第一單元發動機工作原理TOC\o"1-3"\h\z第一講發動機總體構造及基本原理、工程熱力學基礎 1第二講工程熱力學基礎、發動機熱力循環及性能指標 4第三講發動機熱力循環及性能指標（一） 7第四講發動機熱力循環及性能指標（二） 10第五講發動機換氣過程 13第六講汽油機燃燒過程 16第七講柴油機燃燒過程 19實訓：發動機總體認識 22第一講發動機總體構造及基本原理、工程熱力學基礎教學內容發動機總體構造及基本原理、工程熱力學基礎計劃

學時2教學目標1、掌握發動機編號規則、分類、組成、基本名詞術語及四行程發動機工作過程

2、掌握工質的基本狀態參數及其變化規律

3、熟悉二行程發動機的工作過程及其特點項目內容解決措施教學重點四行程發動機工作過程動畫演示教學難點工質的基本狀態參數的變化規律舉日常生活實例分析教學媒體的選擇知識點編號媒體類型媒體內容要點教學目的所用時間1動畫發動機工作過程演示工作過程特點30m2教具發動機工作過程演示工作過程特點10m3投影工質狀態參數變化掌握參數變化特點20m板

書

設

計每節主題§1.1發動機總體構造及基本原理

一、發動機分類

二、四行程發動機工作原理

1、發動機基本名詞術語

2、四沖程汽油機的工作過程

3、四沖程柴油機的工作過程

4、二沖程汽油機的工作過程

5、四沖程柴油機的工作過程

內燃機產品名稱和型號編制規則§1.2工程熱力學基礎

一、工質的熱力狀態

1、工質的基本狀態參數

2、理想氣體狀態方程

3、熱力過程功量

4、工質的比熱

5、工質的內能教

學

過

程

結

構

設

計一、引言

說明本課程的重要性、在本專業中的地位及發動機最新的發展。

二、引入發動機的分類、組成及工作原理知識

此過程分別采用教具、掛圖及動畫演示。分類中應對有的分類方法（如：氣門布置）作一個說明，因為側置式氣門現在已不存在。

三、啟發性質疑

二沖積發動機與四沖程發動機在動力性、經濟性和排放性上的區別及原因。特別是對于排量相等的情況，功率是否相等，原因是什么？

四、講解工程熱力學知識

為便于理解，可以舉幾個生活中的實例：如氣筒打氣等，進行形象思維。打氣過程中氣筒下面變熱的對比。

五、課程練習

由全班同學參與，對氣體狀態方程的定量關系進行實例計算。以鞏固該部分知識。

六、結束

根據講課的思路，由老師引導對本次課的內容進行一次分析，特別應講清本次課的重點和難點。知識性練習

用二沖程發動機的摩托車與四沖程發動機的汽車在使用過程為例，由學生分析其主要性能的區別。形成性評價

對于發動機的組成，只作初步性了解，具體知識將貫穿整門課詳細講解，基本專業術語是發動機全部知識的基礎，必須掌握。在講二沖程發動機工作過程時，每個環節應對照四沖積進行。

工質熱力學部分，本次課是起點，必須使大家穩固掌握。

第二講工程熱力學基礎、發動機熱力循環及性能指標教學內容工程熱力學基礎、發動機熱力循環及性能指標計劃

學時2教學目標1、掌握熱力學第一、第二定律及氣體的基本熱力過程

2、掌握卡諾循環和卡諾定理

3、掌握汽油機、柴油機理論循環的特點項目內容解決措施教學重點發動機理論循環的特點逐步圖畫演示教學難點氣體基本熱力過程中參數的變化特點逐步推導分析教學媒體的選擇知識點編號媒體類型媒體內容要點教學目的所用時間1動畫汽、柴油機循環過程演示工作過程特點30m板

