多缸發動機工作順序的教學實踐探索

鄭霞俊

摘 要：本文通過分析教學過程中的具體實例，探索有利于促進學生理解并掌握多缸發動機工作順序的教學方法，以期為學生后續汽車構造課程學習打下扎實基礎。

關鍵詞：多缸發動機工作順序? ? 發動機工作原理? ? 教學實踐

現代汽車發動機的結構越來越復雜，動力也越來越強勁，氣缸的排列形式由直列式發展為V型式、水平對置式及W型式。而技校學生文化基礎相對薄弱，如何把枯燥難懂的多缸發動機工作順序向學生講解清楚，是汽修專業教師面臨的一大難題。

經過多年的教學實踐與思考，筆者認為在教學過程中必須向學生講清楚以下三個問題：第一，發動機的基本工作原理。第二，多缸發動機的出現是歷史必然。第三，安排多缸發動機工作順序時應遵循的原則。講解清楚這三個問題后，通過分析典型多缸發動機工作順序實例，讓學生更好地理解多缸發動機工作順序，培養汽修專業學生核心素養。

一、發動機的基本工作原理

發動機是汽車的動力裝置，現代汽車廣泛應用往復活塞式內燃機（四沖程發動機），所用燃料主要是汽油、柴油等。由于所用燃料性能不同，可燃混合氣形成和著火的方式也不同。汽油的著火點較高，與空氣混合后需點火燃燒，因此，汽油機可燃混合氣的主要形成方式是缸外混合，在進氣行程中可燃混合氣從進氣門進入燃燒室，在壓縮末期由火花塞點火燃燒。而柴油的著火點較低，在密封空間與空氣混合后壓縮自行燃燒，所以柴油機可燃混合氣的形成是缸內混合，在進氣行程中從進氣門進入的是新鮮空氣，在壓縮末期由噴油器噴入柴油，邊噴邊自行燃燒。綜上所述，汽油機和柴油機在工作原理上存在差異。

（一）四沖程汽油機的工作原理

四沖程汽油機的一個工作循環包括進氣、壓縮、做功、排氣四個行程，每個行程持續180o，即曲軸轉半周。要完成一個工作循環，曲軸需要轉兩周，進、排氣門各打開一次，新鮮可燃混合氣從進氣門進入，火花塞點火燃燒，燃燒后的廢氣從排氣門排出，同時將熱能轉化為機械能，如此周而復始。

（二）四沖程柴油機的工作原理

四沖程柴油機的工作循環也包括進氣、壓縮、做功、排氣四個行程，每個行程持續180 o，即曲軸轉半周。要完成一個工作循環，曲軸需要轉兩周，進、排氣門各打開一次，新鮮空氣在進氣行程從進氣門進入，霧狀柴油在壓縮末期由噴油器噴入燃燒室，邊噴邊燃燒，燃燒后的廢氣從排氣門排出，同時將熱能轉化為機械能。柴油機的工作過程即該工作的循環往復。

二、廣泛采用多缸發動機是產業發展的必然

由汽油機的工作原理可知，一個工作循環中只有做功行程是將熱能轉化為機械能，另外三個行程都是消耗機械能的，即曲軸轉兩圈，只有半圈做功，運轉平穩性較差。而功率越大，平穩性越差。隨著汽車的應用越來越廣泛，需要的扭矩更大，功率也就越大，單純靠單缸發動機通過增大缸徑已經不能適應需求，多缸發動機的出現是歷史發展的必然。多缸發動機的做功行程為各缸按順序交替做功，缸數越多，做功間隔角越小，參與做功的氣缸越多，發動機運轉越平穩。

三、安排多缸發動機工作順序時應盡量遵循的原則

多缸發動機是指有兩個以上相同氣缸的發動機，各缸的活塞連桿組連接在同一根曲軸上。多缸發動機中的單個氣缸是按單缸發動機工作的，即進氣→壓縮→做功→排氣。多缸發動機為了運轉平穩，需要有序做功，即曲軸轉兩圈各缸按順序交替做功一次。在安排發動機工作順序時應盡量遵循以下原則。

第一，使連續做功的兩缸盡可能相距遠些，以減輕主軸承的載荷，避免在進氣過程中發生相鄰兩缸進氣門同時打開，出現“搶氣”現象，影響發動機的充氣效率。

第二，各氣缸的做功間隔應該相等，以利于發動機運轉平穩。在發動機完成一個工作循環的曲軸轉角內，每個氣缸都應做功一次，氣缸數為i的四沖程發動機，做功間隔角為720o/i（完成一個工作循環，曲軸應轉兩周，即360o×2=720o）。

第三，如果是V型排列的發動機，則左右兩列氣缸應交替做功。

四、安排多缸發動機工作順序的課堂教學實踐

（一）四沖程直列四缸發動機工作順序（以1-3-4-2為例）

四沖程直列四缸發動機，曲軸轉兩周（720o），四缸全部完成一個工作循環，按1-3-4-2的順序有序做功。滿足連續做功的兩缸盡可能遠一些的原則，各缸的做功間隔相等，曲軸轉角均為180 o，即第一缸開始做功，然后是第三缸和第四缸做功，最后是第二缸做功。如此周而復始，循環往復，完成發動機的工作過程。

（二）四沖程直列六缸發動機工作順序（以1-5-3-6-2-4為例）

四沖程直列六缸發動機，曲軸轉兩周（720o）完成一個工作循環（進氣→壓縮→做功→排氣），按1-5-3-6-2-4的順序有序做功。滿足連續做功的兩缸盡可能遠一些的原則，各缸的做功間隔相等，曲軸轉角均為120 o，即第一缸開始做功120 o后第五缸跟著做功（持續120o），然后是第三缸、第六缸、第二缸，最后是第四缸。周而復始，循環往復，完成發動機的工作過程。

（三）四沖程V型排列八缸發動機工作順序（以1-8-4-3-6-5-7-2為例）

四沖程V型排列八缸發動機，曲軸轉兩周（720o）完成一個工作循環，按1-8-4-3-6-5-7-2的順序有序做功，各缸的做功間隔相等，均為90o，即第一缸開始做功，第二缸最后完成。周而復始，循環往復，完成發動機的工作過程。

在教學過程中，將只是由教師講課、演示，慢慢轉變為讓學生不斷思考、不斷動手操作、不斷提問的自主學習，培養學生的學習興趣，讓枯燥乏味的課程變得生動有趣，最終達到讓學生有效學習多缸發動機工作順序知識的教學目的。

參考文獻：

[1]人力資源社會保障部教材辦公室.汽車發動機構造與維修[M].北京：中國勞動社會保障出版社，2005.

[2]人力資源社會保障部教材辦公室.汽車構造 [M].2版.北京：中國勞動社會保障出版社，2013.

（作者單位：杭州市富陽區技工學校）