教案汽车材料教案.docx
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教案汽车材料教案
《汽车材料教案》
一、前言(5')
传统汽车的几大组成部分?
各大总成又是由什么组成?
二、教学内容(65')
绪论
一、汽车材料及使用
1.第一辆汽油四冲程汽车的诞生年代:
1886.1.29
1885年,德国、卡尔-本茨设计制造第一辆汽油机三轮车,具有火花点火,水冷循环,钢管车架,钢板弹簧悬架,后轮驱动,前轮转向。
2.现代汽车
采用大量的新材料,新结构,采用现代电子进行控制操纵。
可以说汽车的发展是以材料及其加工工艺的发展为基础的。
3.汽车零件材料
提问:
材料对使用的影响?
例:
朱镕基同志视察九江大堤时,严厉怒骂这个豆腐渣工程,
说这是一个“王八蛋工程”
20XX年11月7日消息今日凌晨四时三十分左右,四川宜宾市南门大桥发生悬索及桥面部分断裂事故,导致交通、市外通讯中断。
事故中有二人丧生,二人受伤
断裂处都是在主桥与引桥的结合点,恰恰也是吊桥动态与静态的结合点。
因受力不均,一边垮塌后,使桥面的支撑力发生波浪形摆动,造成另一边也垮塌。
正确选材的意义:
为质量提供保证。
汽车由成千上万个零件构成,而这些零件由不同的材料制造
提问:
汽车零件的材料有哪些?
哪些关键零件受材料的影响较大?
4.汽车零件的修复
恢复零件原有的尺寸、形状、表面质量。
5.汽车的使用材料
汽车的使用——行驶。
动力来源;减少相对运动造成的磨擦;制动与传动;空调等。
6.汽车的使用材料的选用
燃料、润滑油料、制冷剂等。
二、本课程的性质任务等
1.本课程内容
2.本课程的性质——汽车修理专业的技术基础课
3.本课程的目的——获得汽车用金属材料与非金属材料的性能、用途及金属热处理的基本知识。
4.要求
三、课堂小结(5')
1.正确选材的意义
2.本课程的目的
四、课后作业(5')
你所认识的汽车零件材料主要有哪些?
一、复习提问(5')
1.汽车发动机是如何工作的?
2.什么是内燃机?
二、教学内容(65')
第二章汽车用非金属材料
§2-1汽车用燃料
提问:
汽车常用的燃料有哪些?
汽-柴油机的主要不同点是什么?
汽油:
3800C,-100C;柴油200-3000C,40-860C。
一、汽油
由石油提炼而得的密度小又易于挥发的液体燃料。
直馏法中:
在310-320K至450-480K(37-470C至177-2070C)的温度范围内蒸发出来的轻馏分蒸汽冷凝后而成。
1.汽油的使用性能
提问:
发动机的评介指标?
:
动力(不产生爆震)、经济、排污。
影响指标的主要因素:
发动机结构、点火、空燃比。
提问:
汽油机混合气的形成方式?
缸外混合。
提问:
混合气的形成阶段?
喷出—雾化—蒸发—混合。
(1)蒸发性
定义:
由液体转为气体的能力。
评介:
要适宜。
指标:
馏程和蒸气压。
馏程——从初馏点至终馏点的温度范围
初馏点:
油品在规定试验条件下加热蒸馏,试油从冷凝器末端馏出第一滴油时的温度。
终馏点:
馏程最后阶段的最高温度。
馏程意义:
判断汽油中所含轻质成分与重质成分的比例。
10%馏出温度—馏出10mL的温度。
表示起动性能。
温度低:
蒸发性好,易于冬季起动。
但过低则易“气阻”。
国标为75-190C,可保证在-60C的低温起动。
50%馏出温度—馏出50mL的温度。
表示平均蒸发性。
影响预热时间、加速能力。
温度低:
预热时间短、加速性好。
国标为120-1450C。
90%馏出温度—馏出90mL的温度。
表示油中含重质馏分的多少。
温度高,质量差。
燃烧黑烟。
温度低,重质馏分少,有利于混合气的均匀分配。
国标为180-1950C。
蒸气压——一定温度下,与同种物质液态处于平衡状态的蒸气所产生的压力。
意义:
反映汽油中所含轻馏分的多少。
轻馏分越多,蒸气压越大。
使用时与大气温度和大气压力有关,温度越高、压力越低则蒸气压也越高。
易发生气阻。
国标蒸气压不大于67KPa。
(2)抗爆性
提问:
混合气的燃烧过程?
