作者：覃有森,甘光武
出版社：电子工业出版社
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汽车发动机构造与拆装试读：
前言
现代汽车机械技术与电子技术高度一体化，汽车维修技术不断更新，以及为适应市场要求汽车维修企业组织所进行的不断调整，都对汽车维修技术人员提出了更高的要求。先理论后实践的传统教学模式，已不能适应技术和社会发展要求，而使学生在学习性的工作中发现问题，再从理论中寻找答案，即理论与实践一体化的学习，越来越受到学生们的欢迎，企业的认可，并得到了职业院校的高度重视。
本书是按照人的职业成长规律编写的，为职业院校设计理论实践一体化的学习情境，即引领学生完成一个职业的典型工作任务，经历完整的工作过程，促进学生综合职业能力的发展，从而使汽车维修的初学者迅速成长为技术能手。
一、新课程教学用书的实践基础
从2004年开始，我校开始在构建工作过程系统化课程、实施理论实践一体化教学和优化课程教学等方面进行改革实验。我校通过校企合作组建“五菱班”、“丰田班”、“通用班”等方式，在汽车运用与维修专业的课程与教学改革中取得了丰硕的成果。
我校所试验的一体化教学模式，一方面适应了现代汽车维修行业发展对汽车维修技术人员素质能力的新要求，另一方面体现了柳州职业教育主动适应区域经济发展，按照职业教育规律改革办学模式，探索建立工学结合的现代职业教育课程体系和实现现代职业教育学习方式的思路。这些成功的课程改革和创新，符合当前职业教育发展的需要，为本书的编写奠定了扎实的实践基础。
二、新课程教学用书的编写思想
近年来大量调查研究表明，确定职业教育的课程目标首先要体现职业能力导向的要求，反映企业的典型工作实践；其次要体现学生职业生涯发展的要求，通过在校课程的学习，使学生具备综合职业能力；再次建立起学习与工作的直接联系，提高学习的有效性。
期望本套用书的编写能够达到两个目标，一是借鉴国际当代职业教育发展的最新理论与方法技术，反映汽车维修技术领域的专业要求和发展水平；二是结合职业院校学生的特点，全面落实“以就业为向导、以全面技术为基础、以能力为本位”的职业教育办学指导思想，着力提高学生综合职业能力。
编写本书的指导思想如下。
1.综合职业能力的人才培养目标
综合职业能力是人们从事一或若干个相近职业所必备的本领，是个体在职业工作、社会和私人情境中科学的思维、对个人和社会负责任行事的热情和能力，是科学的工作和学习方法的基础。新课程的人才培养目标是：在真实工作情境中整体化地解决综合性专业问题的能力和技术思维方式。
2.设计导向的职业教育思想
新课程强调把人视为价值的根源，本着对社会、经济和环境负责的态度，职业教育所培养的人不仅仅是作为“工具”的技术工人，更是在各个社会领域里有参与技术和工作设计的潜在能力者，综合发展的人；他们不但是具有技术适应能力的人，而且是具有促进社会向着积极方向发展和变革进程能力的人。
3.学习领域的课程模式
不同于学科系统化的课程模式，本学习领域的课程模式是工作过程系统化的，其基本特征是根据具有重要职业功能的典型工作任务，确定理论与实践一体化的学习任务，按照工作过程，依据人的职业成长规律进行课程顺序排列，强调“学习的内容是工作，通过工作实现学习”，从而达到“学会工作”的目的。
4.工作过程系统化的教学原则
新课程中，学生的学习要遵循工作过程系统化的教学原则，即在结构完整的工作过程中，学生经历从明确任务、制定计划、实施计划、检查控制到评价反馈的整个过程，获得工作过程知识（包括理论与实践知识）并掌握操作技能，学习工作对象、工具、工作方法、劳动组织方式和工作要求等各种要素及其相互关系。
5.行动导向的教学方法
新课程中，教师是学生学习过程的组织者和专业对话伙伴，应采用行动向导的教学方法并通过有一定实际价值的行动产品来引导教学组织过程。学生学习方式多以强调合作和交流的小组形式进行，具有尝试新活动方式的实践空间。学生通过主动和全面的学习，可以达到脑力和体力劳动相统一的效果。
三、新课程教学用书的教学特色
