第一章汽车发动机电控技术概述
教案（章节备课）
第3节
发动机控制系统的基本组成 教 案 内 容
一、电控系统的基本组成与类型 1．组成
有三部分组成：
信号输入装置——各种传感器，采集控制系统的信号，并转换成电信号输送给ECU 。
电子控制单元——ECU ，给各传感器提供参考电压，接受传感器信号，进行存储、计算和分析处理后执行器发出指令。
执行元件——由ECU 控制，执行某项控制功能的装置。 2．类型
开环控制——ECU 根据传感器的信号对执行器进行控制，而控制的结果是否达到预期目标对其控制过程没有影响。
闭环控制——也叫反馈控制，在开环的基础上，它对控制结果进行检测，并反馈给ECU ， 进行原先的控制修正。
二、传感器的类型及功用
1．空气流量计——测量发动机的进气量，将信号输入ECU （主信号）。 2．进气绝对压力传感器——测量进气管内气体的绝对压力，将信号输入ECU （主信号）。
3．节气门位置传感器——检测节气门的开度及开度变化，信号输入ECU 。
4．凸轮轴位置传感器——提供曲轴转角基准位置信号（主信号）。 5．曲轴位置传感器——检测曲轴转角位移，给ECU 提供发动机转速信号和曲轴转角信号（主信号）。
6．进气温度传感器——检测进气温度信号（修正信号）。
7．冷却液温度传感器——给ECU 提供冷却液温度信号（修正信号）。 8．车速传感器——检测汽车行驶速度。 9．氧传感器——检测排气中的氧含量。
10．爆燃传感器——检测汽油机是否爆燃及爆燃强度。
11．空调开关——当空调开关打开，空调压缩机工作，发动机负荷加大时，由空调开关向ECU 输入信号。
12．挡位开关——自动变速器由空挡挂入其他档时，向ECU 输入信号。 13、起动开关——发动机起动时，给ECU 提供一个起动信号。
第一章 1简述发动机的实际工作循环过程。 答: 2画出四冲程发动机实际循环的示功图，它与理论示功图有什么不同？说明指示功的概念和意义。 理论循环中假设工质比热容是定值，而实际气体随温度等因素影响会变大，而且实际循环中还存在泄露损失.换气损失燃烧损失等，这些损失的存在，会导致实际循环放热率低于理论循环。指示功时指气缸内完成一个工作循环所得到的有用功Wi,指示功Wi反映了发动机气缸在一个工作循环中所获得的有用功的数量。 4什么是发动机的指示指标？主要有哪些？ 答：以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。它主要有：指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。 5什么是发动机的有效指标？主要有哪些？ 答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。主要有：1）发动机动力性指标，包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度；2）发动机经济性指标，包括有效热效率.有效燃油消耗率；3）发动机强化指标，包括升功率PL.比质量me。强化系数PmeCm. 第二章
1为什么发动机进气门迟后关闭.排气门提前开启？提前与迟后的角度与哪些因素有关/ 答：进气门迟后关闭是为了充分利用高速气流的动能，从而实现在下止点后继续充气，增加进气量。排气门提前开启是由于配气机构惯性力的限制，若在活塞到下止点时才打开排气门，则在排气门开启的初期，开度极小，废弃不能通畅流出，缸内压力来不及下降，在活塞向上回行时形成较大的反压力，增加排气行程所消耗的功。在发动机高速运转时，同样的自由排气时间所相当的曲轴转角增大，为使气缸内废气及时排出，应加大排气提前角。 2四冲程发动机换气过程包括哪几个阶段，这几个阶段时如何界定的？ 答：1）自由排气阶段：从排气门打开到气缸压力接近于排气管内压力的这个时期。 强制排气阶段：废气是由活塞上行强制推出的这个时期。 进气过程：进气门开启到关闭这段时期。 气门重叠和燃烧室扫气：由于排气门迟后关闭和进气门提前开启，所以进.排气门同时
《汽车发动机结构与维修》教学总结 依据我校课程教学改革，提高教学质量的决定，在校教务科领导的指导和支持下，我们对汽车专业《机械识图》课程进行了较大调整，取得了较好的效果，总结如下：1．“三位一体”的教学方式 传统的教学方式，是将课堂教学与实验教学分开进行，难以有机统一。根据《机械识图》课程直观性、实践性强的特点，我们相对集中了一个月时间，进行“三位一体”的教学，即将汽车发动机的拆装实习、现场教学和课堂多媒体教学有机组合在一起，根据理论联系实际的原则和同学们的认知规律，由老师指导，学生动手，由外到内，由表及里，逐个系统，逐个零部件地进行发动机的拆装，在分组拆装发动机的同时，老师现场讲解其基本结构及工作原理，直观明了，学生轻松掌握；学生现场提问，现场得到解答，师生互动，既锻炼了同学“真刀实枪”的动手能力，又增强了师生感情交流。对发动机一些复杂的结构和工作原理，全班集中进行多媒体教学，这样有分有合，有理论有实践，实践——理论——再实践，不断提高，现场即是课堂，多媒体课堂也在现场，灵活机动，有机结合，相辅相成，有效地激发学生的学习兴趣和热情，提高了教学效果。 2．“五合一”的教学内容组合 传统的教学模式，是将汽车发动机的构造与发动机原理分为二册，先讲“构造”，后讲“原理”，将一个有机整体割裂开来，导致讲“构造”时难以深入，而讲“原理”时，又枯燥乏味，而且以前所学的构造已经忘记，影响了学生学习兴趣和教学质量。 本次调整，我们将汽车发动机“构造”与“原理”合成一门课，相关内容有机穿插，有些系统是先讲构造，后讲原理；而有的是先讲理论，提出问题，再讲构造；还有的是构造、原理穿插进行，有机结合，使学生觉得有骨有肉。除此之外，我们还结合拆装发动机的机
