發(fā)動(dòng)機(jī)原理教案

1、學(xué)科發(fā)動(dòng)機(jī)的構(gòu)造與維修教師授課時(shí)間第 周 月 日教學(xué)章節(jié)發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理教學(xué)內(nèi)容 掌握發(fā)動(dòng)機(jī)的根本術(shù)語(yǔ) 掌握發(fā)動(dòng)機(jī)的工作用原理 教學(xué)目標(biāo)2.通過(guò)學(xué)習(xí)和觀察汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工作過(guò)程掌握發(fā)動(dòng)機(jī)的工作用原理，對(duì)四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作用原理的認(rèn)識(shí)3. 培養(yǎng)學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)的理解與歸納能力，初步具有應(yīng)用這些根本理論知識(shí)分析和解決簡(jiǎn)單的發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝實(shí)際問(wèn)題的根本能力。教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)四行程發(fā)動(dòng)機(jī)的工作用過(guò)程，發(fā)動(dòng)機(jī)的各組成部件的認(rèn)識(shí)，在發(fā)動(dòng)機(jī)的安裝部位。教學(xué)方法講授。師生互動(dòng) 多媒體教學(xué)內(nèi)容 馬自達(dá)RX8轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)一、發(fā)動(dòng)機(jī)根本術(shù)語(yǔ)通過(guò)多媒體讓同學(xué)們認(rèn)識(shí)1上止點(diǎn)2下止點(diǎn)3活塞行程4沖程5曲柄半徑6汽缸工作容積7燃燒室容積8

2、汽缸總?cè)莘e9發(fā)動(dòng)機(jī)排量10壓縮比11工作循環(huán)往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)優(yōu)點(diǎn)： 1. 制造技術(shù)成熟，誕生已經(jīng)有120多年，各種技術(shù)不斷完善，是世界上應(yīng)用最廣的內(nèi)燃機(jī)，保養(yǎng)維修本錢低。 2. 工作可靠，良好的氣密性和功率傳遞可靠性。 3. 良好的燃油經(jīng)濟(jì)性。 缺點(diǎn)： 1. 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積大、重量大。 2. 曲柄連桿機(jī)構(gòu)中活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)引起的往復(fù)慣性力和慣性力矩不能得到完全平衡，這個(gè)慣性力大小與轉(zhuǎn)速平方成正比，使發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平順性下降，限制開展高轉(zhuǎn)速發(fā)動(dòng)機(jī)。 3. 由于四沖程往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的工作方式為四個(gè)沖程中有三個(gè)沖程完全依靠飛輪慣性旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)的功率、扭矩輸出非常的不均勻，盡管現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)采用了多缸和V型排

3、列來(lái)減小這個(gè)缺點(diǎn)，但是不可能完全消除。  轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)： 優(yōu)點(diǎn)： 1. 體積小、重量輕，便于降低車輛重心。由于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有曲柄連桿機(jī)構(gòu)，所以大大減小了發(fā)動(dòng)機(jī)高度，同時(shí)降低了車輛重心。 2. 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。相比擬于往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)減少了曲柄連桿機(jī)構(gòu)，導(dǎo)致了發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，零件減少。 3. 均勻的扭矩特性。由于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)一個(gè)氣缸同時(shí)有三個(gè)工作腔處于工作狀態(tài)，所以扭矩輸出比擬于往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)更加均勻。 4. 利于開展高速發(fā)動(dòng)機(jī)，由于活塞轉(zhuǎn)子與主軸轉(zhuǎn)速比為1：3，故不需很高的活塞轉(zhuǎn)速即可實(shí)現(xiàn)發(fā)動(dòng)機(jī)的高轉(zhuǎn)速。 缺點(diǎn)： 1. 油耗高，尾氣排放難達(dá)標(biāo)。因其每個(gè)氣缸有三個(gè)工作腔，活塞轉(zhuǎn)

4、子每旋轉(zhuǎn)一周相當(dāng)于有三個(gè)作功沖程，以3000rpm和往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)作比照，往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)噴油750次/分，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)相當(dāng)于轉(zhuǎn)速為1000rpm,但是需要噴油3000次/分，可見轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)油耗明顯高于往復(fù)式活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，同時(shí)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的燃燒室形狀不利于可燃混合氣的充分燃燒，火焰?zhèn)鞑ヂ窂介L(zhǎng)，燃油機(jī)油消耗量大，同時(shí)導(dǎo)致廢氣中污染物含量較高。 2. 發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致只能采取點(diǎn)燃式而不能采用壓燃式，即只能用汽油作為燃料而不能用柴油。 3. 由于轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)采用偏心軸，導(dǎo)致發(fā)動(dòng)機(jī)振動(dòng)較大。 4. 功率輸出軸主軸位置高，不利于整車布置。 5. 轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的加工制造技術(shù)高，本錢比擬高二、往復(fù)式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作原理

