《汽車文化（第2版）》576-1（金偉）教案 第6課 汽車構造基礎知識（一）

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課題汽車構造基礎知識（一）課時2課時（90min）教學目標學習目標：（1）了解汽車總體構造（2）掌握發(fā)動機的基本機構（3）掌握發(fā)動機工作的基本原理

素質目標：幫助學生把握汽車發(fā)展的時代脈搏，培養(yǎng)和提高學生的專業(yè)認同感、自豪感，及其汽車鑒賞能力，從而提高學生的綜合素質教學重難點教學重點：汽車總體構造、發(fā)動機的基本機構、發(fā)動機工作的基本原理教學難點：發(fā)動機工作的基本原理教學方法任務引入法、問答法、討論法、實踐操作法教學用具電腦、投影儀、多媒體課件、教材教學設計第1節(jié)課：第2節(jié)課：問題導入（5min）→傳授新知（25min）

課堂討論課堂小結（3min）作業(yè)布置（2min）教學過程主要教學內容及步驟設計意圖第一節(jié)課課前任務【教師】布置課前任務，和學生負責人取得聯系，讓其提醒同學通過文旌課堂APP或其他學習軟件，完成課前任務每一輛汽車在其冰冷的外表下，都有一顆炙熱的“心臟”。雖歷經百年變革，但人們從未停止過對汽車帶給我們的速度與激情的狂熱追求。不斷提升的乘坐體驗將我們的顛簸旅途變成了愜意的享受，自動化和智能化更是為冰冷的機械工具賦予了人性化的親昵和溫情，優(yōu)秀的制作工藝給汽車打造了一副鋼筋鐵骨，為我們的旅行保駕護航。了解汽車炙熱的“心臟”的意義？【學生】完成課前任務通過課前任務，使學生了解所學課程的重要性，增加學生的學習興趣考勤

（2min）【教師】使用文旌課堂APP進行簽到【學生】按照老師要求簽到培養(yǎng)學生的組織紀律性，掌握學生的出勤情況問題導入（5min）【教師】提出以下問題：汽車總體構造包括哪些？【學生】聆聽、思考、回答通過問題導入，引導學生主動思考，提高學生學習的興趣傳授新知

