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：1886.1.291885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”2001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）×冲程系数气缸平均有效压力——0.1MPa的倍数；冲程系数——四冲程0.5，二冲程1。由K值分低强化，中强化（30-50），高强化三类。表2-16P71。注意：还应由实际工作条件的苛刻程度提高质量等级。粘度选取：与汽油机基本一样，但其工作压力比汽油机大，转速比汽油机低，所以，粘度可略比汽油机稍高一些。6．发动机润滑油选取注意优先用国产油；优先用低粘度油；不同牌号、不同种类的润滑油不可混用和混存；汽油机油和柴油机油不能互相代替或掺兑。三、课堂小结（5'）1．发动机润滑油的使用性能2．发动机润滑油的分类、牌号规格3．发动机油的选用四、课后作业（5'）1．发动机润滑油如何分类？2．汽油机油和柴油机油可否互相代替或掺兑？一、复习提问（5'）1．发动机润滑油的分类、牌号规格？2．汽车中哪些传动机构使用齿轮传动？如何润滑？二、教学内容（65'）§2-2汽车用润滑材料（续）二、齿轮油作用：在齿轮的齿与齿之间的接触面上形成牢固的油膜。1．齿轮油