柴油機總體構(gòu)造、維修方法.docVIP

教 案 首 頁課次： 1-6 教學(xué)內(nèi)容項目1 柴油機總體構(gòu)造、維修方法教學(xué)目的通過本節(jié)的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠掌握柴油機總體構(gòu)造、維修方法。知識技能態(tài)度柴油機總體構(gòu)造柴油機維修方法1專注意識；2認真態(tài)度3. 團隊協(xié)作教學(xué)重點難點重點：柴油機總體構(gòu)造難點：柴油機維修方法教學(xué)方法案例教學(xué)法、引導(dǎo)文教學(xué)法教學(xué)資源柴油機6個、工具若干作業(yè)布置柴油機的組成教學(xué)后記教學(xué)對象授 課 時 間08汽運高職年 月 日（星期 ）第 節(jié)年 月 日（星期 ）第 節(jié)年 月 日（星期 ）第 節(jié)年 月 日（星期 ）第 節(jié)年 月 日（星期 ）第 節(jié)年 月 日（星期 ）第 節(jié)年 月 日（星期 ）第 節(jié)年 月 日（星期 ）第 節(jié)年 月 日（星期 ）第 節(jié)教 案 用 紙教學(xué)步驟與內(nèi)容教學(xué)方法時間分配一、復(fù)習(xí)導(dǎo)入新課導(dǎo)入新課：發(fā)動機是汽車的動力源，是把某一種形式的能量轉(zhuǎn)變成機械能的機器。現(xiàn)代汽車使用的發(fā)動機多為內(nèi)燃機。內(nèi)燃機把燃燒的化學(xué)能轉(zhuǎn)變成熱能，然后又把熱能轉(zhuǎn)變成機械能，并且這種能量轉(zhuǎn)換過程是在發(fā)動機氣缸內(nèi)部進行的。汽車上使用的內(nèi)燃機主要是汽油機和柴油機。采用情境教學(xué)方式，引導(dǎo)學(xué)生按實際維修企業(yè)工作過程排除故障10分鐘二、明確學(xué)習(xí)目標柴油機結(jié)構(gòu)、維修方法明確學(xué)習(xí)目的2分鐘一、發(fā)動機分類、一般結(jié)構(gòu)和常用術(shù)語 現(xiàn)代汽車發(fā)動機以往復(fù)活塞式內(nèi)燃發(fā)動機(簡稱內(nèi)燃機)為最多，這種發(fā)動機經(jīng)過一個多世紀的不斷革新，技術(shù)已相當(dāng)完善和成熟，被汽車工業(yè)界廣泛使用。除此之外，還有一種旋轉(zhuǎn)活塞式內(nèi)燃機，這種發(fā)動機出現(xiàn)較晚，尚未廣泛使用。 內(nèi)燃機是熱力發(fā)動機中的一類，其特點是液體或氣體燃料與空氣混合后在發(fā)動機內(nèi)燃燒而產(chǎn)生熱能，然后再將熱能轉(zhuǎn)變成機械能，燃燒產(chǎn)生熱能的過程在機內(nèi)完成，所以叫內(nèi)燃機。內(nèi)燃機具有熱效率高、結(jié)構(gòu)緊湊、體積小、便于裝車，且起動性能好等特點。往復(fù)活塞式內(nèi)燃機更是以技術(shù)先進、可靠性高而被廣泛使用。1發(fā)動機分類與一般構(gòu)造 作為汽車發(fā)動機的內(nèi)燃機，按照不同分類方法可分成不同的類型。(1)按所用燃料分類可分為汽油機、柴油機，以及使用代用燃料甲醇、乙醇、液化石油氣的發(fā)動機。以汽油為燃料的發(fā)動機稱為汽油機，以柴油為燃料的發(fā)動機稱為柴油機，以液化氣為燃料的發(fā)動機稱為液化氣發(fā)動機。汽油和柴油都是石油精煉后的液體產(chǎn)品，化學(xué)成分相似，但不完全相同。汽油沸點低，容易氣化和點燃。因此，汽油機采用高壓電火花點火，使空氣和汽油混合形成的可燃混合氣燃燒作功。