油的热值燃料的热值是指1Kg燃料完全燃烧后所产生的热量。汽油的热值约为44000kJ/Kg。3.汽油的抗爆性二、可燃混合气的形成液体燃料必须在蒸发为气态后才能与空气均匀混合。要使混合气能在很短时间（约0.01~0.02s）内形成，必须先将液态的燃料雾化成极微小的颗粒，使蒸发面积大大增加，并且利用进气系统吸入的空气流的动能来实现汽油的雾化与蒸发。三、可燃混合气成分与汽油机性能的关系1.混合气浓度的表示可燃混合气的浓度通常用空燃比或过量空气系数来表示。空燃比指混合气中空气与燃料的质量比，常用符号λ来表示。过量空气系数指燃烧1kg汽油所实际供给的空气质量与完全燃烧1kg汽油所需的理论空气质量之比，常用符号a来表示。3.发动机各工况对可燃混合气成分的要求四、汽油机燃料供给系统的类型汽油机燃料供给系统不断地输送滤清的汽油和清洁的新鲜空气，根据发动机各种不同的要求，配置出一定数量和浓度的可燃混合气，进入气缸燃烧，作功后将废气排入大气。汽油机燃料供给系统分为化油器式和电控燃油喷射式两种。1.化油器式燃料供给系统2.电控汽油喷射系统3.两种燃料供给系统的区别化油器式：在气缸吸气作用下，汽油由化油器喷出与空气混合而开始雾化，经进气管进一步蒸发形成可燃混合气。这种形式的燃料供给系统现在已不用。电控燃油喷射式：喷油器将一定数量和压力的汽油直接喷射到进气歧管或气缸中，与进入的空气形成可燃混合气。现代汽车普遍采用这种形式的燃料供给系统。教学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部分内容。课下作业1.完成课后习题。2.预习下一部分内容。《汽车发动机机械构造与维修》教案教学班级教学时间180分钟课时4教学内容电控汽油喷射式燃料供给系统构造与维修教学目的掌握电控汽油喷射式燃料供给系统的作用、组成、工作原理与检修方法。教学重点电控汽油喷射式燃料供给系统的作用与分类电控汽油喷射式燃料供给系统的工作原理电控汽油喷射式燃料供给系统的控制电路教学难点电控汽油喷射式燃料供给系统的电路分析与检修方法燃油压力检测教学准备发动机台架及实训车辆教学方法借助于多媒体课件、发动机台架及实车，讲授电控汽油喷射式燃料供给系统的原理与电控部分检修教学过程课程导入本部分的学习目的。本部分学习及掌握的主要内容新授内容一、电控汽油喷射系统概述二、电控汽油喷射系统的分类1.按控制方式分类2.按燃油喷射部位分类1）缸内喷射2）缸外（进气道）喷射3.按喷油器的数目分类1）单点喷射2）多点喷射4.按燃油的喷射方式分类1）同时喷射2）分组喷射3）顺序喷射5.按空气量的检测方式分类1）质量流量控制型2）速度密度控制型3）节流速度控制型三、电控汽油喷射系统的组成与工作原理1.电控汽油喷射系统的组成电控汽油喷射系统主要由空气供给系统、汽油供给系统和电子控制系统三部分组成。2.电控汽油喷射系统的工作原理发动机ECU根据进气流量、发动机转速、节气门位置等传感器输入的信号，确定在该状态下发动机所需的喷油量、喷油正时和最佳点火提前角，并向燃油泵、喷油器、点火装置等发出执行指令，保证发动机正常运转。四、电控燃油喷射系统主要部件1.汽油箱2.电动汽油泵电动汽油泵常见的结构型式有4种，即滚柱式、涡轮式、转子式和侧槽式，目前应用较多的是滚柱式和涡轮式两种。1）电动汽油泵的基本结构和工作原理2）常见的几种电动汽油泵（1）滚柱式电动汽油泵（2）涡轮式电动汽油泵3）电动汽油泵的控制（1）由ECU控制的油泵控制电路（2）具有转速控制的油泵控制电路3.汽油滤清器4.燃油压力调节器6.电磁喷油器喷油器是电控燃油喷射系统中一个重要的执行元件，其作用是在ECU的控制下，将汽油呈雾状定时定量喷入进气歧管内。电控燃油喷射系统采用电磁式喷油器，按总体结构不同可分为轴针式、球阀式和片阀式，目前常用的是轴针式喷油器。1）喷油器的构造和原理2）喷油器的驱动喷油器按电磁线圈的控制方式不同，可分为电压驱动式和电流驱动式两种。五、燃油供给系统检修1.燃油供给系统检修的注意事项2.燃油供给系统压力的卸除3.燃油供给系统压力的预置4.燃油供给系统压力的检测（1）卸除燃油系统的压力。（2）安装汽车专用燃油压力表。（3）检测静态油压。（4）检测怠速工作压力（5）检测急加速压力（6）检测油泵最大供油压力（7）检测调节压力（8）检测燃油供给系统保持压力教学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部分内容。课下作业1.完成课后习题。2.预习下一部分内容。《汽车发动机机械构造与维修》教案教学班级教学时间24分钟课时0.5教学内容柴油机燃料供给系统组成教学目的掌握柴油机燃料供给系统的作用、组成、燃油供给路线教学重点燃料供给系统的作用及组成教学难点燃料供给系统的燃油供给路线教学准备柴油发动机台架教学方法借助于多媒体课件及柴油发动机台架，讲授其构造及组成教学过程课程导入本部分的学习目的。