書

設

計每節主題§1.2工程熱力學基礎

二、熱力學基本定律

1、熱力學第一定律

2、能量平衡方程

3、熱力學第二定律

三、氣體基本熱力過程

1、等容過程

2、等壓過程

3、等溫過程

4、絕熱過程

5、多變過程

四、卡諾循環和卡諾定理

1、卡諾循環

2、卡諾定理§1.3發動機熱力循環和性能指標

一、發動機的理論循環

1、理論循環

2、理論循環分析教

學

過

程

結

構

設

計一、用引導的方式復習上次課的內容

主要針對兩部分知識：發動機工作過程和氣體基本狀態參數。

二、講解氣體的基本狀態過程

抓住氣體狀態基本方程，分別固定不同的參數來講解并推導過程關系式。在講解過程中可以舉一些生活實例以助于學生理解和掌握。

三、分析卡諾循環及其規律

此過程應抓住每個過程的特點，并明確其效率與實際效率之間的關系。卡諾循環是一個極限，實際循環是達不到的。

四、分析四沖程發動機的工作過程

分別從汽油機和柴油機著手，每過程要充分各影響因素，由于因素復雜，不應一概而論，應分清影響程度的大小。

每過程應配合動畫，逐步展開。

五、啟發性提問

（1）柴油機等壓和等容過程的延續時間第短會對發動機性能產生怎樣的影響？

（2）導致汽油機與柴油機理論循環不同的原因主要是什么？

六、總結并布置課后作業

1、試述卡諾循環的過程及其效率

2、用示功圖說明發動機的工作過程

七、結束

由老師引導思路對本次課內容作一個系統回顧。知識性練習

從等容過程開始，采用與學生一起推導的方法分析其它一些氣體的基本熱力過程。形成性評價

抓住氣體基本狀態方程，從不同的熱力過程推導各狀態參數的變化；汽油機、柴油機的理論循環要遵循發動機工作過程的特點分析比較容易講解。

分清卡諾循環的理論性和極限性，從而使學生明白效率的極限值。發動機理論循環中各因素的各自影響部分，學生理解較為困難。

第三講發動機熱力循環及性能指標（一）教學內容發動機熱力循環及性能指標（一）計劃

學時2教學目標1、掌握發動機實際循環的狀態參數變化及示功圖繪制

2、掌握發動機指示指標的含義及定量計算項目內容解決措施教學重點發動機指示指標含義及計算逐步推導教學難點針對發動機實際循環的示功圖繪制綜合各影響因素分析教學媒體的選擇知識點編號媒體類型媒體內容要點教學目的所用時間1動畫發動機示功圖繪制過程演示工作過程特點30m板

書

設

計每節主題§1.3發動機熱力循環和性能指標

二、發動機實際循環

（一）實際循環

1、實際循環的進行情況

1）進氣過程

2）壓縮過程

3）燃燒過程

4）膨脹過程

5）排氣過程

2、循環的指示功

（二）實際循環與理想循環的比較

1、實際循環向理想循環的簡化2、實際循環與理想循環的比較

1）實際工質影響

2）換氣損失

3）燃燒損失

4）傳熱損失

三、發動機指示指標

（一）循環的指示功和平均指示壓力

（二）指示功率

（三）指示燃油消耗率

（四）指示熱效率教

學

過

程

結

構

設

計一、復習

由老師引導，對上次課的內容作一個重點性的回顧，特別是對發動機工作過程的示功圖應作重點復習。

二、分析發動機的理論循環

每個實際過程，從影響因素著手，在示功圖上進行分析，示功圖的形成采用動畫的方式，逐步分析，逐步繪制。

三、分析實際循環與理論循環的區別

側重能量損失，用能量損失的分析來修正示功圖。

四、對以上知識進行質疑

用提問的方式加深對該部分知識的理解，吸引學生的上課注意力，達到互動的效果。講授完重點部分的知識點時，老師應都能提出幾個問題讓學生進行思考。

五、分析發動機各項指示指標

由于該部分知識一時較難掌握，應采用與學生一起推導的方式得出知識的定量結果

六、由學生自由提問并給以啟發性的思維方式

學生所問問題，可以不由老師直接回答，而是由其它學生進行思考，最后由老師進行綜合給出正確答案。

七、總結本次課的知識

由老師引導思路對本次課內容作一個系統回顧，要講清本次課的重點。

八、結束知識性練習

針對示功圖中各處的形狀特點讓學生思考原因所在。形成性評價

影響發動機工作過程示功圖的因素非常復雜，學生在課堂上掌握較難；發動機批示指標是對發動機性能的量化評價，用與學生一起推導的方法有利于學生掌握。

第四講發動機熱力循環及性能指標（二）教學內容發動機熱力循環及性能指標（二）計劃

學時2教學目標1、掌握發動機有效指標的含義及定量計算

2、熟悉發動機燃燒能量的分配情況

3、掌握發動機機械損失的定量計算及影響因素項目內容解決措施教學重點發動機有效指標含義及計算、機械損失對比推導、想象分析教學難點發動機有效指標含義及計算對比推導教學媒體的選擇知識點編號媒體類型媒體內容要點教學目的所用時間1投影燃燒能量的分配指明內燃機熱效率15m2投影機械損失指明能量損失的去向10m板