5、四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)是指曲軸轉(zhuǎn)兩圈720°，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)4次完成一個(gè)工作循環(huán)的發(fā)動(dòng)機(jī)。汽油機(jī)是將空氣與汽油以一定的比例混合成良好的混合氣，在吸氣沖程被吸入汽缸，混合氣經(jīng)壓縮點(diǎn)火燃燒而產(chǎn)生熱能，高溫高壓的氣體作用于活塞頂部，推動(dòng)活塞作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿、曲軸飛輪機(jī)構(gòu)對(duì)外輸出機(jī)械能。四沖程汽油機(jī)在進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程內(nèi)完成一個(gè)工作循環(huán)。 l進(jìn)氣行程?；钊谇S的帶動(dòng)下由上止點(diǎn)移至下止點(diǎn)。此時(shí)進(jìn)氣門開啟，排氣門關(guān)閉，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°。在活塞移動(dòng)過(guò)程中，汽缸容積逐漸增大，汽缸內(nèi)氣體壓力從pr逐漸降低到pa，汽缸內(nèi)形成一定的真空度，空氣和汽油的混合氣通過(guò)進(jìn)氣門被吸入汽缸

6、，并在汽缸內(nèi)進(jìn)一步混合形成可燃混合氣。由于進(jìn)氣系統(tǒng)存在阻力，進(jìn)氣終點(diǎn) (圖中a 點(diǎn))汽缸內(nèi)氣體壓力小于大氣壓力0 p ，即pa= (0.800.90) 0 p 。進(jìn)入汽缸內(nèi)的可燃混合氣的溫度，由于進(jìn)氣管、汽缸壁、活塞頂、氣門和燃燒室壁等高溫零件的加熱以及與剩余廢氣的混合而升高到340400K。2壓縮行程。 壓縮沖程時(shí)，進(jìn)、排氣門同時(shí)關(guān)閉?；钊麖南轮裹c(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°?；钊弦茣r(shí)，工作容積逐漸縮小，缸內(nèi)混合氣受壓縮后壓力和溫度不斷升高，到達(dá)壓縮終點(diǎn)時(shí)，其壓力pc可達(dá)8002 000kPa，溫度達(dá)600750K。在示功圖上，壓縮行程為曲線ac。 3做功行程。當(dāng)活塞接近上止點(diǎn)

7、時(shí)，由火花塞點(diǎn)燃可燃混合氣，混合氣燃燒釋放出大量的熱能，使汽缸內(nèi)氣體的壓力和溫度迅速提高。燃燒最高壓力pZ達(dá)3 0006 000kPa，溫度TZ達(dá)2 2002 800K。高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞從上止點(diǎn)向下止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)曲柄連桿機(jī)構(gòu)對(duì)外輸出機(jī)械能。隨著活塞下移，汽缸容積增加，氣體壓力和溫度逐漸下降，到達(dá) b 點(diǎn)時(shí)，其壓力降至300500kPa，溫度降至1 2001 500K。在做功沖程，進(jìn)氣門、排氣門均關(guān)閉，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°。在示功圖上，做功行程為曲線c-Z-b。 4排氣行程。排氣沖程時(shí)，排氣門開啟，進(jìn)氣門仍然關(guān)閉，活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)180°。排氣門開啟時(shí)，燃燒后的廢氣一方面在汽缸內(nèi)外壓差作用下向缸外排出，另一方面通過(guò)活塞的排擠作用向缸外排氣。由于排氣系統(tǒng)的阻力作用，排氣終點(diǎn)r 點(diǎn)的壓力稍高于大氣壓力，即pr=(1.051.20)p0。排氣終點(diǎn)溫度Tr=9001100K?；钊\(yùn)動(dòng)到上止點(diǎn)時(shí)，燃燒室中仍留有一定容積的廢氣無(wú)法排出，這局部廢氣叫剩余廢氣。四沖程柴油機(jī)3四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)工作循環(huán)的特點(diǎn)1每完成一個(gè)工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)兩周720°，每完成一個(gè)行程曲軸轉(zhuǎn)半周180°，進(jìn)氣行程是進(jìn)氣門開啟，排氣行程是排氣門開啟，其余兩個(gè)行程進(jìn)、排氣門均關(guān)閉。2在4個(gè)行程中，只有做功行程產(chǎn)生動(dòng)力，其余3個(gè)行程是為做功行程做準(zhǔn)備的輔助行