1、模塊一 發動機概述教學設計方案項目名稱發動機類型的識別及工作原理的掌握課題發動機工作原理的掌握教學課時2地 點汽修實習室內容簡析發動機是汽車的動力源，是把其他形式的能量轉化為機械能的轉換機構，是由多種機構和系統組成的復雜機器。現代汽車發動機的結構形式很多，本模塊要求會識別各種汽車發動機類型及型號，掌握汽車發動機的工作原理和主要性能指標，了解汽車發動機的總體構造。學情簡析今天是學生第一次學習專業課，職高生本生就缺乏學習主動性，這次課主要目的除了講解之外很重要的是要提高他們的學習興趣，這也是個難點，以后應該在教學中逐步攻克這個難關。教學目標認知目標：1.能識別汽車發動機的類型。2.掌握汽車發動機的

2、工作原理。能力目標：1.識別發動機類型。2.掌握發動機的基本術語。3.掌握發動機的工作原理。情感目標：通過學習讓學生對這門課逐漸產生興趣，熱愛本專業，有利于今后本專業的學習。教學任務任務1： 發動機類型的識別任務2： 發動機基本術語的掌握任務3：發動機工作原理的掌握教學情景創設在理實一體化的教學情景中進行教學，以任務驅動為載體，創設真實的職業場景。按企業班組化模式展開小組合作、組間競爭，努力營造積極進取的學習氛圍。重點發動機的工作原理難點發動機的總成拆裝教學方法與策略任務教學法以多媒體為載體，視頻教學，讓學生更加直觀的認識掌握發動機的構造與原理，激起濃厚的學習興趣。教學資源準備信息資源：學習任

3、務單人員資源：專業教師1人，學生設備資源：多媒體，各種發動機車型各一輛材料資源：工具車，翼子板護墊三件套，抹布環境資源：汽修實習室教學任務安排學生活動設計教師活動設計任務引出一、為什么要學好發動機？二、如何學好發動機學生小組討論，提出見解教師提出問題任務實施任務1、發動機類型的識別學生小結各部分內容，判斷各發動機的類型，討論發動機的特點1、視頻演示，講解2、教師巡視，解答疑問3、對學生結論進行點評任務實施任務2、發動機基本術語的掌握學生正確說出各參數視頻演示，圖示法講解任務實施任務3、發動機工作原理的掌握學生分組討論：1、要求學生理解柴油機與汽油機的區別2、要求學生理解四沖程與二沖程的區別演示

4、四沖程發動機的一個工作循環動畫，講解發動機的工作原理任務評價小組自評、小組互評、完成評價表。概括基本內容，歸納重點內容，布置下一講的主要教學內容鞏固拓展完成書中學后測評布置課后作業發動機類型的識別及工作原理的掌握學習任務單任務一 發動機類型的識別學習任務：發動機的類型學習目標：能識別汽車發動機的類型。學習時間：2課時任務實施：導入：一、為什么要學好發動機？二、如何學好發動機？講授新課：1. 按照所用燃料分類使用汽油為燃料的內燃機稱為汽油機；使用柴油為燃料的內燃機稱為柴油機。汽油機與柴油機比較各有特點；汽油機轉速高，質量小，噪音小，起動容易，制造成本低；柴油機壓縮比大，熱效率高，經濟性能和排放性

5、能都比汽油機好。2.按照行程分類內燃機按照完成一個工作循環所需的行程數可分為四行程內燃機和二行程內燃機。把曲軸轉兩圈(720)，活塞在氣缸內上下往復運動四個行程，完成一個工作循環的內燃機稱為四行程內燃機；而把曲軸轉一圈(360)，活塞在氣缸內上下往復運動兩個行程，完成一個工作循環的內燃機稱為二行程內燃機。汽車發動機廣泛使用四行程內燃機。 3.按照冷卻方式分類內燃機按照冷卻方式不同可以分為水冷發動機和風冷發動機。水冷發動機是利用在氣缸體和氣缸蓋冷卻水套中進行循環的冷卻液作為冷卻介質進行冷卻的；而風冷發動機是利用流動于氣缸體與氣缸蓋外表面散熱片之間的空氣作為冷卻介質進行冷卻的。水冷發動機冷卻均勻，

