第十四章 第一节 热机一、学习目标一、学习目标：1. 知道什么是知道什么是热机、冲程、汽油热机、冲程、汽油机和柴油机。机和柴油机。2热机中工作循环中的热机中工作循环中的能量转化、能量转化、四冲程内燃机的构造和工作原理。四冲程内燃机的构造和工作原理。3.了解汽油机和柴油机的了解汽油机和柴油机的工作过程工作过程和在实际中的应用。和在实际中的应用。引入新课引入新课1 1、从钻木取火，人类第一次学会了使从钻木取火，人类第一次学会了使用自然的力量。热机用自然的力量。热机蒸汽机的发蒸汽机的发明与利用，给人类带来了巨大的动力。明与利用，给人类带来了巨大的动力。2 2、于是有了汽车、火车、轮船、飞机于是有了汽车、火车、轮船、飞机和火箭。人们出行更方便了。但是环境和火箭。人们出行更方便了。但是环境问题也更加突出了，气候变恶劣了。问题也更加突出了，气候变恶劣了。3、热机如何利用转化能量的？使用热机的过程中有哪些课题需要人类解决？这是我们这一章要学习的知识。演示实验：1 1、看到了什么现象？、看到了什么现象？ 塞子被冲塞子被冲出，并且瓶口有出，并且瓶口有 生成生成2 2、整个过程中，能量是怎样转化的：、整个过程中，能量是怎样转化的：燃料燃烧将燃料燃烧将_能转化为能转化为_能；传给水和能；传给水和水蒸气，水蒸气将塞子推出，将它的水蒸气，水蒸气将塞子推出，将它的_能能转化为塞子的转化为塞子的_。雾雾化学化学内内内能内能机械能机械能 教教师点点评:这个个实验虽然然简单,但基本展示了蒸汽机但基本展示了蒸汽机的工作原理的工作原理.实际上就是一个原始的上就是一个原始的热机模型机模型.人们利用内能能够做功的原理，发明了各种热机。1、蒸汽轮机2、浓烟滚滚的蒸汽机火车3、巨大的汽轮机4、精巧的内燃机5、精巧的内燃机之二6、飞机喷气发动机7、火箭喷气发动机这些机器的工作时共同特点是什么？把内能转化为机械能的机械，把内能转化为机械能的机械，这就叫做这就叫做热机热机。一、热机的定义：二、二、热机的种类：热机的种类：蒸气机、内燃机、汽轮机、蒸气机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。喷气发动机等。新课讲授三、内燃机三、内燃机（一）内燃机的定义：（一）内燃机的定义：（二）内燃机的种类：（二）内燃机的种类：燃料在机械内燃料在机械内部燃烧的热机部燃烧的热机汽油机、柴油机汽油机、柴油机四、汽油机的构造四、汽油机的构造火花塞火花塞进气气门活塞活塞连杆杆气缸气缸排气排气门曲曲轴汽油机工作时，活塞在汽缸里做往复运动，活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做冲程。吸气吸气压缩做功做功排气排气汽油机（内燃机）汽油机（内燃机）的冲程和工作循环的冲程和工作循环1 吸气冲程 进气门进气门 ，排气门排气门 。活。活塞由塞由 运运动，动， 组组成的燃料混合物从进成的燃料混合物从进气门吸入气缸。气门吸入气缸。打开打开关闭关闭上端向下端上端向下端汽油和空气汽油和空气2 压缩冲程 进气门和排气进气门和排气门都门都关闭关闭，活塞，活塞向向上上运动，燃料混合运动，燃料混合物被压缩，压强增物被压缩，压强增大，温度大，温度升高升高。3 做功冲程 在压缩冲程在压缩冲程结束结束时，火花塞产生时，火花塞产生电火电火花花，使燃料猛烈燃烧，使燃料猛烈燃烧，产生产生高温高压高温高压的燃气，的燃气，推动活塞推动活塞向下向下运动，运动，并通过连杆带动曲轴并通过连杆带动曲轴转动转动。4 排气冲程 进气门进气门关闭关闭，排，排气门气门打开打开，活塞，活塞向上向上运动，把废气排出气运动，把废气排出气缸。缸。燃燃烧烧后后的的废废气气吸气压缩做功排气1、在四个冲程中，哪、在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的些冲程发生了能量的转化？转化？2、哪个冲程使汽车获、哪个冲程使汽车获得了动力？得了动力？3、哪个冲程排出了汽、哪个冲程排出了汽车的尾气？车的尾气？机械能转化为内能内能转化为机械能获 得动 力排出尾气排出尾气 在 冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能。其余三个冲程靠消耗飞轮的机械能来完成.