第1章汽车发动机电控技术概述 1.1 概述 1.1.1 汽车发动机电控技术发展 汽车发动机电控技术的发展始于20世纪60年代，可分为三个阶段:第一阶段，从20世纪60年代中期到70年代末期，主要是为改善部分性能而对汽车电器产品进行技术改造。第二阶段，从20世纪70年代末期到90年代中期。进入20世纪70年代后，随着汽车数量的日益增多，汽车安全问题和排放污染日益严重，能源危机的影响更加突出。第三阶段，从20世纪90年代中期到现在，主要体现在以“人-车-环境”为主线的系统工程整体的优化上。 1.1.2 电控技术对汽车发动机性能的影响 1.提高发动机的动力性。 2.提高发动机的燃油经济性。 3.改善发动机的加速或减速性能。 4.改善发动机的起动性能。 5.降低排放污染。 6.故障发生率大大降低。 1.2 应用在汽车发动机上的电子控制系统 目前应用在汽车发动机上常用的电子控制系统主要有:电控燃油喷射系统、电控点火系统、怠速控制系统、进气控制系统、排放控制系统、增压控制系统、巡航控制系统、警告提示系统、自诊断与报警系统、失效保护系统和应急备用系统。 1.电控燃油喷射系统主要是根据进气量确定基本的喷油量，再根据其他传感器（如冷却液温度传感器、节气门位置传感器等）信号对喷油量进行修正，使发动机在各种运行工况下均能获得最佳浓度的混合气。 2.电控点火系统电控点火系统最基本的功能是控制点火提前角。该系统根据各相关传感器信号判断发动机的运行工况和运行条件，选择最理想的点火提前角点燃混合气，改善发动机的燃烧过程。 3.怠速控制系统根据发动机冷却液温度、空调压缩机是否工作、变速器是否挂入挡位等状况，并通过怠速控制阀对发动机进气量进行控制，使发动机随时以最佳怠速转速运转。 4.进气控制系统进气控制系统的功能是根据发动机转速和负荷的变化，对发动机的进气进行控制，以提高发动机的充气效率，从而改善发动机的动力性。 5.排放控制系统排放控制系统的功能主要是对发动机排放控制装置的工作实行电子控制。 6.增压控制系统增压控制系统的功能是对发动机进气增压装置的工作进行控制。 7.巡航控制系统巡航控制系统的功用是驾驶员设定巡航控制模式后，ECU根据汽车运行工况和运行环境信息，自动控制发动机工作，使汽车自动维持在一定的车速进行行驶。 8.警告提示系统由ECU控制各种指示和报警装置，一旦控制系统出现故障，该系统能及时发出信号以警告提示，如氧传感器失效、油箱油温过高等。 9.自诊断与报警系统在发动机电控系统中，电子控制单元（ECU）都具有自诊断系统，对控制系统各部分的工作情况进行监测。 10.失效保护系统失效保护系统的功能主要是当传感器或传感器线路发生故障时，控制系统自动按电脑中预先设定的参考信号值工作，以便发动机能继续运转。
汽车发动机理论》课程教学大纲 课程名称：发动机原理 适用专业：交通运输专业 总学时（学分）：48 理论学时：48 实践学时：0 适用对象：交通工程专业 一、说明 （一）课程的性质、任务 《汽车发动机理论》是交通工程专业的专业基础课程，主要内容为汽车发动机性能评价指标、提高性能指标的途径、发动机的基本工作过程（换气过程及混合气形成和燃烧过程）发动机特性等，并介绍排气污染和噪声振动等知识。通过本课程的学习，使学生掌握内燃机理论的基本知识，为提高汽车的应用效率奠定基础，为学生从事相关专业工作打下理论基础。 （二）课程的教学要求 1、掌握内燃机的能量转换以及循环充量的原理和规律，即动力机械的动力输出与能量利用问 题； 2、掌握内燃机的燃烧与排放问题，包括内燃机的燃烧过程、规律与有害排放物及噪声 控制。 3、掌握内燃机应用于汽车动力时具有重要影响的运行特性与性能调控问题。 （三）课程考核办法 课程的考核方式是将理论考试的70%成绩和实验考试的30%成绩记为总成绩。
、讲授内容 第一篇热力工程基础（6） 第二篇动力输出与能量利用 第五章发动机实际循环与评价指标（ 6 学时）第一节四冲程发动机的实际循环 一、发动机的实际循环 二、发动机实际循环与理论循环的比较 第二节发动机的指示指标 一、发动机的示功图 二、发动机的指示性能指标 第三节发动机的有效指标 一、动力性指标 二、经济性指标 三、强化指标 第四节机械损失与机械效率 一、机械效率 二、机械损失的测定 三、影响机械效率的主要因素 四、发动机的热平衡 第六章换气过程与循环充量（6 学时） 第一节四冲程发动机的换气过程 一、换气过程 二、换气损失 第二节四冲程发动机的充量系数 一、充量系数
第二章发动机的性能指标 1.研究理论循环的目的是什么？理论循环与实际循环相比，主要作了哪些简化？ 答:目的：1.用简单的公式来阐明内燃机工作过程中各基本热力参数间的关系，明确提高以理论循环热效率为代表的经济性和以平均有效压力为代表的动力性的基本途径 2.确定循环热效率的理论极限，以判断实际内燃机经济性和工作过程进行的完善程度以及改进潜力 3.有利于分析比较发动机不同循环方式的经济性和动力性 简化：1.以空气为工质，并视为理想气体，在整个循环中工质的比热容等物理参数为常数，均不随压力、温度等状态参数而变化 2.将燃烧过程简化为由外界无数个高温热源向工质进行的等容、等压或混合加热过程，将排气过程即工质的放热视为等容放热过程 3.把压缩和膨胀过程简化成理想的绝热等熵过程，忽略工质与外界的热交换及其泄露等的影响4.换气过程简化为在上、下止点瞬间开和关，无节流损失，缸内压力不变的流入流出过程。 2.简述发动机的实际工作循环过程。 四冲程发动机的实际循环由进气、压缩、燃烧、膨胀、排气组成3.排气终了温度偏高的原因可能是什么？ 有流动阻力，排气压力>大气压力，克服阻力做功，阻力增大排气压力增大,废气温度升高。负荷增大Tr增大；n升高Tr增大，∈+，膨胀比增大，Tr减小。 4.发动机的实际循环与理论循环相比存在哪些损失？试述各种损失