通过让学生完成典型工作任务，新课程工作页强调学生的自主学习，突出学习的主动性和有效性，从而达到使学生学会工作的目的。在处理学生与教师的关系、学习目标、课程内容、学习过程和学业评价等方面，新课程工作页具有如下特点。
1.学生有学习的空间
首先，学习之初所明确的具体学习目标和学习内容可使学生随时监控自己的学习效果，自我评价和他人评价的结合为实现个性化的学习创造了条件；其次，体系化的引导问题强化了学生的主导地位，给学生留下了充分思考、实践与合作交流的时间和空间，使学生亲身经历观察、操作、交流和反思等活动；再次，工作页中并不全部直接给出学习内容，而是需要学生通过开发性的引导问题和拓展性学习内容去主动获取，旨在培养学生的自主学习能力，从而使学生能够进一步理解技术知识并提高解决问题的能力；最后，尽量营造接近现实的工作环境，从栏目设置、文字表达、插图到学习内容的安排，都鼓励学生去主动获得学习和工作的体验。
2.教师角色的多元化
新课程在明确学习目标的情况下，通过引导问题来提供与完成学习任务联系十分紧密的知识，为教学组织与实现留下了许多创造空间。需要教师转化角色，从一名技术知识的传授者，转换为提高学生综合能力的促进者、学习任务的策划者、学习行动的组织动员者、学习资源的提供者、制定计划与实施计划的咨询者、学习过程的监督者以及学习绩效的评估和改善者，即教师的多元化角色。因此，建议在教学实施中，由教师团队共同负责同一部分的学习内容。
3.学习目标工作化
新课程的学习目标就是工作目标，既能体现职业教育的能力要求，又能具有鲜明的工作特征。这里的能力不仅仅是强调“操作性”与“可测量性”，是具有专业内容的综合和职业能力，包括专业能力和关键能力，既有显性的、可测量和可观察的工作标准要求，也含有隐性的、不可测量的能力和经验成分。与此同时，学习目标不但具有适度开放的空间，即不拘泥于当前学校或企业的状况，还能充分体现出职业生涯成长的综合要求。
4.课程内容综合化
课程内容综合化体现在：一方面，每个学习任务的内容都具有综合性的特征，既有技能操作，也有知识学习，是工作要求、工作对象、工具、方法和劳动组织方式的有机整体，反映了工作与技术、社会和生活等密切联系；另一方面，反映典型工作任务的学习任务也具有综合性的特征，要求每个学习任务的内容虽相互独立但又具有内在的联系。
5.学习过程的行动化
行动化的学习过程首先体现在行动的过程性，让学生亲身经历实践学习和解决问题的全过程，在实践行动中学习，而非以往那种完成理论学习后再进行实践学习的过程；其次是行动的完整性，无论学习任务的大小和复杂程度如何，每个学习任务都要学生完成从明确任务、制定计划、实现计划、检查控制到评价反馈这一完整的工作过程；再次，有尝试新实践的空间，尽量创造条件让学生探索解决其未遇到过的实际问题，包括独立获取信息、处理信息、整体化思维和系统化思维。
6.评价反馈过程化
过程化首先体现在评价反馈是完整学习过程的一部分，是对工作过程和结果的整体性评价，是学习延伸和拓展；其次在计划与实施环节中，工作的“质量控制与评价”贯穿于整个过程。过程化的学习评价可帮助学生获得初步总结、反思及自我反馈的能力，为提高其综合职业能力提供必要的基础。
本书由覃有森老师担任主编（编写项目一，项目二，项目三任务1、任务2），甘光武编写了项目三任务3、任务4，王万维编写了项目四、项目五，江帆编写了项目六，韦东亮、杨江城参与了部分章节的编写。
本书在编写过程中还得到了上汽通用五菱汽车公司、柳州航盛丰田4S店、玉柴机器股份有限公司等企业的大力支持，在此一并表示感谢！
由于编者经历和水平有限，教材内容难以覆盖全国各地的实际情况，书中难免有不妥之处，请各教学单位在积极选用和推广本系列教材的同时，注重总结经验，提出修改意见和建议，欢迎使用本书的教师和学生批评指正。项目一 汽车发动机基础知识$
◎ 使学生了解汽车发动机的基本组成；
◎ 理解汽车发动机的组成与工作原理；
◎ 区别各类发动机的结构形式。任务1 发动机的认识$
1.同学们，你知道什么叫发动机吗?说说看：
2.你在日常生活中见过哪些发动机?说说看：
3.你知道在日常生活中发动机应用在哪些领域?