6、工作可靠，冷卻效果好，被廣泛地應用于現代車用發動機。 4.按照氣缸數目分類內燃機按照氣缸數目不同可以分為單缸發動機和多缸發動機。僅有一個氣缸的發動機稱為單缸發動機；有兩個以上氣缸的發動機稱為多缸發動機。如雙缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸發動機。現代車用發動機多采用四缸、六缸、八缸發動機。 5.按照氣缸排列方式分類內燃機按照氣缸排列方式不同可以分為單列式和雙列式。單列式發動機的各個氣缸排成一列，一般是垂直布置的，但為了降低高度，有時也把氣缸布置成傾斜的甚至水平的；雙列式發動機把氣缸排成兩列，兩列之間的夾角180(一般為90)稱為V型發動機，若兩列之間的夾角=180稱為對置式發

7、動機。 6.按照進氣系統是否采用增壓方式分類內燃機按照進氣系統是否采用增壓方式可以分為自然吸氣(非增壓)式發動機和強制進氣(增壓式)發動機。汽油機常采用自然吸氣式；柴油機為了提高功率有采用增壓式的。任務二：發動機基本術語的掌握一、發動機的基本術語1上止點 （Top Dead Center）活塞離曲軸旋轉中心最遠的位置2下止點（Bottom Dead Center）活塞離曲軸旋轉中心最近的位置3活塞行程 S 上下止點之間的距離4曲柄半徑R曲軸旋轉中心到曲柄銷中心的距離5氣缸工作容積VS（單位 L)活塞由上止點運動到下止點,活塞頂部所掃過的容積VS =(/4)D2S10-36燃燒室容積（余隙容積）

8、VC 活塞位于上止點時， 活塞頂部上方的容積7氣缸最大容積Va 活塞位于下止點時,活塞頂部上方的容積Va= VS + VC8內燃機排量 VL所有氣缸的工作容積之和VL =iVS9壓縮比 氣缸最大容積Vt與燃燒室容積VC之比 =1+ VS / VC 越大，循環熱效率越高汽油機 =79柴油機 =1822二、四沖程汽油機的工作原理（1）進氣行程（如圖1.6（a） 進氣門打開，排氣門關閉。活塞在曲軸的帶動下由上止點移至下止點。在活塞移動過程中，氣缸內容積逐漸增大，形成一定的真空度。空氣和汽油的混合物通過進氣門被吸入氣缸，并在氣缸內進一步混合形成可燃混合氣。活塞到達下止點時，進氣門關閉，進氣行程結束。進

9、氣終了氣缸內的溫度370400 K，壓力0.070.09MPa。（2）壓縮行程（如圖1.6（b） 進、排氣門均關閉。曲軸繼續帶動活塞由下止點向上止點運動。氣缸容積不斷減小，氣缸內的混合氣被壓縮，其壓力和溫度同時升高，活塞到上止點時，壓縮行程結束。壓縮混和氣的結果是可燃混和氣進一步混合均勻，溫度提高，燃燒迅速，以獲得較大的動力。壓縮終了時，氣缸內的溫度可達600700K,遠高于汽油的點燃溫度（約263K），壓力0.61.5 MPa。（3）做功行程（如圖1.6（c） 進、排氣門仍關閉。壓縮行程結束時，火花塞產生電火花，點燃可燃混合氣，迅速燃燒，壓力和溫度迅速升高而急劇膨脹，推動活塞由上止點向下止點