形成的原因。 答：1.传热损失，实际循环中缸套内壁面、活塞顶面、气缸盖底面以及活塞环、气门、喷油器等与缸内工质直接接触的表面始终与工质发生着热交换 2.换气损失，实际循环中，排气门在膨胀行程接近下止点前提前开启造成自由排气损失、强制排气的活塞推出功损失和自然吸气行程的吸气功损失 3.燃烧损失，实际循环中着火燃烧总要持续一段时间，不存在理想等容燃烧，造成时间损失，同时由于供油不及时、混合气准备不充分、燃烧后期氧不足造成后燃损失以及不完全燃烧损失 4.涡流和节流损失实际循环中活塞的高速运动使工质在气缸产生涡流造成压力损失。分隔式燃烧室，工质在主副燃烧室之间流进、流出引起节流损失 5.泄露损失活塞环处的泄漏无法避免 5.提高发动机实际工作循环效率的基本途径是什么？可采取哪些措施？ 答：减少工质比热容、燃烧不完全及热分解、传热损失、提前排气等带来的损失。措施：提高压缩比、稀释混合气等 6.为什么柴油机的热效率要显著高于汽油机? 柴油机拥有更高的压缩比， 7.什么是发动机的指示指标？主要有哪些？ 以工质在气缸内对活塞做功为基础，评定发动机实际工作循环质量的
“汽车发动机电控系统与检修”课程整体教学方案 一、课程定位（职业能力需求分析） 汽车电控发动机构造与维修教学模块是汽车维修专业的验印教学模块；通过该模块的学习使学生就业后，具备汽车发动机电子控制技术基本理论，获得该领域维修，检测，诊断岗位上完成电子控制系统、各电控总成维修任务时应掌握的专项技能知识；熟悉发动机电控元器件的构造，获得对各总成、主要零部件制造、装配的相关知识和技能。本教材采用一体化教学模式，每个教学项目和下分的课题都安排了相关的实践操作，是一个一体化较成熟的教学模块 二、本课程原有教学内容体系与教法的弊端分析 本课程原教学模式是沿用理论课+实验课的教学模式，理论上对知识点强调比较多，实践教学环节相对较弱。因为实验课安排课时较少，学生实践技能掌握不到位。 本次教学改革中本课程组坚持“培养高技能、高素质”的教学改革方向，根据汽车行业对汽车发动机电子控制技术的人才需求，紧密结合企业生产实际对专业理论知识的实际需要，紧密结合学生特点和知识结构，采用理论与实践一体化情境式教学，按项目组织教学、按任务采用教材，运用任务驱动型的项目教学法和细分课题等多种教学形式，按教学的过程化考核等手段，力求使学生在轻松、愉快的教学过程中顺利地完成本教学模块的学习任务，实现理论与实践紧密结合的一体化教学模式改革。 三、课程教学整体设计 （一）课程管理信息
（二）课程目标 1、职业能力目标 1）．具有正确使用汽车维修设备、仪器的能力； 2）．能够找去各传感器的安装位置。 3）．针对汽车电控系统的常见故障，制定诊断、检修、保养作业计划的能力；4）．正确执行操作规范和安全规章的能力和环保、节能和安全意识； 2、知识目标 1）.熟悉电控发动机各系统结构； 2）.懂得各传感器工作原理知识； 3）.掌屋汽车电控发动机电路图的识图能力。 3、素质目标 学生协同完成对电控发动机中各传感器、执行器的检修工作。通过学生讨论汽车故障表现的形式、分析引起故障的可能原因、最终确定故障原因并排除故障。在这过程中培养了学生的团队合作意识，帮助了学生找到成就感、建立自信心，同时学生在电控发动机维修中形成了固定的维修思维能力（故障现象——分析故障——可能引起故障原因——得出结论——排除故障）。（三）教学项目内容
汽车发动机原理 一、发动机实际循环与理论循环的比较 1.实际工质的影响 理论循环中假设工质比热容是定值，而实际气体比热是随温度上升而增大的，且燃烧后生成CO2、H2O等气体，这些多原子气体的比热又大于空气，这些原因导致循环的最高温度降低。加之循环还存在泄漏，使工质数量减少。实际工质影响引起的损失如图中Wk所示。这些影响使得发动机实际循环效率比理论循环低。 2.换气损失 为了使循环重复进行，必须更换工质，由此而消耗的功率为换气损失。如图中Wr所示。其中，因工质流动时需要克服进、排气系统阻力所消耗的功，成为泵气损失，如图中曲线rab’r 包围的面积所示。因排气门在下止点提前开启而产生的损失，如图中面积W所示。 3.燃烧损失 （1）非瞬时燃烧损失和补燃损失。实际循环中燃料燃烧需要一定的时间，所以喷油或点火在上止点前，并且燃烧还会延续到膨胀行程，由此形成非瞬时燃烧损失和补燃损失. （2）不完全燃烧损失。实际循环中会有部分燃料、空气混合不良，部分燃料由于缺氧产生不完全燃烧损失。 （3）在高温下，如不考虑化学不平衡过程，燃料与氧的燃烧化学反应在每一瞬间都处在化学动平衡状态，如2H2O=2H2+O2等，由左向右反应为高温热分解，吸收热量。但在膨胀后期及排气温度较低时，以上各反应向左反应，同时放出热量。上述过程使燃烧放热的总时间拉长，实质上是降低了循环等容度而降低了热效率。 （4）传热损失。实际循环中，汽缸壁和工质之间始终存在着热交换，使压缩、膨胀线均脱离理论循环的绝热压缩、膨胀线而造成的损失。 （5）缸内流动损失。指压缩及燃烧膨胀过程中，由于缸内气流所形成的损失。体现为，在压缩过程中，多消耗压缩功；燃烧膨胀过程中，一部分能量用于克服气流阻力，使作用于活塞上做功的压力减小。 二、充量系数 衡量不同发动机动力性能和进气过程完善程度的重要指标；定义为每缸每循环实际吸入气缸的新鲜空气质量与进气状态下计算充满气缸工作容积的空气质量的比值。 影响因素： 1.进气门关闭时缸内压力Pa 2.进气门关闭时缸内气体温度Ta 3.残余废气系数 4.进排气相位角 5.压缩比 6.进气状状态 提高发动机充量系数的措施 1.降低进气系统阻力 发动机的进气系统是由空气滤清器、进气管、进气道和进气门所组成。减少各段通路对气流的阻力可有效提高充量系数。（1）减少进气门处的流动损失1）进气马赫数M 不超过0.5受气门大小、形状、升程规律、进气相位等因素影响2）减少气门处的流动损失增大气门相对通过面积，提高气门处流量系数以及合理的配气相位是限制M值、提高充量系数的主要方法。增大进气门直径可以扩大气流通路面积；增加气门数目；改进配气凸轮型线，适当增加气门升程，在惯性力容许条件下，使气门开闭尽可能快；改善气门处流体动力性能。（2）减少进气道、进气管和空气滤清器的阻力