書

設

計每節主題§1.3發動機熱力循環和性能指標

四、發動機的有效指標

（一）發動機動力性指標

1、有效功率

2、有效轉矩

3、平均有效壓力

4、轉速和活塞平均速度

（二）發動機經濟性指標

1、有效熱效率

2、有效燃料消耗率

（三）發動機強化程度

1、升功率

2、比重量

3、強化系數

（四）發動機其它性能評定指標

1、排氣品質

2、噪聲

3、起動性五、發動機熱平衡

（一）轉化為有效功的熱量

（二）傳給冷卻介質的熱量

（三）廢氣帶走的熱量

（四）其它熱損失

六、發動機的機械損失

（一）機械效率

（二）影響機械效率的主要因素

1、轉速

2、負荷

3、機油的品質

4、冷卻水溫度教

學

過

程

結

構

設

計一、復習

采用老師引導思路的方式綜合復習上次課的重點內容

二、導入

由于指示指標的不實用性，引入有效指標的意義

三、分析指示指標的定量計算

應充分運用與指示指標進行對比的方式進行推導分析，其中的后幾個指標可以由學生論述，老師書寫的方式講解。

四、提出問題

1、指示指標與有效指標分別針對的基礎是什么？

2、更具實際意義的指標為誰？

3、如何減小指示指標與有效指標量值之間的差值？

五、用啟發性的方式講解發動機能量分配的去向

此時，由學生分析，教師綜合，可以不按照書本的順序，也可以多出書本中的范圍。

六、利用第四點中提出的問題分析機械效率的計算

此部分不應只出現機械效率的定量計算，還應從機械效率反過來說明指示指標與有效指標之間的關系。

七、互動性質疑

1、對于內燃機可以從哪幾個方面提高經濟性？

2、由學生針對知識進行自由提問。

八、對本次課進行歸納性總結

由老師引導思路對本次課內容作一系統回顧，必須講清本次課的重點內容。

九、結束知識性練習

指示指標與有效指標的出發點及與實際的距離比較。形成性評價

有效指標是真正具有評價意義的指標，講解進程應與指示指標比較，分析發動機燃燒能量分配可以創造節油的基本思路；發動機機械效率的分析應抓住主要因素，并相應啟發性指示提高效率的思路。

第五講發動機換氣過程教學內容發動機換氣過程計劃

學時2教學目標1、掌握發動機換氣過程的特點及充氣效率的計算

2、掌握影響充氣準備效率的因素及提高充氣效率的措施

3、熟悉發動機增壓技術項目內容解決措施教學重點充氣效率計算及影響因素分析推導教學難點換氣過程繪圖分析教學媒體的選擇知識點編號媒體類型媒體內容要點教學目的所用時間1投影換氣過程充氣效率的基礎20m2投影機械損失內燃機效率的基礎5m板

書

設

計每節主題§1.4發動機的換氣過程

一、四行程發動機的換氣過程

（一）換氣過程

1、自由排氣階段

2、強制排氣階段

3、進氣過程

（二）換氣損失和泵氣損失

1、換氣損失

2、泵氣損失

二、四沖程發動機的充氣效率

1、循環充量

2、充氣效率

3、單位時間充量

三、影響充氣效率的主要因素

1、轉速和配氣相位

2、空氣濾清器

3、化油器喉管4、壓縮比

5、進氣管

6、進氣加熱

7、負荷

四、提高發動機充氣效率的措施

五、發動機增壓技術簡介教

學

過

程

結

構

設

計一、復習

由老師引導思路對上次內容作一個重點性的回顧

二、引入今天的內容

由于機械損失的存在，導入討論換氣過程的必要性

三、分析換氣過程

抓住動態的因素，繪圖示意缸內壓力的變化，要逐步進行，而不是畫好圖再講解。

四、講解充氣效率

應用逐步推導的方式得出充氣效率的定量計算式。用此法可以加深學生的理解和掌握。

五、分析影響率氣效率的因素

不能按照書本逐條書寫，而是讓學生自己分析，最后教師綜合，順序可以與書本不一致，內容也可以超出書本范疇。這樣可以擴大學生的思維廣度。

六、互動性提問

1、現代發動機哪些設置不利于提高發動機充氣效率。

2、充氣效率與發動機經濟性、動力性之間存在著哪樣的關系。

3、讓學生自由提問

七、歸納性總結

由老師引導對本次課內容作一個回顧，應講清本次課的內容。

八、布置課后作業

1、提高發動機充氣效率的措施有哪些？

九、結束知識性練習

分別舉一增壓和非增壓的發動機進行充氣效率的計算。形成性評價

對于換氣過程，學生只需要定性的理會，而充氣效率是重點，為使加深印象，用推導的方法講解，學生一時掌握有難度，可以用實例計算來鞏固該部分知識，分析影響因素要針對發動機的動力性和經濟性，否則失去知識重要性的意義。

第六講汽油機燃燒過程教學內容汽油機燃燒過程計劃

學時2教學目標1、掌握汽油的組成及主要性能指標

2、掌握汽油機的燃燒過程特點

3、熟悉汽油機混合氣的形成及燃燒室的類型項目內容解決措施教學重點汽油機的燃燒過程特點結合工作過程分析教學難點汽油機不正常燃燒對比分析教學媒體的選擇知識點編號媒體類型媒體內容要點教學目的所用時間1投影燃燒過程工作特點的基礎15m板

