武汉软件工程职业学院教案（理论教学首页）
章 节第1章 解读汽车发动机机械系统 名 称 1.1 介绍汽车发动机发展历程 授 课安 排 授 课 时 数 授 课 方 法 2学时 讲授 授 课时 间 授 课 教 具 见本课程授课计划 PPT课件 1.汽油发动机的发展历程 教 学2.柴油发动机发展历程 目 的 3.新能源汽车发动机发展历程 4.发动机轻量化发展历程 教 学1.汽油发动机发展历程 重 点 2.新能源发展发展趋势 教 学 1.发动机轻量化发展历程 难 点 教学过程（教学内容、教师活动、学生活动） 装订线第一部分：引出新课（10分钟） 引入： 发动机是车辆的心脏，是车辆最重要的部分，对于汽车来说，发动机对于整车的重要性是不言而喻。那汽车发动机究竟经历了哪些发展呢? 第二部分：讲授新课（共80分钟） 1.1 介绍汽车发动机发展历程 1.1.1汽油发动机发展历程（20分钟） ★重难点内容，采用先介绍，再由学生看书巩固的方法进行教学。 1.汽油机之前的摸索阶段 1．18世纪中叶，瓦特发明了蒸气机，此后人们开始设想把蒸汽机装到车子上载人。法国的居纽（N.J.Cugnot）是第一个将蒸汽机装到车子上的人。1770年，居纽制作了一辆三轮蒸汽机车。 2．1858年，定居在法国巴黎的里诺发明了煤气发动机，并于1860年申请了专利。 3．1867年，德国人奥托在长期的研究过程中，奥托提出了内燃机的四冲程理论，为内燃机的发明奠定了理论基础。德国人奥姆勒和卡尔·本茨根据奥托发动机的原理，各自研制出具有现代意义的汽油发动机，为汽车的发展铺平了道路。 4．1892年，德国工程师狄塞尔根据定压热功循环原理，研制出压燃式柴油机，并取得了制造这种发动机的专利权。 （第 页）
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2.奔驰的单缸二冲程汽油发动机 1886年被视为汽车的诞生日，第一辆“三轮奔驰”搭载的卧式单缸二冲程汽油发动机，最高时速16KM每小时。这就是第一辆汽车的发动机. 3.四冲程发动机的应用 四冲程发动机其实早就由德国人奥托研制出来了。但应用的汽车上不得不提戴姆勒，他由于协助奥托研制四冲程发动机的原因而成为了第一个将四冲程发动机装上汽车的人。 4.转子式发动机 1957年，德国人汪克尔发明了转子活塞发动机。转子发动机的特点是无曲轴连杆和配气机构，可将三角活塞运动直接转换为旋转运动。它的零件数比往复活塞式汽油少40%，质量轻、体积小、转速高、功率大.日本马自达公司买下了转子发动机的样机，并把转子发动机装在汽车上，可以说，转子发动机生在德国，长在日本。 5. 化油器式发动机 化油器最早诞生于1892年，由美国人杜里埃发明。它根据发动机在不同情况下的需要，将汽油气化，并与空气按一定比例混合成可燃混合气，及时适量进入气缸。 6. 电喷发动机 电喷提供最早出现于1967年，由德国保时捷公司研制的D型电子喷射装置，随后被用在大众等德系轿车上.随后波许公司又开发了一种称为L型电子控制汽油喷射装置，它以进气管内的空气流量做参数，可以直接按照进气流量与发动机转速的关系确定进气量，据此喷射出相应的汽油。这种装置由于设计合理，工作可靠，广泛为欧洲和日本等汽车制造公司所采用，并奠定了今天电子控制燃油喷射装置的雏形。 电喷系统的行车电脑会随时侦测引擎温度、进气流量、转速变化、震动状况，并依照实际需求调整供油量与点火时间，因此在动力输出、燃油经济与排污表现上可以取得相当不错的平衡。同时为了增加发动机进气量，提高燃油效率，发动机从早期的单点喷射，演化至多点喷射，气门数量从两个增加至五个。目前最先进的当属搭载VVT可变气门技术的电喷发动机。 7. 缸内直喷发动机 目前市场上备受关注的缸内直喷发动机包括：奥迪FSI缸内直喷发动机、凯迪拉克SIDI双模直喷发动机。 与电喷发动机相比，缸内直喷发动机的喷油嘴被移到了汽缸内部，因此缸内油气的量不会受气门开合的影响，而是直接由电脑自动决定喷油时机与份量，至于气门则仅掌管空气的进入时程，两者则是在进入到汽缸内才进行混合的动作。