【名校专供】141__热机.ppt

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1、知识准备知识准备v1.什么是内能？什么是内能？v2.改变内能的两种方法及实质？改变内能的两种方法及实质？14.1 热机热机会看到什么现象？会看到什么现象？塞子被冲出塞子被冲出在此过程中，能量是如何转化的？在此过程中，能量是如何转化的？燃料的化学能燃料的化学能水蒸气的内能水蒸气的内能塞子运动的机械能塞子运动的机械能热机：热机：燃料的化学能燃料的化学能内能内能机械能机械能做功做功燃烧燃烧热机是把内能转化为机械能的机器热机是把内能转化为机械能的机器热机的种类：热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机蒸汽机、内燃机、汽轮机喷气发动机、火箭等喷气发动机、火箭等2 2、原理：在气缸内燃烧燃料，产生高温、原理：在

2、气缸内燃烧燃料，产生高温高压的燃气，使燃气推动活塞而做功。高压的燃气，使燃气推动活塞而做功。 一、热机一、热机 1 1、定义：将、定义：将内能内能转化为转化为机械能机械能的装置。的装置。内燃机的种类内燃机的种类(1)(1)汽油机汽油机(2)(2)柴油机柴油机构造构造工作原理工作原理汽油机完整工作过汽油机完整工作过程程构造构造工作原理工作原理汽油机的构造汽油机的构造火花塞火花塞气缸气缸进气门进气门活塞活塞连杆连杆排气门排气门曲轴曲轴二、汽油机：二、汽油机：吸气吸气压缩压缩做功做功排气排气内燃机的内燃机的冲程冲程和和工作循环工作循环v工作过程工作过程v a、一个冲程：活塞从气缸的一端运动到另、一个

3、冲程：活塞从气缸的一端运动到另一端。一端。v b、四冲程：由吸气冲程、压缩冲程、做功、四冲程：由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程组成冲程、排气冲程组成汽油机工作原理汽油机工作原理吸气冲程吸气冲程压缩冲程压缩冲程做功冲程做功冲程排气冲程排气冲程（1）吸气冲程）吸气冲程汽油和空气汽油和空气 进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。（2）压缩冲程）压缩冲程 进气门和排气门都关进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大混合物被压缩，压强增大，温度升高。，温度升高。（3）做功冲程）做功冲程 在压缩冲程末尾，

4、火在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴动，并通过连杆带动曲轴转动。转动。（4）排气冲程）排气冲程燃烧后的废气 进气门关闭，进气门关闭，排气门打开，活塞排气门打开，活塞向上运动，把废气向上运动，把废气排出气缸。排出气缸。四冲程内燃机工作示意四冲程内燃机工作示意v工作原理工作原理vA、吸气冲程：吸进汽油与空气的混合物。、吸气冲程：吸进汽油与空气的混合物。vB、压缩冲程：燃料混合气体被压缩，温度升高、压缩冲程：燃料混合气体被压缩，温度升高、压强增大。此冲程将压强增大

5、。此冲程将机械能转化为内能机械能转化为内能vC、做功冲程：、做功冲程：点火方式：点燃式点火方式：点燃式v原理：混合气体猛烈燃烧，产生高温高压的燃原理：混合气体猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，燃气推动活塞对外做功。气，燃气推动活塞对外做功。 此冲程将此冲程将内能内能转化为机械能转化为机械能vD、排气冲程：排出废气，为下一个工作循环做、排气冲程：排出废气，为下一个工作循环做准备。准备。v其它小结其它小结v、在四个冲程中，只有做功冲程对外做、在四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其它三个冲程称为辅助冲程，要靠飞功，其它三个冲程称为辅助冲程，要靠飞轮的惯性来完成，所以汽油机在开始工作轮的惯性来完成，所以汽