《汽车检测与故障诊断 一体化教程》教案 1
主讲教师：任广文 2015年5月5日 2
课题项目一汽车故障诊断基础知识教学课时 教学目的知识目标 1、了解汽车故障的类型及特点。 2、了解汽车故障产生的根本原因及其规律。 3、掌握汽车故障的诊断原则和诊断方法。 4、认识常用检测诊断仪器和设备。 能力目标 1、能够识别汽车常见故障现象。 2、能够熟练运用故障诊断方法分析汽车故障。 3、能够认识和正确使用常用检测诊断仪器和设备。 3
教学重点汽车故障的诊断方法 教学难点汽车故障的产生原因及规律 教学要求熟练掌握汽车构造及技术使用等相关知识 教学方法任务驱动与现场教学相结合。 教具多媒体课件、相关教学视频、图片等 教师活动教学内容学生活动 提出问题 汽车在运行过程会有哪些常见故障？如何诊断故障？ 导入新课 任务一汽车故障及其规律 一、汽车故障及特征 汽车故障指汽车部分或完全丧失工作能力的现 象。它包括汽车不能行驶，功能不正常或个别性能 指标超出规定技术标准。如发动机不能起动，动力 不足等。 汽车的使用条件十分复杂，形成故障的因素也 多种多样，要准确地判断汽车故障，必须首先了解 其表现出来的不同的内在和外表的特征，并根据这 通过学生的 交流讨论， 观察实物现 场演示了解 认识汽车故 障现象。
通过提问形式引导学生展开讨论。 探究新知深化目标 实物展示视频并进行现场操作演示，仔细讲授些症状迅速找出故障部位和故障原因，并加以排除。 虽然汽车故障症状错综复杂，但根据实践经验归纳 起来大致可分为以下几种表现形式，如表1-1所示。 二、汽车故障的分类 汽车故障的类型，根据不同的分类方式有多种， 不同类型的故障，有不同的特点。故障的类型和特 点见表1-2所示。 三、汽车故障产生的原因 1、工作条件恶劣 2、设计制造缺陷 3、使用维修不当 4、燃料、润滑油选用不正确 5、管理方面的问题 四、汽车故障的变化规律 汽车故障变化规律是指汽车的故障率随汽车行 驶里程的变化而变化的规律。 认真观察 引发思考 认真听讲 仔细领会 通过观察加 深理解 5
课程简介 课程说明： 发动机原理是车辆工程、交通运输工程等专业学生必修的重要专业基础课，它以发动机的性能指标作为主要研究对象，把合理组织工作过程，提高整机性能作为中心内容，系统阐明发动机工作过程的基本理论、基本概念和基本试验方法，并深入到工作过程的各个阶段， 分析影响性能指标的各种因素，从中找出提高发动机性能指标的一般方法和具体措施；也为更合理有效地选择和使用发动机提供必要的基 本知识和实验技能。本课程系统地讲授汽车拖拉机发动机工作过程的基本理论，内容包括工程热力学基础、发动机的性能指标、发动机 的换气过程、发动机的燃料与燃烧、汽油机混合气的形成与燃烧、柴 油机混合气的形成与燃烧、发动机的排放控制、发动机特性、发动机 的排气涡轮增压等。 先修课程： 发动机构造、机械原理等。 参考教材： 《内燃机原理》华中理工大学出版社 1992 刘永长 《内燃机原理》机械工业出版社 1988 蒋德明 《汽车发动机原理》人民交通出版社 2005 陈培陵 《汽车拖拉机发动机》机械工业出版社 1999 董敬 《汽车发动机原理教程》清华大学出版社 2001年刘峥、王建《火花点火发动机的燃烧》西安交通大学出版社 1992年蒋德明《汽车新能源技术》人民交通出版社 2003年边耀璋
授课章节：第1章发动机的性能 一、教学目的和要求 知识目的： 1.掌握发动机的3种基本理论循环及热效率的计算方法、影响因素及比较； 2.掌握发动机的指示性能指标和有效性能指标； 3.了解发动机的其它性能；掌握机械效率的概念、机械损失的4种测定方法、影响机械效率的因素，了解提高发动机动力性和经济性能的途径，了解发动机热平衡的分析内容和意义。 能力目的： 1．能结合四冲程发动机的示功图分析理论循环与实际循环的差异。 二、教学重点和难点 教学重点： 对发动机理论循环与实际循环的分析，发动机指示性能指标和有效性能指 标，汽车发动机机械效率的测定方法与影响因素。 教学难点： 指示性能指标和有效性能指标的分析与提高发动机动力性和经济性的技术 措施，汽车发动机机械效率的测定方法，影响汽车发动机机械效率的因素。 三、授课学时4课时 四、授课方式讲授 五、教学内容与教学组织设计 (一)导入新课 我们经常听说某某车发动机动力强劲，马力大，加速性能好，是如何评价出来的呢及如何界定的呢，这就是我们本章需要学习的内容。 (二)新课教学 1．发动机理论循环 （1）三种循环 发动机有三种基本空气标准循环，即定容加热循环、定压加热循环和混合加