一般上止点前300C至上止点后150C。
正常燃烧的过程:
诱导期-火花放电至形成火焰中心。
明显燃烧期-火焰中心传播到最后燃烧的混合气。
补燃期-火焰中心传播到最后燃烧的混合气后,膨胀中仍有的放热。
非正常燃烧:
爆震、早燃。
爆燃及其影响因素:
转速、负荷、点火时刻、油品。
表示指标:
汽油牌号:
2.发动机对汽油的要求
良好的抗爆性、较好的蒸发性、不含杂质和水、对机件无腐蚀、良好的物理和化学安定性。
3.汽油的选用
主要由发动机压缩比。
4.汽油使用注意
低改高时,提前角加大;油面降低;
上高原时,因充气量下降,压缩压力降低,改用较低牌号;
三、课堂小结(5')
1.汽油使用性能的主要指标。
2.汽油的选用及使用注意。
四、课后作业(5')
1.如何选用汽油?
2.原规定用97号汽油的汽车,现只能加到90号油,如何调整适应?
一、复习提问(5')
1.如何选用汽油?
2.汽油使用性能的主要指标是什么?
二、教学内容(65')
§2-1汽车用燃料(续)
二、轻柴油
在533-623K(270-3650C)温度范围内得到的石油馏分。
与汽油相比:
自燃点低、挥发性差、馏分重、粘度大,贮存运输中损耗小,使用安全。
1.使用性能
提问:
柴油机混合气的形成方式?
缸内混合,边喷边混边燃烧。
时间极短,一般全负荷时,约有15-350C转角,对1500转/分,约0.0017-0.004秒。
须适当的雾化性和蒸发性。
提问:
柴油机形成混合气主要靠哪两方面的作用?
燃料喷雾,组织空气运动。
提问:
柴油的燃烧过程?
诱导期-速燃期-缓燃期-补燃期。
诱导期:
由喷油开始至压力开始急升。
喷油时,缸内400-5000C,油料经受热、蒸发、扩散、混合才自燃。
速燃期:
由压力开始急升至压力最高(5880-8330KPa)。
缸内油气一旦着火,诱导期已喷入的油几乎一齐着火,压力升高率大。
当诱导期长时,则工作粗暴。
主要影响因素——十六烷值。
缓燃期:
从最高压力至最高温度。
(1700-20000C)
补燃期:
从最高温度至基本烧完。
(1)柴油的十六烷值
十六烷值高:
自燃点低,使落后期短,且较低温度下也易自燃着火。
但过高则:
低温流动性、喷雾和蒸发性均受影响。
一般要求:
十六烷值40-60。
(2)柴油的低温流动性
意义:
低温下能否可靠供油。
指标:
浊点、凝点、粘-温特性。
浊点:
柴油在试管中开始析出石蜡晶体,失去透明时的最高温度。
凝点:
柴油在450倾角的试管中,经1分钟而不改变本身液面的最高温度。
粘-温特性:
粘度随温度升高而减小的变化关系。
(3)蒸发性
要求适宜。
指标:
馏程和闪点。
馏程:
测定与汽油相同。
50%馏出温度低—轻质馏分多,蒸发速度快,性能好。
90%馏出温度低—重质馏分少,提高动力,减小磨损。
闪点:
在一定加热条件下,油料蒸气与周围空气混合形成混合气接触火焰时,开始发出闪光的温度。
闭口较开口闪点低10-200C。
(4)粘度
液体流动时,其内部的分子摩擦力。
意义:
反映稀稠的程度。
粘度过大:
雾化差、燃烧不完全、黑烟、油耗大。
2.柴油机对柴油的要求
良好的抗粗暴性,低温流动性,适宜的蒸发性,粘度,对机件无腐蚀,不含杂质和水分。
3.国产柴油的牌号
按其凝点区分。
10号、0号、-10号、-20号、-35号、-50号,表示其凝点不高于相应的温度。
4.柴油的选用——按地区和季节选不同的牌号。
5.柴油使用注意——加油前,充分沉淀(48h)过滤;可适当混用。
三、气体燃料
液化天然气(LNG):
主要成分是甲烷、及少量乙烷和丙烷。
湿煤气:
主要成分是氢49%、一氧化碳44%、氮7%。
液化石油气(LPG):
英文LiquefiedPetroleumGas主要成分是丙烷和少量丁烷。
常温常压下为气态,使用中,经一定压力以液态储在压力容器内。
本身无色无味,通常加入一些有特殊气味的物质。
工作时,气态的LPG直接与空气混合,因而比汽油燃烧更充分,所产生的一氧化碳、碳氢化合物及氮氧化物大大减少,且不含铅和苯。
三、课堂小结(5')
1.柴油的使用性能
2.柴油的牌号及选用
四、课后作业(5')
1.柴油的十六烷值对燃烧的影响?
