内容正文:
第十四章 内能的利用
第二节 热机
2.了解汽油机的基本工作原理。
了解热机的工作原理。
3.了解柴油机的基本工作原理。
学习目标
汽油机:使用汽油作为燃料
柴油机:使用柴油作为燃料
燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机,叫作内燃机。内燃机中最常见的是汽油机和柴油机。
汽油机
柴油机
由汽缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆组成。
内燃机工作时,活塞从气缸的一端运动到另一端的过程,叫作一个冲程。
汽油机一个工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程。
最早的汽车(1886年)
汽车中的巨无霸
(额定核载360吨)
内燃机——电气时代 第二次工业革命
最快的汽车(1 600 km/h)
热 机
塞子冲出的过程中,能量的转化:
燃料的_____能
水蒸气的_____
塞子运动的______;
热机的能量转换:
燃料的______能
_____
_______;
做功
燃烧
化学
内能
机械能
化学
内能
机械能
热 机
内燃机:
热机的种类
内燃机内部图
汽车发动机
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汽轮机:
热机的种类
火力发电站
大型船舶
9
汽油机的工作原理:汽油在气缸里面燃烧时生成高温高压的燃气,推动活塞做功。
汽油机的工作过程:
冲程:要使汽油机连续工作,活塞必须能在气缸内往复运动。活塞在气缸内往复运动时,从气缸的一端运动到另一端的过程,叫作一个冲程。
多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
工作过程
吸气
压缩
做功
排气
汽油机
汽油机
四冲程汽油机剖面图
新课讲授
四冲程汽油机剖面图
活塞在气缸内往复运动时,从气缸的一端运动到另一端的过程,叫作一个冲程。
柴油机
点燃式
压燃式
柴油机的构造和汽油机相似,但是柴油机通过压缩空气直接点燃柴油,因此柴油机气缸顶部没有火花塞,而有一个喷油嘴。
汽油机转速高,结构简单,质量轻,造价低廉,运转平稳,使用维修方便。汽油机在汽车上,特别是小型汽车上大量使用,至今不衰。
柴油机比较笨重,主要用于载重汽车、拖拉机、火车轮船上。
汽油机 柴油机
相同点 工作过程都包含吸气,压缩,做功,排气四个冲程
不同点 构造 汽油机顶部有火花塞 气缸顶部有喷油嘴
吸入气体 吸入汽油和空气的混合物 只吸入空气
压缩程度 压缩程度较小
压缩程度较大
点火方式 点燃式 压燃式
气缸顶部有火花塞
气缸顶部有喷油嘴
汽油和空气的混合物
只吸入空气
点燃式
压燃式
燃料混合物被压缩,密度变大,压强增大,温度升高。
燃料混合物被压缩程度更大,密度变得更大,压强增得更大,温度升的更高。
在压缩冲程末,从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧,产生高温高压的燃气,推动活塞向下运动,并通过连杆带动曲轴转动。
活塞运动方向: 。
向下
机械
内
能量转化:
能
能
做功冲程
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燃烧后的废气
阀门:进气阀 ;
排气阀 。
活塞运动方向: 。
关闭
打开
向上
排气冲程
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做功冲程:
从喷油嘴喷出雾状柴油,柴油遇到热空气立即燃烧起来,高温高压燃气推动活塞向下运动,并通过连杆带动曲轴转动。
柴油机的工作原理
排气冲程:
进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出气缸。
柴油机的工作原理
内燃机有四个工作冲程,如图所示是内燃机的_______冲程,活塞上升时,汽缸内气体的内能______(选填“减少”或“增加”),_______能转化为________能。
从图中可以看出进气门和排气门都是关闭的,活塞向上运动,所以是压缩冲程。压缩冲程活塞向上运动,压缩气体,使气体的体积减小、温度升高、机械能转化为内能。
压缩
增加
机械
内
内燃机的一个工作循环由_____ 、_____ 、_____ 、______四个冲程组成。一台某型号单缸四冲程汽油机的飞轮速度是1200r/min,则汽油机每秒钟对外做功___次。
一个工作循环包括四个冲程,曲轴转动二周,对外做功一次。汽油机的飞轮速度是 =
汽油机每秒钟对外做功 =10 (次)
吸气
压缩
做功
排气
10
内燃机压缩冲程中 能转化为 能;在做功冲程中 能转化为 能。
机械
内
机械
内
依靠飞轮惯性完成的冲程是( )
BCD
A
D
B
C
做功
吸气
排气
压缩
$