第十四章 一、热机课件

1、 实验一：观察下面的实验现象，并解实验一：观察下面的实验现象，并解 释你看到的现象。释你看到的现象。 你看到了什么现象？产生这一现象的原因是什么？在这你看到了什么现象？产生这一现象的原因是什么？在这 个过程中能量是如何转化的？个过程中能量是如何转化的？ 实验二：观察下面的实验现象，并解实验二：观察下面的实验现象，并解 释你看到的现象。释你看到的现象。 你看到了什么现象？产生这一现象的原因是什么？在这你看到了什么现象？产生这一现象的原因是什么？在这 个过程中能量是如何转化的？个过程中能量是如何转化的？ 塞子冲出的过程中，能量的转化：塞子冲出的过程中，能量的转化： 燃料的燃料的_能能 水蒸气的水蒸

2、气的_塞子运动的塞子运动的_; 热机的能量转换：热机的能量转换： 燃料的燃料的_能能 _； 做功做功燃烧燃烧 热机是把热机是把_能转化为能转化为_能的机器。能的机器。 一、热机的定义一、热机的定义 化学 内能 机械能 化学 内能机械能 内机械 常见的热机及其应用（内燃机是最常常见的热机及其应用（内燃机是最常 见的热机）见的热机） 一种常见的内燃机剖面图一种常见的内燃机剖面图 1、观察图回答汽油机的构造：、观察图回答汽油机的构造： 上部有上部有 和和 ， 顶部有顶部有 。 主体是主体是 ，内有，内有 , 它通过它通过 _ 与与 相连。相连。 气缸气缸 活塞活塞 连杆连杆曲轴曲轴 进气门进气门 排

3、气门排气门 火花塞火花塞 四冲程汽油机工作过程四冲程汽油机工作过程 想想议议：想想议议： 1.1.在四个冲程中，在四个冲程中， 哪些冲程发生了哪些冲程发生了 能量的转化？能量的转化？ 2.2.哪个冲程使汽车哪个冲程使汽车 获得动力？获得动力？ 3.3.哪个冲程排出了哪个冲程排出了 汽车的尾气？汽车的尾气？ 小结：小结：汽油机一个工作循环包括汽油机一个工作循环包括 冲程，冲程， 活塞往复活塞往复 次，曲轴转动次，曲轴转动 圈，与曲轴圈，与曲轴 相连的飞轮也转相连的飞轮也转_圈，做功圈，做功 次。有次。有 次能量转化。次能量转化。 汽油机工作的四个冲程中，只有汽油机工作的四个冲程中，只有_ 燃气对

4、外做功，其他三个冲程都是辅助燃气对外做功，其他三个冲程都是辅助 冲程，要靠安装在曲轴上的冲程，要靠安装在曲轴上的 _ 来完成。必须靠来完成。必须靠外力外力来启动来启动. 做功冲程做功冲程 飞轮的惯性飞轮的惯性 4 22 12 2 汽车在开动前，是如何使内汽车在开动前，是如何使内 燃机起动的？燃机起动的？ 答：答：通过通过_先使飞轮和曲轴转动起来，由先使飞轮和曲轴转动起来，由 曲轴通过连杆带动活塞运动，消耗曲轴通过连杆带动活塞运动，消耗_能来帮助能来帮助 内燃机完成吸气、压缩两个冲程内燃机完成吸气、压缩两个冲程. .内燃机一旦开始内燃机一旦开始 做功，做功，_能就会转化成曲轴的能就会转化成曲轴的

5、_能。这时能。这时 曲轴获得的机械能一部分通过做功，一部分通过曲轴获得的机械能一部分通过做功，一部分通过 飞轮（与曲轴相连的质量较大的轮子）保存起来。飞轮（与曲轴相连的质量较大的轮子）保存起来。 然后依靠飞轮的然后依靠飞轮的_性再反过来向外输出带动曲性再反过来向外输出带动曲 轴转动，靠消耗飞轮的轴转动，靠消耗飞轮的_能完成排气以及下能完成排气以及下 一循环的吸气、压缩。这样内燃机就可连续工作一循环的吸气、压缩。这样内燃机就可连续工作 下去了。下去了。 外力外力 机械机械 内内机械机械 惯惯 机械机械 第一冲程第一冲程： 。进气门。进气门 ，排，排 气门气门 ，活塞由汽缸最，活塞由汽缸最 向向