汽油機的基本結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。柴油與汽油相比餾分較重，不易氣化和點燃，但是柴油的自燃溫度較低，因此，柴油機采用壓縮空氣的辦法提高壓力和溫度，使壓縮空氣溫度超過柴油的自燃溫度，這時再噴入柴油，經(jīng)短暫的油氣混合過程后自行發(fā)火燃燒。這一構(gòu)想是德國人狄塞爾發(fā)明的，所以柴油機又叫狄塞爾發(fā)動機。柴油機的基本結(jié)構(gòu)原理如圖1-2所示。 (2)按實現(xiàn)循環(huán)的行程數(shù)分類 按發(fā)動機完成一個工作行程循環(huán)所需活塞的行程數(shù)，一般分為四沖程發(fā)動機和二沖程發(fā)動機。 四沖程發(fā)動機 活塞移動四個行程即曲軸轉(zhuǎn)兩圈氣缸內(nèi)完成一個工作循環(huán)，如圖所示。 圖1-3四沖程發(fā)動機結(jié)構(gòu)簡圖二沖程發(fā)動機 活塞移動兩個行程即曲軸轉(zhuǎn)一圈氣缸內(nèi)完成一個工作循環(huán)。 (3)按冷卻方式式分類發(fā)動機冷卻方式的不同，又可分為水冷式發(fā)動機和風(fēng)冷式發(fā)動機?，F(xiàn)代汽車發(fā)動機絕大多數(shù)采用水冷卻方式，用冷卻液代替水作冷卻介質(zhì)。冷卻液既可防止發(fā)動機過熱，又可防止冬季結(jié)冰損壞發(fā)動機 (4)按點火方式分類按照點火方式的不同，把發(fā)動機分為點燃式和壓燃式兩類。汽油機與柴油機點火方式的比較如圖1-4所示。 點燃式發(fā)動機利用火花塞發(fā)出的電火花強制點燃燃料，使燃料強行著火燃燒。如汽油機、煤氣機。壓燃式發(fā)動機利用氣缸內(nèi)空氣被壓縮后產(chǎn)生的高溫，使烘油自燃。如柴油機。 (5)按可燃混合氣形成的方法分類 外部形成混合氣的發(fā)動機 燃料和空氣在外先混合然后進入氣缸。如使用化油器的汽油機。 內(nèi)部形成混合氣的內(nèi)燃機 燃料在臨近壓縮終了時才噴人氣缸，在氣缸內(nèi)與空氣混合。如柴油機。 (6)按進氣方式分類 自然吸氣式發(fā)動機 空氣靠活塞的抽吸作用進入氣缸內(nèi)。 增壓式發(fā)動機 為增大功率，在發(fā)動機上裝有增壓器，使進入氣缸的氣體預(yù)先經(jīng)過壓氣機壓縮后再進入氣缸。 (7)按氣缸分類 按氣缸數(shù)目可分為： 單缸發(fā)動機。 多缸發(fā)動機。 按氣缸的排列形式又可分為： 直列立式發(fā)動機 所有氣缸中心線在同一垂直平面內(nèi)。 直列臥式發(fā)動機 所有氣缸中心線在同一水平平面內(nèi)。v形發(fā)動機 氣缸中心線分別在兩個平面內(nèi)，且兩平面相交呈V形。對置式發(fā)動機 v形夾角為180時又稱為對置式。其他 還有H形，X形、星形等，但在車輛上應(yīng)用很少。(8)轉(zhuǎn)子發(fā)動機以上介紹的都屬于往復(fù)活塞式發(fā)動機，工作時活塞在氣缸內(nèi)做往復(fù)直線運動，利用曲柄連桿機構(gòu)將活塞的直線運動轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。轉(zhuǎn)子發(fā)動機則不同，相當(dāng)于活塞的教師在汽車實訓(xùn)室利用實物講解，通過咨詢客戶和車輛信息填寫維修工單內(nèi)容討論60分鐘2發(fā)動機術(shù)語(如圖1-6所示) 圖1-6發(fā)動機術(shù)語(1)上止點指活塞上行到達最高點處的位置，稱為活塞上止點。此活塞頂部距離曲軸回轉(zhuǎn)中心最遠。 (2)下止點指活塞下行到達最低點處的位置，稱為活塞下止點。