6、油机在开始工作时要靠外力带动。时要靠外力带动。v、把四个冲程称为一个工作循环。、把四个冲程称为一个工作循环。v、一个工作循环活塞往复两次，、一个工作循环活塞往复两次，四个四个冲冲程，曲轴转动程，曲轴转动两转两转，对外做，对外做一次功一次功。一台四冲程内燃机的飞轮转速为一台四冲程内燃机的飞轮转速为1800 rmin，它，它s完成（完成（ ）A.30个冲程，做了个冲程，做了30次功次功B.60个冲程，做了个冲程，做了60次功次功C.120个冲程，做了个冲程，做了30次功次功D.60个冲程，做了个冲程，做了15次功次功D内燃机的启动内燃机的启动 内燃机不能自行启动。开始运转内燃机不能自行启动。开始运

7、转时，要靠时，要靠外力外力使飞轮和曲轴转动起来，使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后内燃机才能自己工作。内燃机才能自己工作。柴油机的构造柴油机的构造喷油嘴喷油嘴进气门进气门活塞活塞连连杆杆排气门排气门气缸气缸曲轴曲轴柴油机工作原理柴油机工作原理吸气冲程吸气冲程 压缩冲程压缩冲程 做功冲程做功冲程 排气冲程排气冲程（1）吸气冲程）吸气冲程空气空气 进气门打开，进气门打开，排气门关闭。活塞由上排气门关闭。活塞由上端向下端运动，将空气端向下端运动，将空气吸进气缸。吸进气缸。（2）压缩冲程）压缩冲程 进气门和排气门都关闭，进气门和排气门都关闭，活塞向上

8、运动，活塞把空气压活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，空气的压强更大，缩得很小，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，缸温度更高。在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴油的着火内空气温度已超过柴油的着火点。点。（3）做功冲程）做功冲程 在压缩冲程末，从喷油嘴在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。通过连杆带动曲轴转动。（4）排气冲程）排气冲程燃烧后的废气燃烧后的废气 进气门关闭，排气门打进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气开，活塞

9、向上运动，把废气排出气缸。排出气缸。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。柴油机与汽油机的相同点柴油机与汽油机的相同点柴油机与汽油机的区别柴油机与汽油机的区别v1、构造上的区别：汽

10、油机气缸顶部为火花塞；、构造上的区别：汽油机气缸顶部为火花塞；而柴油机气缸顶部为喷油嘴。而柴油机气缸顶部为喷油嘴。v2、工作过程中的区别：、工作过程中的区别：v吸气冲程：汽油机吸进的是空气和汽油的混合吸气冲程：汽油机吸进的是空气和汽油的混合物；而柴油机吸进的只是空气。物；而柴油机吸进的只是空气。v点火方式：汽油机为点燃式；而柴油机为压燃点火方式：汽油机为点燃式；而柴油机为压燃式。式。v3、工作效率不同：柴油机的效率一般比汽油机、工作效率不同：柴油机的效率一般比汽油机高。（原因：在压缩冲程末，柴油机气缸内燃气高。（原因：在压缩冲程末，柴油机气缸内燃气的温度和压强比汽油机高，对外做的功也较多。）的

11、温度和压强比汽油机高，对外做的功也较多。）汽油机的效率：汽油机的效率：2030%柴油机的效率：柴油机的效率：3045%你认为它们的效率比你想象的高？还是低？你猜想：汽油机、柴油机的效率你猜想：汽油机、柴油机的效率大约是多少？猜猜看！大约是多少？猜猜看！思考：思考：在内燃机中，燃料所释放的能量都到哪里去了？在内燃机中，燃料所释放的能量都到哪里去了？做有用功做有用功的能量的能量废气带走废气带走的能量的能量汽缸散热汽缸散热及摩擦损及摩擦损失的能量失的能量热机的效率：热机的效率：用来做有用功的能量，与燃料完全燃烧用来做有用功的能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比放出的能量之比内燃机的应用内燃机的应用 汽