4.你知道汽车上应用有哪些类型的发动机吗?数数看：
5.内燃机的分类方法很多，请同学们找找我们身边的汽车，按不同的分类有哪些类型的发动机?（1）按照所用燃料分类：（2）按照行程分类：（3）按照冷却方式分类：（4）按活塞运动方式分类：（5）按照汽缸数目分类：（6）按汽缸排列形式分类：（7）按发动机布局分类：（8）按照进气系统分类：
6.汽油发动机的两大机构、五大系统是指什么?$
发动机是将某一种形式的能量转换为机械能的机器，其作用是将液体或气体燃烧的化学能通过燃烧后转化为热能，再把热能通过膨胀转化为机械能并对外输出动力。发动机是一部由许多结构和系统组成的复杂机器，其结构形式多种多样，但由于基本工作原理相同，所以其基本结构也就大同小异。
一、发动机的分类
内燃机的分类方法很多，按照不同的分类方法可以把内燃机分成不同的类型，下面让我们来看看内燃机是怎样分类的。续表续表续表续表续表续表
二、发动机的组成
发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。无论是汽油机，还是柴油机；无论是四行程发动机，还是二行程发动机；无论是单缸发动机，还是多缸发动机，要完成能量转换，实现工作循环，保证长时间连续正常工作，都必须具备以下一些机构和系统。
汽油机由以下两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆、配气两大机构和燃料供给、润滑、冷却、点火、起动五大系统组成。柴油机由两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成，柴油机是压燃的，不需要点火系。发动机结构和零部件如图1-25、图1-26所示。图1-25 发动机结构图1-26 发动机零部件（一）曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件（图1-27）。它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。在做功行程中，活塞承受燃气压力在汽缸内作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。图1-27 曲柄连杆机构（二）配气机构
配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入汽缸，并使废气从汽缸内排出，实现换气过程。配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成（图1-28）。图1-28 配气机构（三）润滑系统
润滑系的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损，并对零件表面进行清洗和冷却。润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成（图1-29和图1-30）。图1-29 丰田佳美2.2发动机5A-FE润滑系统油路图1-30 丰田佳美2.2发动机5A-FE润滑系统框架图（四）冷却系统
冷却系的主要功用是把受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作（图1-31和图1-32）。冷却系按照冷却介质不同可以分为风冷和水冷，把发动机中高温零件的热量直接散入大气而进行冷却的装置称为风冷系。而把这些热量先传给冷却水，然后再散入大气而进行冷却的装置称为水冷系。由于水冷系冷却均匀，效果好，而且发动机运转噪声小，目前汽车发动机上广泛采用的是水冷系。图1-31 丰田佳美2.2发动机5A-FE冷却系统与冷却液循环方向图1-32 发动机冷却液循环方向（五）燃料供给系统
汽油机所用的燃料是汽油，在进入汽缸之前，汽油和空气已形成可燃混合气。可燃混合气进入汽缸内被压缩，在接近压缩终了时点火燃烧而膨胀做功。可见汽油机进入汽缸的是可燃混合气，压缩的也是可燃混合气，燃烧做功后将废气排出。因此汽油供给系的任务是根据发动机的不同情况的要求，配制出一定数量和浓度的可燃混合气，供入汽缸，最后还要把燃烧后的废气排出汽缸（图1-33）。图1-33 电子控制燃料供给系统（六）发动机点火系
汽油机在压缩接近上止点时，可燃混合气是由火花塞点燃的，从而燃烧对外做功，为此，汽油机的燃烧室中都装有火花塞。火花塞有一个中心电极和一个侧电极，两电极之间是绝缘的。当在火花塞两电极间加上直流电压并且电压升高到一定值时，火花塞两电极之间的间隙就会被击穿而产生电火花，能够在火花塞两电极间产生电火花所需要的最低电压称为击穿电压；能够在火花塞两电极间产生电火花的全部设备称为发动机点火系（图1-34）。图1-34 发动机点火系（七）起动系
为了使静止的发动机进入工作状态，必须先用外力转动发动机曲轴，使活塞开始上下运动，汽缸内吸入可燃混合气，并将其压缩、点燃，体积迅速膨胀产生强大的动力，推动活塞运动并带动曲轴旋转，发动机才能自动地进入工作循环。发动机的曲轴在外力作用下开始转动到发动机自动怠速运转的全过程，称为发动机的起动过程。完成起动所需要的装置叫起动系（图1-35）。图1-35 发动机起动系$
一、学生应知应会的基础知识
1.在发动机上或散件中指出20个以上零部件名称。
2.学生观察发动机。
发动机的组成有哪些?它们的作用是什么?