归纳：归纳：做功思考题：思考题： 某汽油机飞轮转速为某汽油机飞轮转速为3000r/min3000r/min，那么，每秒，那么，每秒钟内完成钟内完成 个冲程，活塞往复个冲程，活塞往复 次，燃次，燃气推动活塞做功的次数为气推动活塞做功的次数为 次。次。请注意：请注意：3000r/min=50r/s3000r/min=50r/s 一个工作循环由四个冲程组成，曲轴旋一个工作循环由四个冲程组成，曲轴旋转两周，活塞往复两次，对外做功一次转两周，活塞往复两次，对外做功一次100502522五、柴油机的构造五、柴油机的构造喷油嘴喷油嘴进气门进气门活塞活塞连杆连杆排气门排气门气缸气缸曲轴曲轴火花塞1 1、柴油机工作原理、柴油机工作原理吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程 汽油机和柴油机的结构和在工作汽油机和柴油机的结构和在工作过程有什么相同点，有什么不同点？过程有什么相同点，有什么不同点？2、想想议议1 1基本构造和主要部件的作用相似。基本构造和主要部件的作用相似。2 2 每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。压缩冲程、做功冲程、排气冲程。3 3 四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。三个冲程靠飞轮惯性完成。4 4 一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。两周，做功一次。（一）相同点1 1、构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，、构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。而柴油机气缸顶部有喷油嘴。2 2 、燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而、燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。柴油机的燃料是柴油。3 3 、吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的、吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。混合气体，柴油机只吸进空气。4 4 、点火不同：汽油机属点燃式点火，柴、点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。油机属压燃式点火。（二）不同点你知道吗？A A、实际上，柴油机产生的、实际上，柴油机产生的动动力更力更强强大大，原因是在做功冲，原因是在做功冲程，程，柴油机柴油机对对空气的空气的压缩压缩比汽油机更高比汽油机更高，因此柴油机工作，因此柴油机工作过程中过程中压强更大压强更大，其各部件的结构强度更强。这导致柴油，其各部件的结构强度更强。这导致柴油机比较笨重。因此，柴油机机比较笨重。因此，柴油机主要应用主要应用到到载载重汽重汽车车、拖拉机、坦克、火拖拉机、坦克、火车车、轮轮船船上。上。B B、柴油机存在的主要问题：噪声大、体积大、污染严重。、柴油机存在的主要问题：噪声大、体积大、污染严重。这是柴油机的技术更新方向！这是柴油机的技术更新方向！C C、汽油机的效率、汽油机的效率较低较低：202030%30%； 柴油机效率柴油机效率稍高稍高：303045%45%。归纳与总结在一个工作循环中：在一个工作循环中：A、活塞：、活塞：往复两次往复两次。 B、曲轴：、曲轴：转动两周转动两周。C、完成：、完成：四个冲程四个冲程。 D、对外做功：、对外做功：一次一次。E、辅助冲程：有、辅助冲程：有3个个辅助冲程，都靠辅助冲程，都靠飞轮惯性飞轮惯性来完成。来完成。练习：练习：一台汽油机飞轮转速为一台汽油机飞轮转速为1200R/1200R/分，则分，则在在1 1秒内秒内完成完成 个循环，个循环，对外做功对外做功 次，完成次，完成 个个辅助冲程辅助冲程。101030解法提要：解法提要：先求先求1s1s飞轮转动的圈数飞轮转动的圈数：1200R/60s=1200R/60s=20R/s20R/s，因为转动因为转动2 2周是一个工作循环，故得解。周是一个工作循环，故得解。再见！再见！