10、運動，并通過連桿驅動曲軸旋轉作功。活塞到達下止點時，做功行程結束。做功行程中氣缸的最大壓力稱為燃燒壓力（35MPa）。燃燒時氣缸的最高溫度可達22002800K。（4）排氣行程（如圖1.6（d） 進氣門關閉，排氣門打開。活塞由下止點向上止點運動，廢氣在其自身剩余壓力和活塞的推動下，經排氣門排出氣缸。當活塞到達上止點時，進氣門打開，排氣門關閉，排氣行程結束，進入下一個工作循環。排氣行程終了時，由于燃燒室容積的存在，氣缸內還存有少量廢氣，氣體壓力也因排氣系統存在排氣阻力而略高于大氣壓力，此時氣缸內溫度9001200K ，壓力0.1050.115 MPa。 (a)進氣行程 (b)壓縮行程 (c)做功

11、行程 (d)排氣行程圖1.6 單缸四沖程汽油機的工作循環示意圖三四沖程柴油機的工作原理四沖程柴油機的工作循環同樣包括進氣、壓縮、做功和排氣等四個過程，在各個活塞行程中，進排氣門的開閉和曲柄連桿機構的運動與汽油機完全相同。只是由于柴油和汽油的使用性能不同，使柴油機和汽油機在混合氣形成及著火方式上有著根本的差別。（1）進氣行程 如圖1.7所示，在柴油機進氣行程中，被吸入氣缸的只是純空氣。由于進氣阻力比汽油機小，上一行程殘留的廢氣溫度也比汽油機低，進氣行程終了的壓力約為0.075MPa0.095MPa，溫度約為 320K350K。 （2）壓縮行程 不同汽油機的是，柴油機壓縮的是純空氣，且柴油機的壓縮

12、比大，所以壓縮終了時的溫度和壓力都比汽油機高。壓縮終了時氣缸內溫度7501000K，壓力35 MPa。（3）做功行程 壓縮行程接近終了時，噴油泵將高壓柴油經噴油器呈霧狀噴入氣缸內的高溫空氣中，迅速汽化與空氣混合形成可燃混合氣。由于氣缸內的溫度遠高于柴油的自燃溫度（約500K），柴油立即自行著火燃燒。燃燒氣體的壓力、溫度迅速升高，體積急劇膨脹，推動活塞下行并帶動曲軸旋轉做功。瞬時最高溫度20002500K，最大壓力69 MPa。排氣行程 如圖1.7所示，與汽油機基本相同。排氣終了時氣缸內溫度8001000K，壓力0.1050.125MPa。(a)進氣行程 (b)壓縮行程 (c)做功行程 (d)排

13、氣行程圖1.7 單缸四沖程柴油機的工作循環示意圖四、汽油機與柴油機的比較（1）汽油機的特點汽油與空氣在缸外混合，進入氣缸的是可燃混和氣，用電火花點燃，結構上需要點火系統，對混合氣的要求高，燃燒后廢氣的成分除二氧化碳和水外，還含有一氧化碳、碳氫、氮氧氣體等有害氣體。具有轉速高（目前最高轉速6000r/min，貨車4000r/min）、噪聲小、質量小、起動容易、制造維修費用低等優點，故廣泛應用在轎車、中小型貨車及越野車上。壓縮比低于柴油機，油耗高，燃油經濟性差。（2）柴油機的特點進入氣缸的是純空氣，燃油以高壓形式噴入氣缸，在缸內形成高溫高壓混和氣后自行著火燃燒，結構上需要提高油壓的燃油泵。壓縮比高

14、于汽油機，油耗低且柴油價格便宜，燃油經濟性好，重型貨車多采用柴油機。轉速低于汽油機（一般25003000r/min），質量大、制造維修費用高。自測完成書中學后測評 項目名稱發動機結構的認識課題發動機主要零部件教學課時1地 點汽修實習室內容簡析發動機是一種由許多機構和系統組成的復雜機器。無論是汽油機還是柴油機，要完成能量轉換，實現工作循環，保證連續正常工作，都必須具備機構和系統。學情簡析學生在學習了四沖程發動機的工作原理后，再來學習發動機實現工作循環必須具備哪些機構和系統時更容易接受。教學目標認知目標：1.發動機主要零部件能力目標：1.掌握發動機的兩大機構，五大系統情感目標：通過對這節課的學習，