此時，活塞頂部距離曲軸回轉(zhuǎn)中心最近。 (3)活塞行程(S)活塞在上、下止點間的運行距離，稱為活塞行程。 (4)曲柄半徑(R)曲軸上連桿軸頸的軸線到曲軸主軸頸軸線(曲軸回轉(zhuǎn)中心)間的距離，稱為曲柄半徑。曲柄半徑也叫曲柄銷回轉(zhuǎn)半徑。 活塞行程與曲柄半徑之間的關(guān)系：曲柄半徑?jīng)Q定活塞行程，活塞行程S等于曲柄半徑R的2倍，即：S=2R?；钊谐桃搽S曲柄半徑的增大而加長，隨曲柄半徑的減小而縮短。(5)氣缸工作容積(yh)指活塞從上止點到下止點所掃過的容積，也稱為氣缸排量。式中：D氣缸直徑mm(6)發(fā)動機工作容積(v)-發(fā)動機所有氣缸工作容積之和，也稱為發(fā)動機排量。設(shè)發(fā)動機的氣缸數(shù)為i (7)燃燒室容積(yc)活塞在上止點時，活塞頂與氣缸蓋之間的容積，稱為燃燒室容積。 (8)氣缸總?cè)莘e(V。)活塞在下止點時，活塞頂上方整個空間的容積，稱為氣缸總?cè)莘e。它等于氣缸工作容積與燃燒室容積之和，即:(9)壓縮比()指氣缸總?cè)莘e與燃燒室容積的比值既： 它表示活塞由下止點運行到上止點時，氣缸內(nèi)氣體被壓縮的程度。壓縮比越大，壓縮終了時氣缸內(nèi)的氣體壓力和溫度就越高。一般柴油機的壓縮比為重15-22，汽油機的壓縮比為610。第一節(jié) 四沖程 二沖程發(fā)動機工作原理一、四沖程汽油機的工作原理四沖程汽油機的工作過程是一個復(fù)雜的過程，如圖所示，它由進氣、壓縮、作功、排氣四個行程組成。 第一行程進氣行程曲軸帶動活塞由上止點向下止點移動，同時，進氣門開啟，排汽門關(guān)閉。進氣過程開始時，活塞位于上止點，當(dāng)活塞由上止點向下止點移動時，活塞上方的容積增大，氣缸內(nèi)氣體壓力下降，形成一定的真空度。由于進氣門開啟，氣缸與進氣管相通，混合氣被吸人氣缸，直至活塞向下運行到下止點。當(dāng)活塞移動到下止點時，氣缸內(nèi)充滿了新鮮混合氣和上一個工作循環(huán)未排出的廢氣。在進氣過程中，受空氣濾清器、化油器、進氣管道、進氣門的影響，在進氣終了時，氣缸內(nèi)氣體壓力低于大氣壓。 第二行程壓縮行程 活塞由下止點向上止點移動，進排氣門關(guān)閉。曲軸在飛輪等慣性力的作用下帶動旋轉(zhuǎn)，通過連桿推動活塞向上移動，氣缸內(nèi)容積逐漸減小，氣體被壓縮，氣缸內(nèi)的混合氣壓力與溫度隨之升高。 第三行程作功行程進排氣門關(guān)閉，火花塞點火，混合氣劇烈燃燒，氣缸內(nèi)的溫度、壓力急劇上升，高溫、圖1-7四沖程發(fā)動機工作原理高壓氣體推動活塞由上止點向下移動，通過連桿帶動曲軸旋轉(zhuǎn)。在發(fā)動機工作的四個行程中，只有這個行程才實現(xiàn)熱能轉(zhuǎn)化為機械能，所以這個行程又稱為作功行程。 第四行程排氣行程 活塞到達下止點，排氣門打開，活塞從下止點移動到上止點，廢氣隨著活塞的上行被排出氣缸。由于排氣系統(tǒng)有阻力，且燃燒室也占有一定的容積，所以在排氣終了時，不可能將廢氣排凈，這部分留下來的廢氣稱為殘余廢氣。殘余廢氣不僅影響充氣，對燃燒也有不良影響。 排氣行程結(jié)束時，活塞又回到了上止點，完成了一個工作循環(huán)。隨后，曲軸依靠飛輪轉(zhuǎn)動的慣性作用仍繼續(xù)旋轉(zhuǎn)，開始下一個循環(huán)。如此周而復(fù)始，發(fā)動機就不斷地運轉(zhuǎn)起來。二、二沖程發(fā)動機工作原理 活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運動兩個行程即曲軸旋轉(zhuǎn)一周完成一個工作循環(huán)的發(fā)動機，稱為二沖程發(fā)動機，如圖1-8所示。 