四行程柴油发动机与汽车理论教案

汽车驾驶员训练机构

教案

课目名称四行程柴油发动机及汽车理论

适用对象汽车驾驶员

授课教员

职务教员

所在单位在集团军司卫大队

运用时间二OO九年四月

汽车驾驶员训练机构教案纸（首页）

课目

四行程柴油发动机及汽车理论课时180分钟

名称

1、了解柴油机的基本特点和构造1、多功能教

授课

授课2、熟识柴油发动机的常用术语

室

3、驾驭柴油发动机的工作原理

目的条件

4、了解汽车理论相关常识2、教学课件

（-）柴油机的基本特点和构造

（二）柴油发动机的常用术语

重点

（三）柴油发动机的工作原理

（-）柴油机的基本特点和构造

难点

（二）柴油发动机的工作原理

授课

课堂授课结合挂图，多媒体及实物进行，授课结束后组织实物模拟

基本

练习。

思路

汽车驾驶员训练机构教案纸（正文）

授课内容提示

授课内容提示

课目：四行程柴油发动机及汽车理论

目的：通过学习使大家驾驭

1、了解柴油机的基本特点和构造

2、熟识柴油发动机的常用术语

3、驾驭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、熟识柴油发动机的常用术语

3、驾驭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、主动开动脑筋

3、理论联系实际

大家好，今日我们一起来学习四行程柴油发动机及汽

车理论。

引言：

学习汽车的

一提起汽车，我想大家确定不生疏。几个轮

构造及相关理

子，在马路上驰骋，能够载人拉货。那我想问一

伦学问

下大家：“汽车的载人拉货、高速驰骋的动力从哪

里来？”本课将围绕这个问题绽开学习。

本次课内容分二大部分：一是四行程柴油发动机相

授课内容提示

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

汕机的基本特点和构造；2、熟识柴油发动机的常用术语;

3、驾驭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，实行理论讲授。时间45分钟。要求仔汽车的发展

细听讲，严格遵守课堂纪律，专心体会，娴熟驾驭四行史

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

（-）汽车动力发展史

下面让我们简洁回顾一下汽车发展的历史。

（1）古代一一马车动力源：原始生物能；

（2）18世纪末——瓦特的蒸汽机动力

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

授课内容提示

(5)20世纪中期至今——新型能源问世柴油车及汽

电能、太阳能、油电混合动力发动机、油车的对比

自然气发动机。(点火方式不

同、压缩比不

(-)柴油机主要特点同、所用然料

下面，谁能列举几种我军装备的柴油车？不同、混合气

除了大家熟知的大队装配的康明斯EQ1108形式大同)

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

和须要。因为及汽油车相比，柴油机采纳压缩空

气的方法提高空气温度，使空气温度超过柴油的

导入视频

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。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洁，

因此柴油发动机的牢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须要，柴油

授课内容提示

机压缩比很高。热效率和经济性都要好于汽油机，图片

同时在相同功率的状况下，柴油机的扭矩大，最

大功率时的转速低，适合于载货汽车的运用。柴

油机的喷油泵及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，

柴油机的一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。干脆喷射式柴油机的压缩比一般

为16〜18；分隔式燃烧室柴油机的压缩比为18〜

22；增压柴油机的压缩比为14〜16。

(2)转速低。柴油机转速一般多在2000-2200

转/分范围内，且有进一步降低的趋势，而汽油机皿4

板书

转速较高，一般为5000~6000转/分。

(3)缸数多。柴油机气缸数一般在6〜16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。

比照多媒体讲

授课内容提示

（4）运行故障少，燃料消耗少，汽车尾气排放污解原理

染少。

（5）自身质量大，噪音大，修理不便。

（三）四行程柴油发动机工作原理

【本课的重点及难点】

一、能量转换原理

刚才我们对四行程柴油发动机有了也许的了

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，简洁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

板书

热效率45%

经济性柴油机较高，比汽油节油15%-30%

授课内容提示

2、特点价格便宜，功率大、牢靠性高,

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

难比照多媒体讲

3、应用载客汽车、轿车大、中型载重货

解原理

车（近年逐步应用于轿车）

（假如让你现在利用柴油的特性，独创一种

机器产生动力，你会怎么做呢？）

二、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

家的探讨和实践，独创了四行程柴油发动机。简

洁的说，就是把确定的柴油放在确定容积的容器

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，通过一系列的困难

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

行再生的能源外，确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，

这将是将来发展方向）

授课内容提示

三、能量转换途径

刚才简洁讲了柴油通过高温压燃产生动能的

原理，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，通导入视频

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】

及汽油机一样，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，经过滤导入视频

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，压力和温度快速上升。

当活塞到达上止点时，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3.5〜

授课内容提示

4.5兆帕，温度高达750〜1000K,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

温度急骤上升，此时气缸内的最高压力可达10兆

帕以上，最高温度可达2000〜2500K。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

板书

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

比照多媒体讲

术语。

解原理

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，曲轴必需旋转半

授课内容提示

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：气缸总容积及燃烧室容积之比叫“压

缩比”。柴油机的一般为15〜22。

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个零部件组

成。结构困难，组织精密，是个完整的系统。让

导入视频

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

把确定的柴油放在确定容积的容器内，通过

授课内容提示

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板书

动机的曲轴旋转，通过一系列的困难的动力传递

过程，进而推动汽车的车轮的旋转，驱动汽车行柴油汽车由

驶。【视频】那几部分组成

因此，要制造一个发动机，就要具备以下几

个基本条件：

1、要能供应燃料：柴油。【燃料】

比照多媒体讲

2、要能供应空气。【配气】

解原理

3、高温：最高温度可达2000〜2500K。要

能刚好给发动机冷却降温。【冷却】

4、高压：气缸内的最高压力可达10兆帕

以上，柴油机的压缩比高达15〜22。受挤压的零

部件一旦运动确定会产生猛烈的摩擦。【润滑】

5、初始动力：柴油机采纳压缩空气的方法

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

授课内容提示

己点火燃烧。【启动】（开动脑筋，除了以上的须比照多媒体讲

要解决的问题外，还须要解决什么问题？）解原理

6、容积、传递装置：供应反应容器和动力

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、配气机构作用是依据发动机的工作依次

和各缸工作循环的须要，定时开启和关闭进、排

气门，确保可燃混合气（或簇新空气）准时进入

气缸和废气刚好从气缸排出。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应装置和空气供应

装置。燃油供应装置由喷油泵、调速器、喷油器、

高压油管、低压油管、回油管及其协助装置如：

授课内容提示

油箱、输油泵、燃油粗细滤清器等组成。空气供

应装置由空气滤清器、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

80〜90℃的正常范围内工作。它由散热器、水泵、

节温器、风扇、传感器、水套、水温表等即将组

柴油车的优点

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，