（28min）【教師】引入新知，講解汽車總體構造、發(fā)動機的基本機構4.1汽車總體構造不同廠家、不同車型的汽車結構也不盡相同，但基本上都是由發(fā)動機、底盤、電氣設備、車身及其附件4部分組成，如圖所示。4.1.1發(fā)動機發(fā)動機被稱為汽車的“心臟”，是汽車的動力源，其功用是將化學能、電能等能量轉化成機械能來為汽車提供動力?，F代汽車常用的發(fā)動機一般由曲柄連桿機構、配氣機構、燃料供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)和點火系統(tǒng)（柴油機無）組成。4.1.2底盤底盤的功用是支撐、安裝汽車發(fā)動機及其各部件、總成，形成汽車的整體造型，并接受發(fā)動機的動力，使汽車產生運動，保證正常行駛。底盤由傳動系統(tǒng)、行駛系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)和制動系統(tǒng)組成。4.1.3電氣設備電氣設備包括電源系統(tǒng)、點火系統(tǒng)（僅用于汽油機）、啟動系統(tǒng)、照明與信號系統(tǒng)、刮水器和洗滌器、組合儀表與報警裝置、空調系統(tǒng)以及音響、安全氣囊等。在現代汽車上，汽車電子化、智能化的程度越來越高?，F代汽車電子控制已從單一項目的控制，發(fā)展到多項內容復合的集中控制，甚至整車電子集成控制。4.1.4車身車身是駕駛人工作的場所，也是裝載乘客和貨物的場所。汽車車身不僅要具備為駕駛人提供方便的操作條件、為乘客提供舒適安全的環(huán)境、保證貨物完好無損等結構性功能，還要具有精美、流暢的造型，在減小高速行駛時汽車受到的空氣阻力的同時，還要滿足人們的審美需求，給人以藝術上的享受?！菊n堂討論】隨機挑選學生回答問題汽車的總體構造決定了汽車的各項性能。汽車一般都具有哪些性能特點，你對汽車都有哪些性能要求，而這些性能又是如何實現的呢？【學生】聆聽、思考、討論問題【教師】總結學生的回答4.2發(fā)動機基礎知識4.2.1發(fā)動機的總體構造【多媒體演示】組織學生掃碼觀看“阿爾法·羅密歐Giulia汽車發(fā)動機”視頻，幫助學生了解阿爾法·羅密歐Giulia汽車發(fā)動機1．發(fā)動機的概念汽車燃油發(fā)動機（見下圖）一般是將液體燃料或氣體燃料和空氣混合后，直接輸入機器內部燃燒產生熱能，再將熱能轉變?yōu)闄C械能，因此又叫內燃機。按所用燃料不同，發(fā)動機可分為汽油發(fā)動機（簡稱汽油機）和柴油發(fā)動機（簡稱柴油機），常見的汽油機和柴油機都屬于往復活塞式內燃機?，F代汽車上應用最廣、數量最多的是水冷式四沖程往復活塞式內燃機，該類發(fā)動機可分為自然吸氣式和增壓式兩種，其中增壓式發(fā)動機又可分為機械增壓、渦輪增壓以及氣波增壓3類。燃油發(fā)動機2．四沖程汽油機的結構及發(fā)動機常用術語1）四沖程汽油機的結構本書以汽油機為例來講解發(fā)動機，單缸四沖程汽油機的基本結構如圖所示，主要由兩大機構、五大系統(tǒng)組成：曲柄連桿機構、配氣機構、燃料供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)和點火系統(tǒng)。單缸四沖程汽油機結構示意圖發(fā)動機缸體內圓柱形腔體稱為氣缸，內裝有活塞，活塞通過活塞銷、連桿與曲軸相連接?；钊跉飧變茸魍鶑椭本€運動，通過連桿推動曲軸做旋轉運動。在氣缸蓋上裝有進、排氣門，通過凸輪軸控制進、排氣門開啟和關閉，實現向氣缸內充入新鮮可燃混合氣并將燃燒后的廢氣排出氣缸。2）發(fā)動機常用術語發(fā)動機常用術語示意圖基本術語的含義3．發(fā)動機的基本工作原理四沖程汽油機的每一個工作循環(huán)都包括進氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程，如圖所示。四沖程汽油機工作原理示意圖【知識鏈接】拓展知識面【教師】講述什么是凸極結構及其特征四沖程柴油機的工作原理（詳見教材）。四沖程柴油機工作原理示意圖【學生】聆聽、思考【技術革新】講述“發(fā)動機增壓技術”，提出問題，并隨機挑選學生回答問題增壓系統(tǒng)的作用及分類分別是什么？【學生】與同組同學討論，由小組代表上臺發(fā)表討論結果【教師】與學生一起評價各組的發(fā)言【學生】聆聽、思考、理解、記憶通過講解、圖片展示、課堂互動等教學方法，讓學生了解汽車總體構造、發(fā)動機的基本機構相關知識課堂討論（10min）【教師】組織學生以小組為單位討論以下問題：汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機各有什么特色，分別應用于哪些領域？【學生】聆聽、思考、小組討論，由小組代表發(fā)表討論結果【教師】與學生一起評價各組的發(fā)言通過課堂討論，激發(fā)學生的學習興趣，加深學生對所學知識的理解第二節(jié)課問題導入（5min）【教師】提出以下問題：發(fā)動機的作用是什么？【學生】聆聽、思考、回答通過問題導入，引導學生主動思考，提高學生學習的興趣傳授新知