12、油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。(1)(1)汽油机的应用汽油机的应用(2)(2)柴油机的应用柴油机的应用 柴油比较便宜，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。1.四冲程汽油机的工作过程由四冲程汽油机的工作过程由( )、( )、( )、( )四个冲程组成的四个冲程组成的.2.四冲程汽油机四冲程汽油机,由机械能转化为内能的是由机械能转化为内能的是( )冲冲程程,做功冲程是做功冲程是( )能转化为能转化为( )能能. 3.汽油机吸入汽缸的是汽油机吸入汽缸的是( ),点火方式是点火方式是( ).柴油机柴油机吸入汽缸的是吸入汽缸的是( ),点火方式是点火方式是( ).

13、4.某四冲程汽油机飞轮的转速是某四冲程汽油机飞轮的转速是3600R/min,则它每则它每秒钟对外做功秒钟对外做功( )次次.5.四冲程汽油机的三个辅助冲程靠飞轮的四冲程汽油机的三个辅助冲程靠飞轮的( )来完成来完成. 完成以下问题完成以下问题 （1）.热机是把热机是把_能转化为能转化为_能能 的装置。内燃机是燃料直接在发动机的装置。内燃机是燃料直接在发动机_ 燃烧产生动力的热机。最常见的内燃机，以燃烧产生动力的热机。最常见的内燃机，以 汽油或柴油为燃料，分别叫做汽油或柴油为燃料，分别叫做_和和 _。（。（2）工作过程以一个循环为一个工作过程以一个循环为一个 单元，一个循环有单元，一个循环有_个

14、冲程。包括：个冲程。包括：_ _ 、 _ 、 _四个冲程四个冲程内能内能机械机械汽缸内汽缸内汽油机汽油机柴油机柴油机四四吸气冲程吸气冲程压缩冲程压缩冲程做功冲程做功冲程排气冲程排气冲程吸气冲程吸气冲程汽油和空气汽油和空气 打开，打开， 关闭。关闭。活塞由活塞由 向向 运动，运动，汽油和空气组成的燃料汽油和空气组成的燃料混合物混合物从进气门吸入气从进气门吸入气缸。缸。进气门进气门排气门排气门上端上端下端下端跟踪练习跟踪练习压缩冲程压缩冲程 进气门和排气门都进气门和排气门都 ，活塞向活塞向 运动，燃料混合物运动，燃料混合物被压缩，被压缩， 增大，增大， 升高升高机械能转化为机械能转化为 。关闭关闭

15、上上压强压强温度温度内能内能跟踪练习跟踪练习做功冲程做功冲程 在压缩冲程末尾，在压缩冲程末尾， 产产生电火花，使燃料猛烈燃烧生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推，产生高温高压的燃气，推动活塞动活塞 运动，并通过连运动，并通过连杆带动曲轴转动。杆带动曲轴转动。内能转化内能转化为为 。跟踪练习跟踪练习火花塞火花塞向下向下机械能机械能排气冲程排气冲程燃烧后的废气燃烧后的废气 关闭，关闭， 打开，打开，活塞活塞 运动，把废气排运动，把废气排出气缸。出气缸。跟踪练习跟踪练习进气门进气门排气门排气门向上向上跟踪练习跟踪练习 1.一个工作循环有一个工作循环有 个冲程，个冲程，飞轮转动飞轮转动 周，对外做功周，对外做功 次，次，活塞往复运动活塞往复运动 次，其他冲程靠次，其他冲程靠飞轮的飞轮的惯性惯性完成。完成。 2.在汽油机工作的四个冲程中，在汽油机工作的四个冲程中，内能最大的冲程是。内内能最大的冲程是。内能最小的冲程是。能最小的冲程是。四四二二一一二二做功冲程做功冲程吸气冲程吸气冲程如图如图1 1表示内燃机工作循环中的一表示内燃机工作循环中的一个冲程，从气门的启闭和活塞的个冲程，从气门的启闭和活塞的运动可判断这运动可判断这是是 冲程。冲程。吸气吸气