两大机构：____________、____________。
五大系统：____________、____________、____________、____________和冷却系。
3.五大系统是否缺一不可?它们能否独立工作?
4.观察图1-36并结合学习车辆，写出发动机空气流动的路线。图1-36 进排气系统
发动机在进气时，空气→
发动机在排气时，废气→
发动机需要“呼吸”吗?为什么?
5.你知道发动机正常的水温应该是多少吗?
6.结合实物，写出发动机燃油供给的路线。
油箱→
7.工作安全和工具使用注意事项
1）工作着装和防护（1）工作服：工作服必须结实、清洁、合身，为防止工作时损坏汽车，不要暴露工作服的带子、纽扣和金属装饰物，为了防止受伤或烧伤，不要裸露皮肤。（2）工作鞋：工作时要穿安全鞋，不能穿凉鞋或运动鞋，以防滑倒和偶然掉落的物体砸伤。（3）工作手套：搬动重的物体或拆卸热的零部件时，建议戴上手套，使用砂轮机、钻孔机或操作旋转运动的工具时不能戴手套。
2）车间内的工作安全（1）进行维修工作时，要保持油污、工具、零件三不落地。（2）经常保持工作场所的清洁，工作完成后所有东西应有序放置。（3）工具和零件不能随地乱放，应放在工具柜和零件车（工作台）上，以防他人踩到滑倒；磨削工具或零件时应带好护目镜。（4）机油、燃油和润滑脂等液体洒落到地面，应立即清除，以防自己和他人滑倒。（5）不要在开关、配电盘或容易产生电火花的物体附近使用可燃物，车间内不准吸烟，以免造成火灾。（6）擦过易燃液体的碎布丢弃时，应放置到带盖的金属容器内，不要将废机油或汽油倒入污水管系统，应收集在合适的容器内，以免发生火灾。（7）在燃油泄漏的车辆没有修好之前，不能起动发动机，修理燃油系统需要泄油时，先要断开蓄电池负极，以免发生火灾。（8）使用举升机举升车辆时，务必要确认车辆在举升机上支撑正确、牢固，升起后切忌摇晃车辆，以防止车辆跌落。（9）拔下插头时，不要拉电线而要拔插头本身；不要用湿手接触任何电气设备，不要让电缆处于潮湿、油污和炽热的环境中。
3）工具使用注意事项（1）选择适当的工具，以便安全有效地工作。在拆卸螺栓和螺母时首先选用套筒扳手，若拆卸空间限制不能使用套筒扳手时，依次选用梅花扳手和开口扳手。一些零部件的拆卸需要使用专用工具，要特别注意选用专用工具。（2）工具要放在工具箱或工具架指定的位置上，并以正确的顺序摆放。（3）随时保持工具的清洁。（4）将工具递交他人时，要将把手对着他人。
二、评价反馈（一）自我评价
1.对本学习任务的学习你是否满意?
评价情况：__________________________________________________________________________
2.你学习的汽车发动机属于什么类型的发动机?