由于油、气的混合空间、时间都相当短暂，因此缸内直喷系统必须依靠高压将燃油从喷油嘴压入汽缸，以达到高度雾化的效果从 而更好的进行油气混合。 1.1.2柴油发动机发展历程（15分钟） ☆教学方法及过程：给出与基本术语指示一致的结构示意图，对照示意图，指出具体术语所表示的含义，最后用动态图让学生巩固。 1.柴油机的诞生 柴油机几乎是与汽油机同时发展起来的，它们具有许多相同点。所以柴油机的发展也与汽油机有许多相似之处，可以说在整个内燃机的发展史上，它们是相互推动的。 德国狄塞尔博士于1892年获得压缩点火压缩机的技术专利，1897年制成了第一台压缩点火的“狄塞尔”内燃机，即柴油机，从此揭开了柴油机发展的新编章 2.柴油机的发展 1976年，德国大众首先在高尔夫轿车上采用柴油发动机； （第 页）
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1989年，德国大众高尔夫柴油车获得“低排放车”的称号； 1990年，德国大众首次推出增压、直喷柴油机，德国大众在柴油动力技术的开发和应用上一直走在世界的前沿； 1993年，开发出四缸涡轮增压直喷柴油发动机（TDI）； 1995年，开发出自然吸气式直喷（SDI）柴油发动机； 1995年，开发出变截面涡轮增压器； 1998年，开发出泵喷嘴技术； 1999年，开发出3升路波轿车柴油动力是未来的主流技术。未来的柴油动力将创造一个光辉灿烂的新经济时代，德国大众一升轿车的出世令整个世界震惊，这种柴油概念轿车的百公里油耗实现了创记录的0.99升----世界上最省油的轿车。发动机采用铝制自然吸气式单缸柴油机，采用了先进的高压直接喷射技术，排量为0.3升； 2002年，一汽-大众率先将捷达SDI轿车投放中国市场； 2004年，一汽-大众引入TDI技术，领路中国汽车新动力时代 3.柴油机现状 现在，几乎所有的重型车以及30%的乘用车都在使用柴油发动机。现代柴油机的现状已与往日不可同喻。现代柴油机一般采用电控喷射、共轨、涡轮增压中冷等技术，在重量、噪音、烟度方面已取得重大突破，达到了汽油机的水平。 1.1.3新能源汽车发动机发展历程（20分钟） 1.新能源汽车的发展阶段 从新能源汽车的定义上看，电动汽车是新能源汽车的一种。新能源汽车的种类从最初的纯电动汽车发展到今天多种类型的新能源汽车经历了漫长的过程，在世界汽车发展史上，电动汽车的发明比内燃机汽车还要早。因此，新能源汽车也是最古老的汽车之一。新能源汽车的发展经历以下几个主要的阶段： （1）19世纪30年代到50年代—电动汽车的崛起 （2）19世纪60年代到20世纪20年代——电动汽车的发展 （3）20世纪20年代到20世纪末——电动车停滞期 （4）20世纪末到今天——电动车的复苏及创新期 20世纪90年代，各个主要的汽车生产商开始关注电动车的未来发展并且开始投入资金和技术在电动车领域。新能源汽车的概念也应运而生，类型也得到了丰富。在1990年1月的洛杉矶汽车展上，通用汽车的总裁向全球推介Impact纯电动轿车。 在2008年北京奥运会期间，中国京华客车厂生产的纯电动公交车进行了一定规模地实际运行。最重要的是，它采用了充换电站模式。这一模式展示了未来充换电站逐步取代加油站的趋势。 2.新能源汽车主要类型、发展情况及其优缺点 新能源汽车包括混合动力电动汽车、纯电动汽车（包括太阳能汽车)、燃料电池电动汽车、氢发动机汽车及其他新能源汽车等。 （1）混合动力汽车 混合动力汽车主要采用传统燃料的，同时配以电动机/发动机来改善低速动力输出和燃油消耗量的车型。按照燃料种类的不同，主要又可以分为汽油混合动力和柴油混合动力两种。目前国内市场上，混合动力车辆的主流都是汽油混合动力，而国际市场上柴油混合动力车型发展也很快。 经过十多年的发展，混合动力系统总成已从原来发动机与电机离散结构向发动机电机和变速箱一体化结构发展，即集成化混合动力总成系统。混合动力总成以动力传输路线分类，可（第 页）
任务1介绍汽车发动机发展历程