（25min）【教師】引入新知，講解發(fā)動機的基本機構4.2.2曲柄連桿機構曲柄連桿機構是往復活塞式內燃機將熱能轉變?yōu)闄C械能的主要機構，其功用是在做功沖程中，活塞承受燃氣壓力在氣缸內做直線運動，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、壓縮和排氣沖程中，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。曲柄連桿機構由機體組、活塞連桿組、曲軸飛輪組組成，具體如下。機體組：主要由氣缸體、氣缸墊、氣缸蓋、曲軸箱及油底殼等組成，如圖（a）所示?；钊B桿組：主要由活塞、活塞環(huán)、活塞銷、連桿等組成，如圖（b）所示。曲軸飛輪組：主要由曲軸、飛輪、扭轉減振器等組成，如圖（c）所示。曲柄連桿機構4.2.3配氣機構配氣機構的功用是按照發(fā)動機每一氣缸內所進行的工作循環(huán)或發(fā)火次序的要求，定時開啟和關閉各氣缸的進、排氣門，使新鮮可燃混合氣（汽油機）或空氣（柴油機）得以及時進入氣缸，廢氣得以及時從氣缸中排出。進入氣缸內的可燃混合氣或空氣對發(fā)動機性能的影響很大。進氣量越多，發(fā)動機的轉矩越大、功率越高。配氣機構（見下圖）由氣門組和氣門傳動組組成。氣門組包括氣門及與之相關的零部件。氣門傳動組主要包括凸輪軸、凸輪軸正時齒輪、正時齒形帶、張緊輪、液壓挺柱等部件。配氣機構4.2.4汽油機燃料供給系統(tǒng)汽油機的汽油在未進入氣缸前，需要霧化和蒸發(fā)，按照一定的比例和空氣混合形成一定濃度的可燃混合氣。汽油機燃油供給系統(tǒng)的功用是根據發(fā)動機各工況的不同要求，配制一定數量和濃度的可燃混合氣并將其供入氣缸，使之在壓縮終了時點火、燃燒而膨脹做功，最后將燃燒后的廢氣排入大氣中。汽油機的燃料供給系統(tǒng)主要有化油器式燃料供給系統(tǒng)和汽油噴射式燃料供給系統(tǒng)（又稱燃油噴射系統(tǒng)）兩種?；推魇饺剂瞎┙o系統(tǒng)是汽油機傳統(tǒng)的供給方式，在汽車的發(fā)展中曾得到廣泛應用，但化油器無法保證發(fā)動機在寬廣的負荷范圍內得到所需濃度的混合氣，逐漸被汽油噴射式燃料供給系統(tǒng)代替。汽油噴射式燃料供給系統(tǒng)是在恒定的壓力下，利用噴油器將一定數量的汽油直接噴入氣缸或進氣管道內。根據其控制方式的不同，汽油噴射式燃料供給系統(tǒng)可分為機械控制式、電子控制式（簡稱電控）以及機電混合控制式3種類型。其中，電控噴射式燃料供給系統(tǒng)能根據發(fā)動機工況的變化供給最佳混合氣，具有較高的動力性、經濟性和良好的排放性。此外，汽車的加速性顯著改善，發(fā)動機的振動也有所減輕。電控噴射式燃料供給系統(tǒng)示意圖如圖所示，主要由燃油供給、空氣供給和電路控制等部分組成。燃油在電動燃油泵的壓力作用下經過燃油濾清器，進入燃油分配管。分配管中裝有調壓器，可使噴油壓力保持恒定，過量的壓力油則通過調壓器無損失地返回油箱。調節(jié)后的壓力燃油通過燃油分配管送至各噴油器，并由電控單元通過判斷與計算來自各傳感器的信號，以此來控制噴油器，將所需的燃油量噴射至進氣門上方，燃油燃燒所需空氣則由空氣流量計按時按量送入管道。當進氣門打開時，燃油與空氣形成混合氣體并經噴嘴進入氣缸中燃燒做功。電控噴射式燃料供給系統(tǒng)示意圖【技術革新】講述“稀燃技術”，提出問題，并隨機挑選學生回答問題什么是稀燃技術，優(yōu)點是什么？【學生】與同組同學討論，由小組代表上臺發(fā)表討論結果【教師】與學生一起評價各組的發(fā)言4.2.5冷卻系統(tǒng)發(fā)動機冷卻系統(tǒng)的功用就是使工作中的發(fā)動機得到適度的冷卻，從而保持發(fā)動機在最適宜的溫度范圍內工作。另外，冷卻系統(tǒng)還為空調暖風系統(tǒng)提供熱源?，F代汽車多采用封閉式強制循環(huán)水冷卻系統(tǒng)，即用水泵強制地使冷卻水在冷卻系統(tǒng)中進行循環(huán)流動，使發(fā)動機中高溫零件的熱量先傳給冷卻液，然后散發(fā)到大氣中。