spContent=近年来,车辆工程技术发展迅速,各种新知识、新技术、新材料在汽车上得到应用,尤其在学科交叉融合方面出现了新能源汽车和智能网联汽车等新的发展方向。动力装置作为汽车的心脏,其性能直接影响甚至决定汽车性能,因此弄清楚汽车动力装置的基本结构和工作原理是十分必要而且重要的。本课程系统讲解活塞发动机的总体构造和特性、各机构和系统的基本结构和工作原理,同时还讲解电动汽车驱动电机和动力电池的基础知识。
近年来,车辆工程技术发展迅速,各种新知识、新技术、新材料在汽车上得到应用,尤其在学科交叉融合方面出现了新能源汽车和智能网联汽车等新的发展方向。动力装置作为汽车的心脏,其性能直接影响甚至决定汽车性能,因此弄清楚汽车动力装置的基本结构和工作原理是十分必要而且重要的。本课程系统讲解活塞发动机的总体构造和特性、各机构和系统的基本结构和工作原理,同时还讲解电动汽车驱动电机和动力电池的基础知识。
—— 课程团队
课程概述
汽车构造(动力部分)是车辆工程专业、动力机械及工程专业的一门专业核心基础课程,在培养学生对复杂动力机械的总体结构和工作原理、各机构与系统的功用、组成、结构和原理分析方面占有十分重要的地位。该课程系统地讲述了汽车发动机(活塞发动机)的总体构造和特性、各机构和系统的基本结构和工作原理,同时还讲解电动汽车动力电池和驱动电机的基础知识。因此,该课程也能够为新能源汽车、智能网联汽车等车辆、动力、机械等行业的相关技术人员和从业人员更深入地理解汽车动力提供参考。
本课程在系统讲解汽车发动机基本结构和工作原理基础上,还配有一定量的视频动画,方便同学们更好地理解各机构、各系统以及主要部件的工作原理,深入浅出、通俗易懂,力求使学生深入理解汽车动力装置的基本结构和原理。本课程虽然主要针对车辆工程专业、动力机械及工程专业的学生,但只要具备一定的热力学和力学基础,也可以选择学习本课程。
授课目标
本课程的授课目标为:
1. 使学生了解汽车能源与动力系统的发展现状和技术进展,熟悉汽车的定义和分类,掌握汽车发动机的总体构造和工作原理、重点掌握各机构、各系统的基本结构和工作原理;了解发动机主要部件的功用;
2. 使学生了解新能源汽车动力电池和驱动电机基本结构和原理;
3. 培养学生利用热力学、力学、机械学、电力电子学等基础知识分析汽车发动机复杂结构工程问题的能力;
4. 培养学生自主学习和终身学习的意识和能力;
5. 培养学生专业素养、思辨能力和发展的眼光;
6. 为后续课程学习以及未来的工作打下坚实基础。
课程大纲
总论
课时目标:熟悉车用能源、车用动力以及车用能源和动力驱动系统;了解新的替代能源以及能源与动力系统发展目标;了解汽车定义与分类。
第一节 车用能源;
第二节 车用动力;
第三节 车用能源与动力驱动系统;
第四节 汽车的定义与分类。
第一章 汽车发动机的工作原理和总体构造
课时目标:熟悉并掌握汽车发动机的工作原理和总体构造。
第一节 发动机分类;
第二节 发动机的名词术语;
第三节 四冲程汽油机工作原理;
第四节 四冲程柴油机工作原理;
第五节 二冲程发动机和旋转活塞发动机工作原理;
第六节 发动机总体构造;
第七节 发动机主要性能指标与特性。
第二章 曲柄连杆机构
课时目标:了解曲柄连杆机构的运动和受力、掌握机体组、活塞连杆组、曲轴飞轮组的主要零部件以及各零件结构特点,熟悉并掌握发动机的平衡机构。
第一节 曲柄连杆机构的运动及受力;
第二节 机体组;
第三节 活塞连杆组;
第四节 曲轴飞轮组;
第五节 平衡机构。
第三章 配气机构
课时目标:了解配气机构的功用、深刻领会其功用是“按照发动机气缸内的工作循环和发火顺序要求,定时开启和关闭进、排气门,保证发动机进气充分、排气彻底”的含义;掌握几种可变配气系统的特点、了解无凸轮轴配气系统。
第一节 配气机构的功用和分类;
第二节 配气相位与气门间隙;
第三节 配气机构主要零部件;
第一讲 气门组
第二讲 气门传动组
第四节 可变配气系统。
第四章 汽油机供给系统
课时目标:熟悉汽油的性能、掌握汽油机燃烧室特点、汽油机燃烧过程的三个阶段、理想供油特性、汽油机电子控制燃油系统、怠速控制系统、电控汽油机燃油系统和电子控制系统;了解常用的几种空气计量装置。
第一节 汽油及汽油机供给系统;
第二节 汽油机混合气的形成;
第三节 汽油机的燃烧室;
第四节 汽油机燃烧;
第五节 汽油机工况对混合气成分的要求;