6、运动，运动， 和和 的混合物从的混合物从 被吸入汽缸。当被吸入汽缸。当 活塞运动到汽缸的最下端活塞运动到汽缸的最下端，_ 关关 闭，闭， 曲轴转动曲轴转动 圈。圈。 第二冲程第二冲程： .进气门进气门 和排气和排气 门门 ，活塞由汽缸最，活塞由汽缸最 向向 运动，运动， 燃料的混合物被燃料的混合物被 ，汽缸内温度，汽缸内温度 ， 气压气压 。曲轴转动。曲轴转动 圈。在此过程中，圈。在此过程中， 转化转化 。 吸气冲程吸气冲程打开打开 关闭关闭 上端上端 下下 汽油汽油空气空气 进气门进气门 进气门进气门 半半 都关闭都关闭下端下端上上 压缩压缩 升高升高 增大增大 半半 机械能机械能 内能内能

7、 压缩冲程压缩冲程 第三冲程第三冲程： 。在压缩冲程末，火。在压缩冲程末，火 花塞产生电火花（花塞产生电火花（点燃式点燃式），燃料混合物剧），燃料混合物剧 烈燃烧，产生烈燃烧，产生 的燃气，推动活塞的燃气，推动活塞 由汽缸向由汽缸向 运动，并通过连杆驱使曲轴转运动，并通过连杆驱使曲轴转 动，动， 曲轴转动曲轴转动 圈。圈。 在此冲程中，在此冲程中， 转化转化 。 第四冲程第四冲程： 。进气门。进气门 ，排气，排气 门门 ，活塞由汽缸最，活塞由汽缸最 向向 运动，运动， 把废气排出汽缸。当活塞运动到汽缸的最上把废气排出汽缸。当活塞运动到汽缸的最上 端，端， 关闭，关闭， 曲轴转动曲轴转动 圈。圈

8、。 做功冲程做功冲程 高温高压高温高压 下下 半半 内能内能 机械能机械能 排气冲程排气冲程关闭关闭 打开打开 下端下端上上 排气门排气门 半半 柴油机的构造柴油机的构造 喷油嘴 进气门 活塞 连杆 排气门 气缸 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 吸气冲程吸气冲程 空气 进气门打开，排气门 关闭。活塞由上端向下端 运动，将空气吸进气缸。 压缩冲程压缩冲程 进气门和排气门都关闭，活 塞向上运动，活塞把空气压缩得 很小，空气的压强更大，温度更 高。在压缩冲程末，缸内空气温 度已超过柴油的着火点。 做功冲程做功冲程 在压缩冲程

9、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。 排气冲程排气冲程 燃烧后的废气 进气门关闭，排气门打 开，活塞向上运动，把废气 排出气缸。 想想议议：想想议议： 汽油机和柴油机的工作过程有什汽油机和柴油机的工作过程有什 么相同点，有什么不同点？么相同点，有什么不同点？ 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 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 四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余四个冲

10、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 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。 相同点 不同点不同点 1构造不同构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机 气缸顶部有喷油嘴。气缸顶部有喷油嘴。 2 燃料不同燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的 燃料是柴油。燃料是柴油。 3 吸气不同吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体：汽油机吸进汽油和空气的混合气体 ，柴油机只吸进空气。，柴油机只吸进空气。 4 点火不同点火

11、不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压：汽油机属点燃式点火，柴油机属压 燃式点火。燃式点火。 3.3.内燃机的应用内燃机的应用 汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型 农业机械上面。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。要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。 1.四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.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. 4.四冲程汽油机的三个辅助冲程靠飞机的四冲程汽油机的三个辅助冲程靠飞机的( )来来 完成完成 思考思考: : 压缩压缩 内能内能 机械机械 30 惯性惯性 知识应用知识应用 2某四冲程汽油机某四冲程汽油机,曲轴转速曲轴转速1200转转/分分,则该汽油机则该汽油机 每秒每秒做功做功 次次,有有 个冲程个冲程, 飞轮转飞轮转 周周. 1.单缸四冲程内燃机完成单缸四冲程内燃机完成40个冲程个冲程,关于做功和飞关于做功和飞 轮转动的