123发动机理论循环：将非常复杂的实际工作过程加以抽象简化，忽略次要因素后建立的循环模式。 循环热效率：工质所做循环功与循环加热量之比，用以评定循环经济性。 指示热效率：发动机实际循环指示功与所消耗的燃料热量的比值。 有效热效率：实际循环的有效功与所消耗的热量的比值。 指示性能指标：以工质对活塞所作功为计算基准的指标。 有效性能指标：以曲轴对外输出功为计算基准的指标。 指示功率：发动机单位时间内所做的指示功。 有效功率：发动机单位时间内所做的有效功。 机械效率：有效功率与指示功率的比值。 平均指示压力：单位气缸工作容积，在一个循环中输出的指示功。 平均有效压力 me p ：单位气缸工作容积，在一个循环中输出的有效功。 有效转矩：由功率输出轴输出的转矩。 指示燃油消耗率：每小时单位指示功所消耗的燃料。 有效燃油消耗率：每小时单位有效功率所消耗的燃料。 指示功：气缸内每循环活塞得到的有用功。 有效功：每循环曲轴输出的单缸功量。 示功图：表示气缸内工质压力随气缸容积或曲轴转角的变化关系的图像。p V -图即 为通常所说示功图， p ?-图又称为展开示功图。 换气过程：包括排气过程（排除缸内残余废气）和进气过程（冲入所需新鲜工质，空气或者可燃混合气）。 配气相位：进、排气门相对于上、下止点早开、晚关的曲轴转角，又称进排气相位。 排气早开角：排气门打开到下止点所对应的曲轴转角。 排气晚关角：上止点到排气门关闭所对应的曲轴转角。 进气早开角：进气门打开到上止点所对应的曲轴转角。 进气晚关角：下止点到进气门关闭所对应的曲轴转角。 气门重叠：上止点附近，进、排气门同时开启着地现象。 扫气作用：新鲜工质进入气缸后与缸内残余废气混合后直接排入排气管中。 排气损失：从排气门提前打开，直到进气行程开始，缸内压力到达大气压力前循环功的损失。 自由排气损失：因排气门提前打开，排气压力线偏离理想循环膨胀线，引起膨胀功的减少。 强制排气损失：活塞将废气推出所消耗的功。 进气损失：由于进气系统的阻力，进气过程的气缸压力低于进气管压力（非增压发动 机中一般设为大气压力），损失的功成为进气损失。 换气损失：进气损失与排气损失之和。 泵气损失：内燃机换气过程中克服进气道阻力所消耗的功和克服排气道阻力所消耗的功的代数和。不包括气流对换气产生的阻力所消耗的功。 充量系数：实际进入气缸内的新鲜空气质量与进气状态下理论充满气缸工作容积的空气质量之比。 进气马赫数M ：进气门处气流平均速度与该处声速之比，它是决定气流性质的重要参数。M 反映气体流动对充量系数的影响，是分析充量系数的一个特征数。当M 超过一定数值时，大约在0.5左右，急剧下降。应使M 在最高转速时不超过一定数值，M 受气门大小、形状、生成规律、进气相位等因素影响。 增压比：增压后气体压力与增压前气体压力之比。 增压：利用增压器提高空气或可燃混合气的压力。 增压度：发动机在增压后增长的功率与增压前的功率之比。 4抗爆性：汽油在发动机气缸内燃烧时抵抗爆燃的能力，用辛烷值表示。 干点：汽油蒸发量为100%时的温度。 自然点：柴油在没有外界火源的情况下能自行着火的最低温度。 凝点：柴油失去流动性而开始凝固的温度。 热值：单位量（固体和液体燃料用1kg ，气体燃料用1）的燃料完全燃烧时所发出的热量。当生成的水为液态时，成为高热值，气态时为低热值。无论是汽油机还是柴油机，燃料在气缸中生成的水均为气态，所用热值均为低热值。 理论空气量：1kg 燃料完全燃烧时所需的最少空气量。 过量空气系数：燃油燃烧实际供给的空气量（L ）与完全燃烧所需理论空气量（）的比值。 空燃比：燃油燃烧时空气流量与燃料流量的比。 5喷油器的流通特性：喷孔流通截面积与针阀升程的关系。 喷射过程：从喷油泵开始供油直到喷油器停止喷油的过程。 供油规律：供油速率随凸轮轴转角（或时间）的变化关系。 喷油规律：喷油速率随凸轮轴转角（或时间）的变化关系。 喷油提前角：燃油喷入气缸的时刻到活塞上止点所经历的曲轴转角。 燃油的雾化：燃油喷入燃烧室内后备粉碎分散为细小液滴的过程。 燃烧放热规律：瞬时放热速率和累积放热百分比随曲轴转角的变化关系。 瞬时放热速率：在燃烧过程中的某一时刻，单位时间内（或曲轴转角内）燃烧的燃油所放出的热量。 累积放热百分比：从燃烧开始到某一时刻为止已经燃烧的燃油与循环供油量的比值。
发动机工作原理和总体构造 任务一汽车发动机的发展史 学习目标 1.了解发动机的发展史； 2.了解汽车发动机的分类。 1.发动机的发展史 发动机是汽车的动力源。汽车发动机大多是热能动力装置，简称热力机。热力机是借助工质的状态变化将燃料燃烧产生的热能转变为机械能。 1876年，德国人奥托(Nicolaus A. Otto）在大气压力式发动机的基础上发明了往复活塞式四冲程汽油机。由于采用了进气、压缩、做功和排气四个冲程，发动机的热效率从大气压力式发动机的11%提高到14%，而发动机的质量却降低了70%。 1892 年，德国工程师狄塞尔（Rudolf Diesel）发明了压燃式发动机（即柴油机），实现了内燃机历史上的第二次重大突破。由于采用高压缩比和膨胀比，热效率比当时其他发动机又提高了1 倍。 1926 年，瑞士人布希（A. Buchi）提出了废气涡轮增压理论，利用发动机排出的废气能量来驱动压气机，给发动机增压。50 年代后，废气涡轮增压技术开始在车用内燃机上逐渐得到应用，使发动机性能有很大提高，成为内燃机发展史上的第三次重大突破。[1] 1956年，德国人汪克尔（Wankel）发明了转子式发动机，使发动机转速有较大幅度的提高。1964年，德国NSU公司首次将转子式发动机安装在轿车上。 1967 年德国博世（Bosch）公司首次推出由电子计算机控制的汽油喷射系统（Electronic Fuel Injection，EFI），开创了电控技术在汽车发动机上应用的历史。经过30年的发展，以电子计算机为核心的发动机管理系统(Engine Management System，EMS）已逐渐成为汽车（特别是轿车发动机）上的标准配置。