書

設

計每節主題§1.5汽油機的燃燒過程

一、汽油的組成及主要性能指標

（一）燃油簡介

（二）汽油的主要性能指標

1、汽油的蒸發性

2、汽油的抗爆性

3、國產汽油規格

二、汽油機混合氣的形成

1、化油器式

2、直接噴射式

三、汽油機的燃燒過程

（一）燃燒簡介

（二）汽油機的著火

（三）正常燃燒過程

1、著火延遲期

2、急燃期3、補燃期

（四）不正常燃燒

1、爆震燃燒

2、表面點火

（五）使用因素對燃燒過程的影響

四、汽油機燃燒室教

學

過

程

結

構

設

計一、復習

由老師引導思路對上次內容作一個重點性的回顧，并提出一至二個問題

二、引入今天的內容

由于車用發動機主要是汽油機和柴油機，故有必要討論其燃燒過程

三、分析汽油的特點及成份

該內容決定了汽油機的結構，對于汽油的評價指標中，汽油的牌號含義應指明。

四、講解汽油機燃燒過程

根據發動機實際工作過程，分析燃燒過程，此講解抓住一個壓力的變化。兩種不正常燃燒從起因、影響、危害幾個角度對比分析。對于影響因素由學生與老師一起分析得出結果。

五、提問

1、如何避免和減少不正常燃燒。

2、在駕駛操作上如何減少不正常燃燒的產生。

六、互動性提問

由學生自由提問，可以由老師回答，也可以由學生思考一起找出答案。

七、歸納性總結

由老師引導，對本次課的內容作一個系統性的回顧，并講清本次課的重點。

八、結束知識性練習

汽油機正常燃燒過程壓力的變化規律怎樣。形成性評價

本部分內容是為了以后提出提高發動機經濟性、動力性的方法而作準備，汽油的指標是為燃燒過程分析作準備，分析燃燒過程為是為尋找提高發動機性能措施作準備，兩種不正常燃燒是學生較難分清的知識，應進行對比分析講解。

第七講柴油機燃燒過程教學內容柴油機燃燒過程計劃

學時2教學目標1、掌握柴油的組成及主要性能指標

2、掌握柴油機的燃燒過程特點

3、熟悉柴油機混合氣的形成及燃燒室的類型項目內容解決措施教學重點柴油機的燃燒過程特點結合工作過程分析教學難點柴油機不正常燃燒對比分析教學媒體的選擇知識點編號媒體類型媒體內容要點教學目的所用時間1投影燃燒過程工作特點的基礎15m板

書

設

計每節主題§1.6柴油機的燃燒過程

一、柴油的主要性能指標

1、著火性

2、蒸發性

3、粘度

4、凝點

二、柴油機混合氣的形成

（一）形成混合氣的兩種方式

1、空間霧化混合

2、油膜蒸發混合

（二）影響混合氣形成的主要因素

1、燃料噴霧

2、空氣運動

三、柴油機的燃燒過程

1、著火延遲期

2、急燃期

2、緩燃期4、補燃期

四、影響柴油機燃燒過程的主要因素

五、柴油機燃燒室教

學

過

程

結

構

設

計一、復習

由老師引導思路對上次內容作一個重點性的回顧，并提出一至二個問題

二、引入今天的內容

由于車用柴油機的經濟性好，有必要討論柴油機燃燒過程及柴油特性，也可以從汽油機中存在的缺點進行引入。

三、分析汽油的特點及成份

該內容決定了柴油機的結構，注意與汽油特性區別，講解過程與汽油的指標對比。

四、講解汽油機燃燒過程

根據發動機實際工作過程，分析燃燒過程，此講解抓住一個壓力的變化。在分析中注意與汽油機的區別，特別是不同之處。對于影響因素由學生與老師一起分析得出結果，柴油機也存在一個工作粗暴的問題，分析過程不但要分析機理，更應與汽油機的不正常燃燒過程進行比較。

五、提問

1、為什么柴油機有一個緩燃期？

2、柴油機的不正常燃燒指什么？危害如何？

六、互動性提問

由學生自由提問，老師一般不直接回答，而由大家一起思考分析，老師最后作一個總結性解答。

七、啟發性提問

汽油機能與柴油機一樣把油噴入氣缸嗎？

七、歸納性總結

由老師引導對本次課內容作一個系統回顧，要講清本次課的內容。也可以讓某一個學生引導大家一起回顧。

八、結束知識性練習

柴油機正常燃燒過程壓力的變化規律怎樣。形成性評價

本部分內容是為了以后提出提高發動機經濟性、動力性的方法而作準備，柴油的指標是為燃燒過程分析作準備，分析燃燒過程為是為尋找提高發動機性能措施作準備，注意區分汽油機與柴油機的區別有利于學生掌握知識。

實訓：發動機總體認識教學內容實訓