2.为什么LPG燃料比汽油燃烧时排污更小?
一、复习提问(5')
1.试比较汽油、柴油、气体燃料?
2.汽油、柴油对燃烧过程影响的主要成分是什么?
二、教学内容(65')
§2-2汽车用润滑材料
一、发动机润滑油
提问:
发动机零件为什么要进行润滑?
润滑的方式?
1.发动机润滑的作用
润滑、冷却、洗涤、密封、防腐。
2.发动机对润滑油的要求
适宜的粘度和清净分散性,良好的酸中和性、氧化安定性、抗磨性、抗腐蚀防锈性好。
3.发动机润滑油的使用性能
粘度:
液体在外力作用下流动时,分子间的内摩擦力。
(密封)
过大—低温流动性差,起动阻力大,洗涤差。
过小—油膜不易形成,密封差且蒸发性较大而窜缸。
粘温特性:
良好,可适应温度急剧的变化。
(多级油)
清净分散性:
燃烧室窜气中未燃的燃料、有机酸、烟、水分、硫的氧化物、氮的氧化物进入曲轴箱中,且高温下,机油本身也会产生各种氧化物。
这些氧化物与零件磨损产生的金属粉末混在一起,在机油中生成油泥沉积物。
量少时在油中悬浮,量多时从油中析出。
影响-流动性差,堵塞,结胶粘环。
解决-将油泥除去,或使其在油中成为无害的悬浮液,所以要在油中加入油溶性的清净分散添加剂。
腐蚀性:
机油使用过程中氧化生成的各种酸性物质(有机酸)在高温、高压和有水的条件下对金属起腐蚀作用。
方法,加各种抗腐、抗氧添加剂。
凝点:
由凝点高低,决定季节换油。
酸值:
不仅反映油中酸性物质的含量及对机体的腐蚀,也反映润滑油的变质程度。
使用一段时间后,油料氧化变质,酸值增加,超一定值后,要换油。
4.发动机润滑油的分类、牌号规格。
(1)国外分类
SAE粘度分类(美国汽车工程师学会):
有单级油(冬用和夏用)。
多级油(全年用)。
冬用——用-180C所测定的粘度分类,有0W、5W、10W、15W、20W、25W共6个级别。
夏用——用1000C所测定的粘度分类,20、30、40、50共4个级别。
多级油——同时满足两方面要求的机油。
5W-10、10W-20等。
API分类(美国石油协会):
汽油机机油S系列,柴油机机油C系列。
S系列——SA、SB、SC、SD、SE、SF、1988年后增加SG。
主要是按发动机热负荷,机械负荷来分。
表2-13P69。
C系列——CA、CB、CC、CD、1983年后增加CE,主要按发动机工作负荷、工作条件的苛刻程度、燃料的含硫量来分。
表2-14P69。
(2)国内分类
按国际标准ISO的分类
类——品种数字
L——E□□□□
润滑剂E组:
Q汽油机油/C柴油机油牌号(粘度等级)
汽油机油有EQB至EQG共6级,柴油机油有ECA至ECE共5级
数字中冬用有有0W、5W、10W、15W、20W、25W共6个级别。
夏用有20、30、40、50共4个级别。
多级油有16种。
5.发动机油的选用
应由发动机的特点和地区气温,选质量标准和粘度等级。
(1)汽油机油的选用
首先由说明书的规定:
一般都有在不同气温、不同条件下的规定。
其次由环境选取:
既保证在最低温下顺利起动,又要在高温下有正常的润滑和密封。
例:
无附加装置的一般升功率不大(13-23KW/L),可选EQC级;
有曲轴箱通风装置(18-30KW/L),EQD级14号;
有废气循环装置(30-45KW/L),EQE级;
有催化转化装置,EQF级。
(2)柴油机油的选用
主要由说明书的规定,无说明书时,由柴油机强化系数定质量等级,再由当地气温定粘度。
强化系数=气缸平均有效压力×活塞平均速度(m/s)×冲程系数
气缸
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