由于电控技术的应用，发动机的污染物排放、噪声和燃油消耗大幅度地降低，改善了动力性能，成为内燃机发展史上第四次重大突破。[3] 1967年，美国进行了一次氢气汽车行驶的公开表演，那辆氢气汽车在80公里时速下，每次充氢10分钟可运行121公里。该车有19个座位，由美国比林斯公司制造。1971年，第一台装有斯特林发动机（Strling）的公共汽车开始运行。1972年，日本本田技研工业在市场售出装有复合涡流控制燃烧(CVCC, Compound Vertex Controlled Combustion)的发动机的西维克（Civic）牌轿车，打响了稀薄气体燃烧发动机的第一炮。 1977年，在美国芝加哥召开了第一次国际电动汽车会议。会议期间，展出了各种电动汽车一百多辆。1978年，日本研究成功混合动力汽车。1979年8月，巴西制造出以酒精为燃料的汽车。巴西是现在世界上使用酒精汽车最多的国家。 1980年，日本研制成功液态氢气车。在后部装有保持液态氢低温和一定压力的特制贮存罐。该车用85公升的液氢，行驶了400公里，时速达135公里。 1980年，美国试制成功了一种锌氯电池电动汽车。
汽车发动机构造与维修授课教案 课程名称汽车构造与维修 授课教师李业旺 授课班级 15级汽修5 参考教材《汽车构造》 授课时间：2016学年度第1学期
学情分析 一、基本情况分析： D13E1班为汽车运用与维修一年级学生，共9人，大部分同学学习积极性较高，能较好地完成学习任务，但个别学生学习习惯不是很好，整体水平不够理想，从课堂上看，他们的注意力不能长时间集中，很容易分心，作业和试卷上的错误比较多。 二、认知状况 大多数学生对汽修行业并不了解，也不知道自己为什么要学习汽修。但是通过第一学期汽车认知的学习，大多数同学已经对汽车有了个一个整体框架概念。部分同学在假期参加社会维修实践，具备一定拆装经验。但是班级学生厌烦理论课程的学习，喜欢实践动手，但做事缺乏耐性。对感兴趣的事情有较强的持续性。 三、解决方案及实施计划 1、“要抓质量，先抓习惯”。帮助学生培养良好的学习习惯和学习方法。要求学生先从行为习惯做起，再到怎样学习专业知识，后到提高技能水平。激发学习兴趣，养成自主学习的习惯和方法。 2、加强学生基础知识的掌握，对知识的延伸与拓展需深入了解，特别是对各知识的融会贯通，灵活理解与运用。 3、注重开发性使用对教材，做到“吃透”教材的前提下，大胆创新，对于知识的重难点力求把握准确，突破有法。对基本技能的训练，通过创设新的情景，让学生在变化的情景中去运用，在理解的基础上去训练，而不是变成大量的、机械的、重复的操练，因为操练并不发展意义，重复并不引起理解，反而加重学习负担，降低学习效率，引起学生的厌恶。同时，重视思维能力的培养。 4、注重积极的情感、负责的态度和正确的价值观的培养，注意激发学生的好奇心和求知欲，让学生了解数学知识的形成过程和应用价值，发挥评价的激励和导向功能，帮助学生认识自我、建立自信。大力鼓励和奖励学生，对优良学生，鼓励他们还要刻苦学习，努力进步，要致力于发展性思维训练，不光是为了考试分数高，更主要的是掌握学习策略和学习过程。
柳州职业技术学院 教案 2010 ~ 2011 学年度上学期 课程名称：发动机电控系统检修 授课教师：计端 课程所属系（部）：汽车与环境工程系
课程名称:汽车发动机电控技术 授课班级：2009汽车检测与维修技术1、2、3班 2009汽车电子技术班 课程类型：□理论课□实践课 总学时：96 学分：5 使用教材：杨庆彪李佳音主编汽车电控发动机检修 中国劳动社会保障出版社2006年9月第1版 教学方法、手段：理论教学、多媒体教学、实验教学 考核方式：过程性考核 主要参考书目： 1、邹长庚主编《现代汽车电子控制系统构造原理与故障 诊断（发动机部分）》北京理工版 2、（美）汤姆逊学习公司编《发动机机械和发动机性能 修理训练》机械工业出版社出版 3、李东江主编《汽车发动机电控系统维修技巧》北 京理工大学出版出版
标题:课题一：发动机无法起动故障的检修 1.1燃油系统原理、点火系统原理 教学目标与要求：1、了解发动机电控系统的基本工作原理 2、能指出电控发动机各个系统主要部件的具体位置 3、初步了解电控发动机各系统的工作内容 4、熟悉电控发动机的各主要部件的名称 授课时数：4课时 教学重点：能指出电控发动机各个系统主要部件的具体位置 教学内容及过程: 知识讲授： ※1、概论 一、汽车电子技术的发展过程 二、国外汽车电子控制技术应用的概况 1、动力传动系统的控制 （一）发动机部分的电子控制 （二）自动变速器的电子控制 2、底盘方面的控制 3、车身方面的控制 三、发动机电控系统控制内容 主要控制——汽油喷射（喷射量、喷射定时）、点火控制(点火时刻、闭合角、爆震的防止) 辅助控制——怠速控制、进气控制、排放控制等 四、发动机汽油喷射的发展过程 60S 机械式 67S K,KE,D,型 73S L型 79S 集中控制 80S TBI 83S 单点，a/n