第一行程活塞由下止點往上止點運動，完成進氣和壓縮工作過程。 第二行程活塞由上止點向下止點運動，完成燃燒膨脹(作功)和排氣的工作過程。 當(dāng)活塞由下止點向上止點運動而全部關(guān)閉換氣口和排氣口時，則排氣和換氣過程終止，氣缸內(nèi)的新鮮可燃混合氣將開始初壓縮。同時由于活塞向上移動，活塞下面的曲軸箱容積逐漸增大，使曲軸箱內(nèi)壓力下降而形成真空度，當(dāng)曲軸箱的真空度達到一定程度時，簧片閥自動開啟，經(jīng)化油器霧化的可燃混合氣被吸人曲軸箱內(nèi)。當(dāng)活塞繼續(xù)向上運動，在將要接近上止點時，由火花塞發(fā)出電火花，將已被壓縮的可燃混合氣點燃。此時燃燒著的氣體迅速膨脹，使燃燒室的溫度和壓力急劇升高，活塞躍過上止點向下運動，活塞即通過連桿、曲軸作功。活塞由上止點向下止點運動時，曲軸箱內(nèi)的壓力將隨容積的減小而增大，簧片閥就會逐漸自動關(guān)閉，此時進入曲軸箱內(nèi)的可燃混合氣開始被預(yù)壓縮。當(dāng)活塞下行至排氣口開啟時，廢氣就通過排氣口、排氣管、消聲器排人大氣中。當(dāng)活塞再繼續(xù)下行至換氣口開啟時，曲軸箱內(nèi)被預(yù)先壓縮的新鮮可燃混合氣便通過換氣口進入氣缸，并驅(qū)使氣缸內(nèi)的廢氣進一步排出，這個過程稱為掃氣過程。這樣發(fā)動機便完成了一個工作循環(huán)。 二沖程發(fā)動機與四沖程發(fā)動機相比，兩者有各自的優(yōu)點和缺點。1、二沖程發(fā)動機優(yōu)點：(1)每旋轉(zhuǎn)一周爆發(fā)1次，因此旋轉(zhuǎn)平穩(wěn)；(2)不需要氣門，零部件少，所以維護方便、成本低；(3)往復(fù)運動產(chǎn)生的慣性力小，振動小、噪聲低；(4)與四沖程發(fā)動機相比，在相同的容積下，轉(zhuǎn)速相同時功率較大，假如平均有效壓力相同，則理論上功率為2倍(實際功率也能達到17倍)。三、發(fā)動機總體構(gòu)造及型號編制規(guī)則 1發(fā)動機的總體構(gòu)造 發(fā)動機是一部由許多機構(gòu)和系統(tǒng)組成的復(fù)雜機器?，F(xiàn)代汽車發(fā)動機的結(jié)構(gòu)形式很多，汽油機與柴油機的構(gòu)造又有所不同。 (1)汽油機的總體構(gòu)造 汽油發(fā)動機由兩大機構(gòu)和六大系統(tǒng)組成，即由曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、供給系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、起動系統(tǒng)、點火系統(tǒng)和電控系統(tǒng)組成。 機體組 發(fā)動機的機體組一般包括氣缸蓋、氣缸體及油底殼，是發(fā)動機的主體部分。氣缸體的上部是氣缸，下部是曲軸箱。氣缸體是發(fā)動機各工作機構(gòu)和附件的裝配基體，且本身又是曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)以及潤滑系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)的組成部分。氣缸蓋裝在氣缸體的上部，氣缸蓋、氣缸與活塞到達上止點時的頂部空間構(gòu)成燃燒室，燃料在其中燃燒產(chǎn)生熱能。在發(fā)動機構(gòu)造中常把機體組列入曲柄連桿機構(gòu)。 曲柄連桿機構(gòu) 曲柄連桿機構(gòu)包括活塞、連桿、曲軸、飛輪等。曲柄連桿機構(gòu)的作用是