2.2 动力机械 课件 2026-2027学年浙教版科学九年级下册

第2章 机械与动力工程 第2节 动力机械 1 1.了解热机的发展历史，热机发展推动生产力的提升。 2.知道热机的工作原理，了解汽油机的工作过程。 学习目标 2 1.热机 分类 热机依据燃料是否在汽缸内燃烧分为外燃机和内燃机。燃 料在汽缸内燃烧的热机称为内燃机，反之，称为外燃机 共同 特点 . . 新知探究 知识点 热机 3 意义 热机是生产、生活中广泛使用的动力机械，许多现代交通 运输工具靠热机来提供动力，热机的应用和改进大幅提升 了做功效率，推动了社会的快速发展，使人类步入工业化 时代_______ 新知探究 知识点 热机 4 2.外燃机 （1）早期蒸汽机 纽可门蒸汽机 瓦特蒸汽机 图示 新知探究 知识点 热机 5 纽可门蒸汽机 瓦特蒸汽机 工作 原理 水蒸气从阀门 进入， 顶起活塞， 阀门引入 冷水，水蒸气冷凝后汽 缸内气压减小，活塞下 落，带动杆摆动 关键的改进是设置独立的冷凝器， 打开阀门 ，让水蒸气进入冷凝 器，活塞下落带动摆动杆做功，因 冷凝器总是冷的，而汽缸总是热 的，大大减少了能损耗 新知探究 知识点 热机 6 （2）成熟蒸汽机 结构 及功 能 新知探究 知识点 热机 7 工作 原理 通过燃烧木材、煤炭和石油等燃料，把锅炉内的水加热， 随着内能的增加，水变成高温、高压水蒸气。水蒸气通过 滑阀进入汽缸，推动金属活塞运动，把内能转化为机械 能，活塞的运动又带动飞轮的转动，转动的飞轮带动其他 机械工作 缺点 1.热效率非常低，一般都在 之间； 2.整体装置庞大笨重，离不开锅炉； 3.转速与功率受限，往复式结构惯性大，限制转速提高， 工作过程不连续，蒸汽流量受限，限制功率提升 新知探究 知识点 热机 8 3.内燃机 （1）发展历程 新知探究 知识点 热机 9 （2）分类 按所用燃料分类：汽油机、柴油机、燃气发动机（天然气、液化石 油气等）、双燃料发动机及灵活燃料发动机。 其中以汽油为燃料的内燃机叫作汽油机，以柴油为燃料的内燃机叫 作柴油机。 新知探究 知识点 热机 10 4.汽油机 （1）工作原理 汽油在汽缸内燃烧，生成高温、高压的燃气，推动活塞做功，把内 能转化为机械能。活塞在汽缸内往复运动，通过连杆带动曲轴转动， 曲轴的运动又带动了车轮的转动。 新知探究 知识点 热机 11 （2）构造 ①主要结构：如图所示，汽油机的主体是一个汽缸，汽缸上部有进 气门和排气门，顶部有火花塞,腰部有活塞，活塞通过连杆与曲轴相连。 . . 新知探究 知识点 热机 12 ②冲程：汽油机在工作时，活塞在汽缸内往复运动，活塞从汽缸的 一端运动到另一端的过程，叫作一个冲程。 新知探究 知识点 热机 13 （3）工作过程 ①汽油机的一个工作循环由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气 冲程四个冲程组成,通过四个冲程的不断循环来连续工作。 ②每完成一个工作循环，曲轴和飞轮均转动两周，活塞往返两次， 对外做功一次。在四个冲程中，只有做功冲程中气体对外做功，其 他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来带动活 塞完成，周而复始，使汽油机能连续转动下去。汽油机的工作过程 如表所示。 . . . . . . . . . . . . . . 新知探究 知识点 热机 14 1.吸气冲程 ______________________________________________________________ 2.压缩冲程 ______________________________________________________________ 新知探究 知识点 热机 15 3.做功冲程 ___________________________________________________________________ 4.