第六节 汽油喷射系统的类型;
第七节 汽油机电子控制燃油系统;
第八节 电控汽油机空气供给系统;
第九节 发动机怠速控制系统;
第十节 电控汽油机燃油供给系统;
第十一节 电控汽油机电子控制系统。
第五章 柴油机供给系统
课时目标:熟悉柴油的性能、掌握柴油机燃烧室特点、柴油机燃烧过程的四个阶段、柱塞式高压油泵和分配式VE泵的基本结构和供油原理、电控柴油机燃油系统和电子控制系统;了解柴油机调速器以及电子调速器。
第一节 柴油及柴油机混合气形成;
第二节 柴油机混合气形成的合理组成;
第三节 柴油机的燃烧;
第四节 柴油机供给系统的功用及组成;
第五节 柴油机燃油供给系统
第一讲 柴油机燃油供给系统的组成和类型
第二讲:柴油机低压油路各主要部件
第三讲:柱塞式喷油泵
第四讲:分配式喷油泵
第五讲:喷油提前器和喷油器
第六节 电控柴油喷射系统
第六章 进排气系统及排气净化装置
课时目标:掌握汽车发动机进排气系统的基本组成和结构特点 ,熟悉发动机排气净化装置
第一节 进气系统
第二节 排气系统
第三节 排气净化装置
第七章 汽车发动机增压系统
课时目标:掌握汽车发动机增压系统的基本概念、结构特点和工作原理,熟悉发动机增压系统类型及各自优缺点,了解发动机增压系统关键技术
第八章 汽车发动机冷却系统
课时目标:熟悉发动机冷却系统的功用、基本结构和冷却原理 ,了解液体冷却系统和空气冷却系统的优缺点 ,掌握大、小循环和混合循环冷却系统,熟悉冷却系统主要部件。
第九章 发动机润滑系统
课时目标:熟悉发动机润滑系统的功用、组成和原理,掌握润滑系统主要部件的结构特点,了解先进润滑系统
第一节 润滑系统基本概念
第二节 润滑系统主要部件
第十章 发动机点火系统
课时目标:掌握发动机传统点火系统基本组成和工作原理 ,了解电子点火系统的类型和特点,熟悉点火系统主要部件的基本结构和原理,了解先进的电子点火系统
第一节 传统电子点火系统组成及工作原理
第二节 点火系统主要部件
第三节 电子点火系统
第十一章 发动机起动系统
课时目标:掌握汽车发动机起动系统基本结构和工作原理 ,了解汽油机和柴油机起动方式、常用的起动辅助装置
第十二章 车用新型动力系统
课时目标:了解什么是车用动力系统,掌握车用新型动力系统基本概念和基本组成,了解动力电池、驱动电机的主要类型和各自特点,熟悉常用的锂离子动力电池基本结构和工作原理,了解燃料电池的基本组成和工作原理,熟悉驱动电机的基本结构和工作原理,掌握驱动电机主要性能。
第一节 车用新型动力系统概述
第二节 动力电池
第一讲 动力电池关键性能指标
第二讲 动力电池的几个重要概念
第三讲 动力电池类型和特点
第四讲 锂离子动力电池
第五讲 飞轮电池
第三节 燃料电池
第四节 驱动电机
第一讲 电动汽车对驱动电机性能要求
第二讲 驱动电机类型和特点
第三讲 驱动电机主要性能
第四讲 电动汽车驱动电机参数设计
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预备知识
证书要求
为积极响应国家低碳环保政策, 2021年秋季学期开始,中国大学MOOC平台将取消纸质版的认证证书,仅提供电子版的认证证书服务,证书申请方式和流程不变。
电子版认证证书支持查询验证,可通过扫描证书上的二维码进行有效性查询,或者访问 https://www.icourse163.org/verify,通过证书编号进行查询。学生可在“个人中心-证书-查看证书”页面自行下载、打印电子版认证证书。
完成课程教学内容学习和考核,成绩达到课程考核标准的学生(每门课程的考核标准不同,详见课程内的评分标准),具备申请认证证书资格,可在证书申请开放期间(以申请页面显示的时间为准),完成在线付费申请。
认证证书申请注意事项:
1. 根据国家相关法律法规要求,认证证书申请时要求进行实名认证,请保证所提交的实名认证信息真实完整有效。
2. 完成实名认证并支付后,系统将自动生成并发送电子版认证证书。电子版认证证书生成后不支持退费。
参考资料
姚为民,汽车构造(上册)(第 7 版),人民交通出版社,2021.5
陈家瑞. 汽车构造(上册),机械工业出版社,2013年2月;
朱礼贵,王海涛等. 汽车发动机构造与原理,哈尔滨工业大学出版社,2019年7月
杨世春,徐斌,姬芬竹等. 电动汽车基础理论与设计,清华大学出版社,2018年7月