15、讓學生對發動機有了進一步的了解。教學任務任務：發動機主要零部件的認識教學情景創設在理實一體化的教學情景中進行教學，以任務驅動為載體，創設真實的職業場景。按企業班組化模式展開小組合作、組間競爭，努力營造積極進取的學習氛圍。重點發動機主要零部件難點發動機主要零部件的掌握教學方法與策略任務教學法以多媒體為載體，視頻教學，讓學生更加直觀的認識掌握發動機的兩大機構五大系統，激起濃厚的學習興趣。教學資源 準備信息資源：學習任務單人員資源：專業教師1人，學生設備資源：多媒體，各種發動機車型各一輛環境資源：汽修實習室教學任務安排學生活動設計教師活動設計任務引出視頻動畫觀看視頻引導學生看視頻動畫任務實施任務 發

16、動機主要零部件參照視頻與課本內容，分組討論，試找出發動機各主要零部件教師逐一講解各零部件任務評價小組自評、小組互評、完成評價表。概括基本內容，歸納重點內容，布置下一講的主要教學內容鞏固拓展完成書中學后測評布置課后作業發動機主要零部件的認識學習任務單學習任務：認識發動機主要零部件學習目標：認識發動機主要零部件學習時間：1課時任務實施：導入：1、四沖程發動機如何工作？（視頻）講授新課：一、發動機的總體構造發動機是一種由許多機構和系統組成的復雜機器。無論是汽油機，還是柴油機，要完成能量轉換，實現工作循環，保證長時間連續正常工作，都必須具備一些機構和系統。汽油機通常由兩大機構和五大系統組成，柴油機則由

17、兩大機構和四大系統組成。機體組 機體組是構成發動機的骨架，是發動機各機構和各系統的安裝基礎。機體組主要由氣缸體、曲軸箱、氣缸蓋和氣缸墊等零件組成。圖1.9 機體組及曲柄連桿機構 曲柄連桿機構（如圖1.9所示） 曲柄連桿機構是發動機實現熱能轉換為機械能的核心機構，由活塞連桿組和曲軸飛輪組組成。在做功行程中，活塞承受燃氣壓力在氣缸內作直線運動，通過連桿轉換成曲軸的旋轉運動，并從曲軸對外輸出動力。而在進氣、壓縮和排氣行程中， 飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉運動轉化成活塞的直線運動。配氣機構（如圖1.10所示） 一般由氣門組、氣門傳動組組成。其功用是根據發動機的工作順序和工作過程,定時開閉進、排氣門,使可

18、燃混合氣進入氣缸,并及時排出廢氣。圖1.10 頂置式配氣機構簡圖燃油供給系 汽油機燃油供給系功用是根據發動機的要求，配制出一定數量和濃度的混合氣，供入氣缸，并將燃燒后的廢氣從氣缸內排出到大氣中去。分為化油器式和燃油噴射式汽油機供給系統。化油器式燃油供給系因耗油多、污染大、功率低而被淘汰。電控汽油噴射系統主要包括汽油箱、汽油泵、油壓調節器、噴油器、汽油濾清器、空氣濾清器、進排氣歧管、排氣消聲器等。如圖1.11。(a) 化油器式燃油供給系(b) 汽油噴射式燃油供給系圖1.11 汽油機燃油供給系簡圖柴油機燃料供給系的功用是把柴油和空氣分別供入氣缸，在燃燒室內形成混合氣并燃燒，最后將燃燒后的廢氣排出氣