排气冲程 _______________________________________________________ 新知探究 知识点 热机 16 ③汽油机工作过程中的能量转化情况可用下图来表示： 新知探究 知识点 热机 17 教材第65页 做功冲程实现了内能转化为机械能。 新知探究 知识点 热机 18 典例1 [桐乡校级期中] 关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种 说法，其中正确的是( ) A ①在做功冲程中，机械能转化为内能；②在做功冲程中，内能转化 为机械能；③只有做功冲程是燃气对外做功；④在做功冲程中，进 气门是打开的。 A.②③ B.①③ C.②④ D.②③④ [解析] 在做功冲程中，进气门和排气门都关闭，高温、高压燃气 的内能转化为机械能，燃气对外做功，其他三个冲程均是依靠飞轮 的惯性完成的，不对外做功，②③正确。故选A。 新知探究 知识点 热机 19 5.内燃机的技术改进 内燃机的功率大、体积小、效率高，这种新式动力机器逐渐取代蒸 汽机，成为工业革命的主要动力机器。为此，人们持续不断改进内 燃机，如降低其质量与功率的比，设计出多汽缸内燃机等，以供各 种需要。 （1）四冲程内燃机的缺陷 四冲程的内燃机只有一个冲程是内能转化为机械能。这样的发动机 有一些缺陷，如功率小、振动大、不稳定、易熄火等。 新知探究 知识点 热机 20 （2）技术改进 新知探究 知识点 热机 21 ①增加汽缸：汽车发动机通常有四个、六个或八个汽缸，每个汽缸 都经历着“四冲程过程”，这四个冲程在内燃机的每个汽缸里重复进 行，而且每秒重复多次。 在多汽缸的发动机中，四个冲程依次交替做功，在增大动力的同时， 发动机运行得更平稳。一般来说，内燃机汽缸容积越大，内燃机的 功率也就越大。 ②提高燃料燃烧效率：有的汽车车尾标有“ ”，说明该汽车发动机 使用了涡轮增压技术，装上涡轮增压装置的发动机，其输出的最 大功率可增加大约 。 新知探究 知识点 热机 22 6.喷气发动机 喷气发动机也是一种内燃机，燃料在燃烧室中燃烧，燃气向后高速 喷出，从而获得向前的动力。喷气发动机有空气喷气发动机和火箭 喷气发动机两种。 空气喷气发动机 火箭喷气发动机 图示 新知探究 知识点 热机 23 空气喷气发动机 火箭喷气发动机 工作 原理 空气喷气发动机在工作时，从 前端吸入大量的空气，燃料燃 烧后产生高温高压燃气，带动 涡轮叶片高速旋转，使燃气压 力逐级增大，最后从尾部高速 喷出。 火箭喷气发动机自带燃料 和氧化剂。火箭喷气发动 机的主要部分是燃烧室和 喷口，燃料和氧化剂混合 后在燃烧室中燃烧， 新知探究 知识点 热机 24 空气喷气发动机 火箭喷气发动机 工作 原理 在此过程中，发动机向燃气施 加了力，使其向后喷出，燃气 也给发动机一个向前的作用 力，推动飞机前进 燃气以极高的速度从发动 机尾部的喷口向后喷出， 从而产生极大的向前推力 新知探究 知识点 热机 25 空气喷气发动机 火箭喷气发动机 工作 条件 含氧的大气层内（地球对流层 至平流层底部） 大气层内、大气层外的宇 宙空间或水下 应用 常使用在飞机上 常应用在火箭上 火箭喷气发动机按使用的燃料不同，分为固体燃料火箭 喷气发动机和液体燃料火箭喷气发动机。 新知探究 知识点 热机 26 典例2 [2026·深圳期中] “九三大阅兵”展示了我国陆海空三军的各 式先进装备。下列装备中动力机械不属于热机的是( ) A.歼-20S隐身战斗机 B.东风-61 导弹搭载车 C C.国产舰载电磁炮 D.99B 主战坦克 新知探究 知识点 热机 27 [解析] A项：歼 的动力来源是喷气发动机。工作时燃烧航空 煤油，能量转化为：化学能 内能 机械能，属于热机。 B项：东风 导弹搭载车的动力来源是柴油发动机（内燃机）。 工作时燃烧柴油，能量转化为：化学能 内能 机械能，属于热 机。 C项：国产舰载电磁炮的动力来源是电力，无燃料燃烧过程，也无 内能参与，不属于热机。 D项： 主战坦克的动力来源是柴油发动机（内燃机）。工作时 燃烧柴油，能量转化为：化学能 内能 机械能，属于热机。 新知探究 知识点 热机 28 $