本部分学习及掌握的主要内容新授内容一、柴油机燃油供给系统的作用1.向柴油机提供工作过程所需的燃油。2.滤除燃油内的机械杂质、尘土和水分，以保持所有机件正常工作。3.按照柴油机的工作顺序和规定的喷油提前角，将一定数量的柴油，以一定的压力喷入柴油机各个气缸内。4.按一定的喷油规律和喷雾质量喷入燃烧室，以保证可燃混合气的形成。二、柴油机燃油供给系统的组成柴油机燃油供给系统由油箱、输油泵、燃油滤清器、喷油泵、喷油器、高低压油管等组成。三、柴油机燃油供给系统的工作过程柴油由输油泵从柴油箱吸出，经柴油粗滤器被吸入输油泵并泵出，经柴油细滤器，进入喷油泵，自喷油泵输出的高压油经高压油管和喷油器喷入燃烧室。由于输油泵的供油量比喷油泵供油量大得多，过量的柴油便经回油管回到输油泵低压回路。四、燃油供给路线1.低压油路：从柴油箱到喷油泵入口的这段油路中的油压是由输油泵建立的，压力为0.15~0.30MPa，称为低压油路。2.高压油路：从喷油泵到喷油器这段油路中的油压是由喷油泵建立的，压力一般在10MPa以上，称为高压油路。该油路主要完成柴油供给任务。高压的柴油通过喷油器呈雾状喷入燃烧室，与空气混合形成可燃混合气。3.回油油路：由于输油泵的供油量比喷油泵的供油量大3~4倍，滤清器和喷油泵上都装有溢流阀，使过量的柴油经溢流阀回油管流回输油泵的进口或直接回柴油箱。教学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部分内容。课下作业1.完成课后习题。2.预习下一部分内容。《汽车发动机机械构造与维修》教案教学班级教学时间246分钟课时5.5教学内容柴油机燃料供给系统的构造与维修教学目的掌握柴油机燃料供给系统各部件的作用、组成、工作原理及检修方法。教学重点柴油机燃料供给系统各部件的作用与组成柴油机燃料供给系统各部件的工作原理教学难点供油泵工作原理调速器工作原理教学准备发动机台架及实训车辆教学方法借助于多媒体课件、发动机台架及实车，讲授柴油机燃料供给系统各部件的作用、组成、工作原理及检修方法教学过程课程导入本部分的学习目的。本部分学习及掌握的主要内容新授内容一、喷油器喷油器是柴油机燃料供给系统的重要部件，燃油的雾化质量和混合气的良好形成，与喷油器有直接关系。由于喷油器的喷油嘴直接和高温燃气接触，工作条件不良，所以它是易出故障和易损件之一。1.喷油器的功用、要求及分类喷油器的功用是将来自喷油泵的燃油雾化成细小的颗粒，并根据燃烧室的结构型式和混合气的形成方式，把它们合理地喷射到燃烧室中。根据混合气的形成及燃烧的要求，喷油器应具有一定的喷射压力和射程，以及合适的喷雾锥角。另外，喷油器还必须具备满足一定供油规律的能力。即在每一循环的供油量中，开始喷油少，中期喷油多，后期喷油少，并且在规定的停止喷油时刻能迅速地切断燃油的供给，不发生滴漏现象。喷油器根据其喷油嘴中是否有封闭零件而分为开式喷油器和闭式喷油器。目前中小功率高速柴油机多采用闭式喷油器。闭式喷油器按喷油嘴的结构型式，可分为孔式喷油器和轴针式喷油器。孔式喷油器主要用于直接喷射式燃烧室，轴针式喷油器多用于分隔式燃烧室。1）孔式喷油器2）轴针式喷油器3）喷油器的工作原理孔式喷油器和轴针式喷油器的工作原理相同。喷油器在工作时，喷油泵输出的高压柴油从进油管接头经过喷油器体与针阀体中的油孔道进入针阀中部周围的环状空间—高压油腔。油压作用在针阀的承压锥面上，造成一个向上的轴向推力，当此推力克服了调压弹簧的预紧力以及针阀与针阀体间的摩擦力（此力很小）后，针阀即上移而打开喷孔，高压柴油便从针阀体下端的喷油孔喷出。当喷油泵停止供油时，由于油压迅速下降，针阀在调压弹簧作用下及时回位，将喷孔关闭，喷油器停止喷油。2.新型压电式喷油器由于压电元件像一个在电压下立即就能充电的电容器，它在施加电压以后的0.1ms以内就会发生形变，所以压电式共轨系统的响应速度快。也正是由于压电元件具有快速的响应性，才能实现高频率切换（切换频率为电磁阀的5倍）和高精度控制。压电式喷油器每个工作循环喷射次数可达5次（电磁阀式喷油器为3次），最小喷射间隔时间可达0.1ms，最小喷射量可控制在0.5mm3以下。此外，压电式共轨系统压力从20~200MPa弹性调节，最高喷射压力达到180MPa。压电元件具有正向和反向压电效应，当压电元件受到外力作用而变形时，会在压电元件两端产生电压，如压电式进气管绝对压力传感器、爆燃传感器即是利用这一原理来产生信号的；反之，当在压电元件两端施加电压时，压电元件就会发生形变，给压电元件施加正向电压时其体积膨胀，给压电元件施加反向电压时则其体积收缩，压电式喷油器就是利用这一原理来使喷油器控制室油道通断