汽车发动机实训教案 一、发动机汽缸盖的拆卸与装配； （一）实训目的及要求： 1．掌握汽缸盖的正确拆装方法， 2．能正确判定汽缸垫质量的好坏； 3．汽缸盖装配后应付合技术要求 （二）工具、量具： 1．套筒扳手一套，扭力扳手一个； 2．拆卸时用11mm套筒拆卸汽缸盖螺栓。 （三）设备： 发动机总成一台； （四）安全注意事项： 1．严格遵守操作规程，防止设备、工量具的损坏，防止人身伤害。 2．拆卸后的零件要摆放整齐，保持场地清洁。 （五）、实训操作步骤及方法： 1．汽缸盖的拆卸步骤及方法 （1）用扭力扳手按先两侧后中间的原则，均匀对称分数次拧下汽缸盖螺栓，拆下后的螺栓应放置有序。 （2）用橡胶锤轻轻敲击汽缸盖两侧边缘（非工作表面），使汽缸盖松动，或通过摇曲轴的方法冲松汽缸盖，然后取下。 （3）汽缸盖取下后应平放在工作台或零件架上。 2．检验汽缸垫质量： （1）检验汽缸垫两工作面是否烧蚀变硬无弹性，卷边是否有冲坏现象。 （2）发现上数情况之仪者均应更换新汽缸垫。 3．汽缸盖的装配方法及步骤。 （1）在汽缸体上装上汽缸垫，注意汽缸垫的卷边方向。 （2）装上汽缸盖及螺栓，用扭力扳手拧紧。拧紧螺栓的方法是有两侧到中间均匀对称的分数次拧紧，其拧紧力矩为20N.M。 （3）拧紧时，各螺栓力矩应相等，防止拧紧力矩不等而使缸盖变形，还防止拧紧力过小而使汽缸盖漏水，又防止拧紧力矩过大而拧断螺栓。 二、活塞连杆组的拆卸与装配： （一）实训目的及要求： 1．掌握活塞连杆组的正确拆卸方法； 2．掌握活塞连杆组的正确装配方法;
3．活塞连杆组装配后应符合技术要求。 （二）工量具： 1．扭力扳手一个， 2．套筒扳手一套。 3．14mm的梅花扳手一个。 （三）设备： 发动机总成一个。 （四）实训操作步骤及方法 1．活塞连杆组的拆卸 （1）将活塞连杆组摇转到下止点位置，用梅花扳手拧下连杆轴承固定螺母，取下连杆轴承盖、衬垫、和轴承；此时应注意检查活塞、连杆、和连杆轴承盖的安装记号 （2）用手锤木柄由里向外推出活塞连杆组，取出后应将已取下的连杆盖、衬垫、轴承和连杆螺栓等按原样装复，防止错乱。 2．将活塞连杆组的装配： （1）将活塞连杆组由缸体上部装入汽缸；注意活塞顶部的记号应指向发动机前方，气缸号标记应与汽缸相对应。将活塞环开口按要求错开。具体方法是第一道环开口与第二道环开口应错开。第一道环开口与第三道环开口应错开并避开活塞销方向和最大侧压力方向。并涂少许机油。 （2）用活塞钳子包住活塞环使活塞环压缩进入环槽内，再用钳子夹紧。 （3）用手锤柄将活塞推入汽缸内，使连杆大头落于连杆轴颈上，按标记扣合连杆轴承盖并涂少许机油，按规定扭矩拧紧，拧紧力矩为：30N.m。 （4）注意装配后其轴承间隙应符合技术要求。 三、活塞环的拆卸与装配 （一）实训目的及要求： 1．掌握活塞环的拆卸方法。 2．掌握活塞环的安装方法。 3．活塞环安装后应符合技术要求。 （二）、工量具： 活塞钳一个。 （三）设备： 活塞连杆组一套。 （四）实训操作步骤及方法 1．活塞环的拆卸： 用活塞环钳从活塞环槽内拆下各道活塞环，拆下的活塞环应分组
第二章 三种循环: 发动机有三种基本理论循环，即定容加热循环、定压加热循环和混合加热循环。发动机的循环常用示功图来说明 理论循环是用循环热效率和循环平均压力来衡量和评定的。 循环热效率是工质所做循环功W（J）与循环加热量Q1（J）之比，用以评定循环的经济性。循环平均压力pt(kPa)是单位气缸工作容积所做的循环功，用以评定发动机的循环做功能力。四冲程发动机的实际循环是由进气压缩做功排气四个行程所组成. 理论循环与实际循环比较: 1实际工质的影响 （实际工质影响引起的损失：理论循环中假设工质比热容是定值,而实际比热容是随温度的升高而上升,且燃烧后生成CO2,和H2O等多原子气体,这些气体的比热容又大于空气,使循环的最高温度降低.由于实际循环还存在泄漏,合工质数量减少,这意味着同样的加热量,在实际循环中所引起的起压力和温度的升高要比理论循环要低得多,其结果是循环热效率底,循环所做的功减少.） 2换气损失 （换气损失：燃烧废气的排出和新鲜空气的吸入是使循环重复进行所必不可少的，由此而消耗的功为换气损失。） 3燃烧损失 （非瞬时燃烧损失和补燃损失：实际循环中燃烧非瞬时完成，所以喷油或点火在上止点之前，并且燃烧还会延续到膨胀行程，由此形成非瞬时燃烧损失和补燃损失。 提前排气损失，实际循环中会有部分燃料由于缺氧产生不完全燃烧损失，在高温度下部分燃烧产物分解而吸热，使循环的最高温度下降，由此产生燃烧损失。） 4传热损失 （传热、流动损失：实际循环中，气缸壁和工质间自始至终存在热交换。 综上，实际循环热效率低于理论循环。） 发动机的指示指标评定，概念： 发动机的指示性能指标是指以工质对活塞做功为计算基础的指标，简称指示指标。 表示循环动力性、经济性。 发动机的有效指标 以曲轴输出功为计算基础的性能指标，称有效指标。 有效指标被用来直接评定发动机实际工作性能的优劣。 代表发动机的整机性能。 第三章 换气过程阶段、特点、特征 四冲程发动机的换气过程包括从排气门开启到进气门关闭的整个时期。约占410o~ 480o曲轴转角。 换气过程可分作自由排气、强制排气、进气和燃烧室扫气四个阶段。 （1自由排气阶段，从排气门开启到气缸压力接近于排气管内压力的时期 超临界状态流动：从排气门开启到活塞行至下止点所对应的曲轴转角称为，一般为30o~80o曲轴转角。此时气缸内废气压力较高，约为0.2-0.5MPa，气缸压力p与排气管压力pr之比大于临界值1.9。排气流动处于超临界状态，流速为当地声速c（m/s）。此阶段，废气流量
课时计划
分组练习字表显示相应的值，为0时，档位打得 太大，为1时档位打得太小。前面有“一” 说明电压实际方向与测量表笔方向相 反。 3.电阻的测量 档位置于电阻测量档,红黑表笔接到被 测设备(电阻)两端。 方法:（指针表测量电阻前必须调零,确 保测量数据的准确。) （1）表笔插到相应的孔内。 （2）估算电阻大小，选择相应的 档位。(无法确定时随便选 一档位进行初测) （3）测量时与被测量设备并联, 设备断点测量，测量受其它 设备影响时设备要脱离电 路测量。 （4）指针表档位乘刻度读数，数 字表显示相应的值,为0时， 档位打得太大，为１时档位 打得太小。 4.蜂鸣档的使用 4.万用表的使用注意事项 万用表使用注意事项:万用表不使用时, 必须将档位放置在电压档的最高档;测 量未知电流或电压或电阻时，档位放置 在最高位,然后由高向低,逐档位试,直 到合适的档位；测电流必须串联,测电压 学生按要求 进行实践训 练