冷卻系統(tǒng)（見下圖）一般由水泵、散熱器、節(jié)溫器、風扇、水套、冷卻液和膨脹箱等組成。發(fā)動機工作時，水泵將冷卻液壓入發(fā)動機氣缸體水套，然后流入氣缸蓋水套，吸收機體熱量。此后冷卻液分為兩路（見下圖），一路為大循環(huán)，即冷卻液流經散熱器冷卻后，進入裝在機體水泵進口處的節(jié)溫器，流向水泵進水口；另一路為小循環(huán)，即冷卻液不經散熱器冷卻而直接進入節(jié)溫器后的水泵進水口。發(fā)動機冷卻系統(tǒng)構造冷卻系統(tǒng)的循環(huán)示意圖一般地，冷卻液在其溫度低于85℃時進行小循環(huán)；當冷卻液溫度高于85℃時，部分冷卻液進行大循環(huán)；當冷卻液溫度達到102（±3）℃時，冷卻液全都流經散熱器參加大循環(huán)。冷卻液小循環(huán)是常開的，這樣可使冷卻系統(tǒng)的溫度保持在一個較高的水平，以改善發(fā)動機的熱效率。同時，確保冷卻系統(tǒng)始終有冷卻液在循環(huán)，防止發(fā)動機溫度過高或過低。4.2.6潤滑系統(tǒng)當發(fā)動機工作時，各運動部件都必須用發(fā)動機潤滑油（也稱為機油）來潤滑。潤滑系統(tǒng)的功用就是將機油適量地輸送到發(fā)動機各個需要潤滑的部位，以達到提高發(fā)動機工作可靠性和耐久性的目的。潤滑系統(tǒng)通常由油底殼、集濾器、機油泵、濾清器、油道等組成，如圖所示，另外還包括機油壓力開關、機油指示燈（在儀表板上）、機油冷卻器（圖中未畫出）等。潤滑系統(tǒng)的組成一般情況下，機油泵由發(fā)動機驅動，將油底殼內的機油經集濾器、機油冷卻器、濾清器輸送到各潤滑部位。潤滑結束后的機油流回到油底殼中，經過氣缸體、氣缸蓋上的油道，輸送到曲軸軸頸、連桿軸頸、凸輪軸軸頸，使軸浮在軸承（軸瓦）上旋轉。旋轉的曲軸曲柄飛濺起來的機油，在氣缸壁等金屬表面形成油膜，使摩擦減小。由于發(fā)動機各傳動件的負荷及相對運動速度等工況不盡相同，各傳動件所采用的潤滑方式也不完全相同。潤滑油的潤滑方式主要有三種：壓力潤滑、飛濺潤滑、潤滑脂潤滑。4.2.7啟動系統(tǒng)汽車啟動系統(tǒng)一般由蓄電池、點火開關、啟動機、啟動繼電器和導線等元器件組成，如圖所示。啟動機系統(tǒng)啟動機（見圖）是啟動系統(tǒng)的重要組成部分，啟動機由串激直流電動機、離合機構和控制裝置組成。啟動機的功能是利用啟動機小齒輪與發(fā)動機飛輪嚙合，以搖轉發(fā)動機使其能啟動；發(fā)動機發(fā)動后，小齒輪與飛輪必須立刻分離，以免啟動機受損。啟動機的結構4.2.8點火系統(tǒng)點火系統(tǒng)的功用是將汽車電源提供的低壓電轉變?yōu)楦邏弘?，并按照發(fā)動機各缸的點火順序和點火時刻的要求，適時準確地將高壓電送至各缸的火花塞，使火花塞跳火，點燃氣缸內的可燃混合氣體?，F代汽車中使用的電控燃油噴射式發(fā)動機均已采用微機控制點火系統(tǒng)（ESA），利用微型計算機接收各傳感器信號（主要為曲軸位置傳感器或凸輪軸位置傳感器信號），以進行點火正時、點火提前及發(fā)動機在各種運轉狀況時的點火時間修正。微機控制點火系統(tǒng)的組成如圖所示，ECU接收曲軸位置傳感器、空氣流量計、冷卻液溫度傳感器等的信號，以進行點火時間的控制與修正?！緦W生】聆聽、思考、理解、記憶通過講解、圖片展示、課堂互動等教學方法，讓學生了解發(fā)動機的基本機構相關知識課堂討論

（10min）【教師】組織學生以小組為單位討論以下問題：汽油發(fā)動機的工作原理是什么？【學生】聆聽、思考、小組討論，由小組代表發(fā)表討論結果【教師】與學生一起評價各組的發(fā)言通過課堂討論，激發(fā)學生的學習興趣，加深學生對所學知識的理解課堂小結

（3min）【教師】簡要總結本節(jié)課的要點本節(jié)課學習了汽車總體構造、發(fā)動機的基本機構、