19、缸。主要包括燃油箱、噴油泵、噴油器、燃油濾清器、空氣濾清器、進排氣歧管、排氣消聲器等。如圖1.12。圖1.12 柴油機燃油系統簡圖潤滑系 其功用是向作相對運動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以實現液體摩擦，減輕機件磨損，并部分地冷卻摩擦零件、清洗摩擦表面。潤滑系通常由油底殼、潤滑油道、機油泵、機油濾清器和一些閥門等組成。如圖1.13。圖1.13 發動機潤滑系示意圖冷卻系（如圖1.14所示） 水冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風扇、水箱、節溫器等組成。功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時散發出去，保證發動機在最適宜的溫度狀態下工作。 圖1.14 發動機水冷卻系點火系（如圖1.15所示） 汽油機需要點火

20、系產生的高壓電火花，在壓縮行程接近終了時點燃氣缸內的可燃混合氣，通常由蓄電池、分電器、點火線圈和火花塞等組成。圖1.15 汽油機傳統點火系簡圖起動系 主要由起動機及其附屬裝置組成，其功用是使靜止的發動機起動并轉入自行運轉。圖1.16所示為富康TU5JP4汽油發動機外形圖。TU5JP4為直列、四缸四沖程、16氣門、雙頂置凸輪軸發動機。其結構特點是凸輪軸安裝在氣缸蓋上采用同步齒形帶傳動，簡化了配氣機構，適于高速發動機。圖1.17所示為依維柯（IVECD）柴油發動機外形圖。采用頂置凸輪軸及同步齒形皮帶傳動。依維柯柴油機是一種輕型的高速高性能的4缸直噴自然吸氣式水冷發動機。圖1.16 起動系的組成簡圖

21、自測完成書中學后測評項目名稱發動機主要性能指標的掌握及編號的識讀課題掌握發動機的主要性能指標、識別發動機的編號教學課時2地 點汽修實習室內容簡析發動機的性能指標是用來衡量發動機性能好壞的標準。發動機的主要性標主要有動力性能指標、經濟性能指標和排放性能指標。為了便于發動機的生產管理和使用，發動機的名稱和型號國家有統一規定。學情簡析通過前面對發動機的學習，學生對汽油發動機的工作原理和各零部件有了一定的了解，再通過本節對發動機性能指標的掌握和編號識讀的學習，使學生對發動機有了一個整體的認識。教學目標認知目標：1.掌握發動機主要性能指標。2.識別發動機編號。能力目標：1.掌握發動機主要性能指標。2.識

22、別發動機編號。情感目標：通過學習讓學生對這門課逐漸產生興趣，熱愛本專業，為后面的學習打好基礎。教學任務任務1：發動機主要性能指標的掌握任務2：發動機編號的識別教學情景創設在理實一體化的教學情景中進行教學，以任務驅動為載體，創設真實的職業場景。按企業班組化模式展開小組合作、組間競爭，努力營造積極進取的學習氛圍。重點發動機主要性能指標的掌握難點發動機主要性能指標的掌握及編號教學方法與策略任務教學法以多媒體為載體，視頻教學，讓學生更加直觀的認識掌握發動機的構造與原理，激起濃厚的學習興趣。教學資源準備信息資源：學習任務單人員資源：專業教師1人，學生設備資源：多媒體，各種發動機車型各一輛環境資源：汽修實習室發動機主要性能指標的掌握及編號的識讀學習任務單學習任務：發動機主要性能指標的掌握學習目標：1.掌握發動機主要性能指標。2.識別發動機編號。學習時間：2課時任務實施：任務一 發動機主要性能指標發動機的性能指標用來表征發動機的性能特點，并作為評價各類發動機性能優劣的依據。同時，發動機性能指標的建立還促進了發動機結構的不斷改進和創新1.動力性指標動力性指標表示發動機做功能力的大小，用以評價發動機動力性好壞。有效轉矩發動機通過飛輪對外輸出的轉矩稱為有效轉矩，記作Te，單位為 Nm。它與外界施加于曲軸上的阻力矩相平衡。有效功率發動機在單位時間