按燃料分：____________________________________________________________________________
按进气方式分：___________________________________________________________________________________
按进油方式分：_________________________________________________________________________
按汽缸排列方式分：____________________________________________________________________（二）小组评价
1.工作页填写情况。
评价情况：__________________________________________________________________________
2.小组分工合理，没有出现纠纷，配合良好。
评价情况：__________________________________________________________________________
3.工作着装和防护规范做到了吗?
是□ 否□
4.“车间内的工作安全”有12方面的注意事项，你做到了吗?
是□ 否□
请向同组的另一个同学口述具体的内容有哪些。
评价情况：_________________________________________________________________________________________
5.“工具使用的注意事项”有4个方面，你做到了吗?
是□ 否□
请向同组的另一个同学口述具体的内容有哪些。
评价情况：____________________________________________________________________________________
6.两个同学一组，互相考查对方如下问题：
你正在学习的发动机：（1）如何进气和排气?（2）燃油供给的路线是怎样的?（3）水是如何循环的?（4）机油是如何循环的?
参评人员签名：—————————————————————（三）教师评价
教师总体评价：
教师签名：__________________________________________日期：_________________________________任务2 发动机工作原理$
查阅相关资料和维修手册，根据相关的图文，小组讨论完成以下引导问题。
1.你听说过四冲程与二冲程内燃机吗?它们之间有什么区别?
2.CA488型四冲程汽油机有4个汽缸，汽缸直径为87.5mm，活塞行程为92mm，压缩比为8∶1，试计算其汽缸工作容积、燃烧室容积和发动机排量。
3.认识发动机的基本术语，填写图1-37中的方框。图1-37 填写发动机的基本术语
4.发动机实际循环的五个过程是什么?
5.什么是发动机的工作循环?分别有哪些循环?$
一、发动机术语
基本术语如图1-38所示。图1-38 发动机的基本术语（一）工作循环
活塞式内燃机的工作循环是由进气、压缩、做功和排气四个工作过程组成的封闭过程（图1-39）。周而复始地进行这些过程，内燃机才能持续地做功。图1-39 发动机工作循环原理图（二）上、下止点
活塞顶离曲轴回转中心最远处为上止点；活塞顶离曲轴回转中心最近处为下止点（图1-40）。在上、下止点处，活塞的运动速度为零。图1-40 发动机上、下止点（三）活塞行程
上、下止点间的距离S称为活塞行程（图1-41）。曲轴的回转半径R称为曲柄半径。显然，曲轴每回转一周，活塞移动两个活塞行程。对于汽缸中心线通过曲轴回转中心的内燃机，其S=2R。图1-41 发动机活塞行程（四）汽缸工作容积
上、下止点间所包容的汽缸容积称为汽缸工作容积（图1-42）。图1-42 发动机汽缸工作容积（五）内燃机排量
内燃机所有汽缸工作容积的总和称为内燃机排量（图1-43）。图1-43 发动机内燃机排量（六）燃烧室容积
活塞位于上止点时，活塞顶面以上汽缸盖底面以下所形成的空间称为燃烧室，其容积称为燃烧室容积，也叫压缩容积（图1-44）。图1-44 发动机燃烧室容积（七）汽缸总容积
汽缸工作容积与燃烧室容积之和为汽缸总容积（图1-45）。图1-45 发动机汽缸总容积（八）压缩比
汽缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比（图1-46）。压缩比的大小表示活塞由下止点运动到上止点时，汽缸内的气体被压缩的程度。压缩比越大，压缩终了时汽缸内的气体压力和温度就越高。（九）工况
内燃机在某一时刻的运行状况简称工况，以该时刻内燃机输出的有效功率和曲轴转速表示。曲轴转速即为内燃机转速。图1-46 发动机压缩比（十）负荷率
内燃机在某一转速下发出的有效功率与相同转速下所能发出的最大有效功率的比值称为负荷率，以百分数表示。负荷率通常简称负荷。
二、往复活塞式内燃机工作原理（一）四冲程汽油机工作原理
四冲程往复活塞式内燃机在四个活塞行程内完成进气、压缩、做
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]