课时计划
巡回指导分组练习量后，作为主要控制信号告知ECＵ，据 此确定汽油的基本喷射量。节气门关闭 （怠速)时，进气量由ECＵ通过怠速阀 控制 燃油供给系统的功能 燃油供给系统将具有一定压力的清洁汽 油通过喷油器适时喷射到进气歧管或气 缸内,系统油压由燃油压力调节器控制 在规定的范围内,喷油量和喷射时刻均 由EＣU根据各传感器的信号确定。 电子控制系统的功能 电子控制系统的核心部件是ECU,在发 动机工作时,ECU接收各传感器的信号， 经分析、比较、计算后,确定控制对象和 范围，发出指令控制执行器，使发动机 处于最佳的进气量、空燃比、点火时刻, 同时视情况调节发动机怠速 点火系统的功能 点火系统主要由ＥCU根据转速、负 荷和水温传感器的信号确定实际工况的 最佳点火提前角，再由发动机转速传感 器(曲轴或凸轮轴位置传感器)确定活塞 在气缸内的实际位置，并发出指令控制 电子点火组件(电子点火器),由电子点 火组件完成点火线圈一次侧电路接通和 断开的控制，从而在点火线圈二次绕组 内产生出２万伏左右的高电压,高压击 穿火花塞间隙产生电火花,点燃可燃混 合气。 点火系统的组成 电控发动机可按照喷油器安装位置、燃 油喷射部位、喷射方式、喷射时序、控 制方式和进气量检测方式的不同 按喷油器安装部位分类 （1）电子控制单点汽油喷射系统(ＳP Ｉ (２)电子控制多点汽油喷射系统(ＭＰ I） 学生按要求 进行实践训 练
一、安全教育与常用工具的介绍 1、实训的目的与要求： ⑴、学生掌握安全的重要性。 ⑵、掌握各常用工具的使用方法及注意事项 ⑶、掌握英制扳手与米制扳手的区别及单位的换算关系。 2、实训内容： （1）、由老师讲解安全内容，根据一定的案例说明安全在我们生产生活的重要性，由此引出在汽车维修行业的安全内容。 （2）、把实操室的工具陈列在桌上，由老师讲解各个工具的用途、使用方法、注意事项。由老师示范一次各工具的正确使用。 3、实训设备及工具： （1）、常用工具（梅花板手、开口扳手、套筒扳手等）各一套。（2）、专用工具(机油滤清器扳手、活塞环装卸钳、火花塞套筒等)若干。 （3）、EQ1091发动机2台、普桑发动机一台、CA1091发动机2台。 4、实训方法及步骤： （1）、老师讲解 （2）、老师示范 （3）、抽部分学生检查学生了解的程度。 （4）、对部分学生的动手进行评比，提出缺点，表扬掌握好的学生。
二、发动机总体构造的认识 1、实训目的与要求 （1）、了解汽车发动机的各系统组成； （2）、初步认识汽车发动机主要部件的名称、外形及安装联接；（3）、初步了解汽车发动机的工作过程。 2、实训内容 （1）、汽车发动机的整体和主要部件的认识； （2）、了解汽车发动机工作过程。 3、实训设备 （1）、装备齐全的汽油发动机和柴油发动机各一台； （2）、拆散机件齐备的汽油发动机和柴油发动机各一台； （3）、发动机及各系统的电动示教板一套。 4、实训方法及步骤 （1）、每班分成三个大组或若干小组，分三个内容进行实训：一个大组进行汽车发动机整体及外围部件认识，一个大组进行发动机内部主要部件的认识，一个大组通过电动示教板了解发动机及各系统的工作过程。 （2）、三个大组依次进行轮换，分三次完成。 （3）、课内实训时以指导老师讲解、演示为主，学生提问进行教学互动。学生实际指认零、部件时老师可进行适当的提问。
《汽车发动机构造及工作原理》教案
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高校教师岗培教学设计 课程名称汽车构造 课题名称发动机构造及工作原理 班级 姓名
一、教材分析: 1．本节课教学内容的主要特点： 汽车结构虽然类型繁多、复杂，但世界各国生产的商业化汽车，仍以活塞式内燃机为动力的传统结构为主。各个组成系统或部件的结构形式虽然不同，但功能要求相同，本节课主要采用图示和视频资源，把抽象的知识转为形象化，以便于学生更加直观的了解汽车发动机的内部结构及工作原理。 2、本章节在本门课程中的地位和作用： 要想走进汽车的世界首先就要了解汽车的历史，汽车的构造，以及各系统各结构的基本工作原理，而汽车的发动机堪称汽车的心脏，对发动动的结构及其工作原理的了解，是今后学习汽车科学知识的第一课，是一个大门，更是一个门槛，具有对今后汽车理论知识的学习具有指导性和开创性的作用。 二、学情分析 1．大一学生特点分析：大一学生刚进大学，对汽车的认识还只是停留在表面的感官认识上，比如，只知道某车很酷，某车是哪个国家出产的，某车是什么牌子等琐碎的信息上，对汽车的认识比较肤浅，没有专门的结构知识，理论知识做支撑，但随着汽车在全世界的快速发展，汽车对年轻一代的魅力与吸引力并不少，这也为学生对本课程的学习增加了不少动力。 2．与本课的结合点：本课主要讲授的是构造的知识，易于初步接受汽车知识人员的学习，汽车构造中最核心的当属汽车发动机的构造，最精彩，最具吸引力，本课很形象易于接受，所涉及的专业知识不是很深，应用到的汽车理论也不是很复杂，另外本课也充满一定的乐趣，不枯燥。 章节名称汽车发动机的构造及基本工作原理计划 学时 1 教学目标 1.知识与能力目标 知识目标：了解汽车发动机的基本构造，五大系统。 能力目标：能够理解有关发动机的基本术语，及了解发动机的基本工作原理。 2.过程与方法目标 过程目标：通过本章节的学习，要使学生对汽车的认识上升一个台阶，从感性认识转化到理性认识。同时通过构造的学习，为今后其他的知识系统学习打下基础。 方法目标：通过讲授法、图示法，在讲授的过程中穿插构造的小视频，使