第十三章 第三节内燃机

1、热蒸汽热蒸汽为我们提供了强大的推力，把人们从繁为我们提供了强大的推力，把人们从繁重的体力劳作中解放出来。重的体力劳作中解放出来。蒸汽机带来一场革命！第一次工业革命！蒸汽机带来一场革命！第一次工业革命！ 向瓦特致敬！向瓦特致敬！世界上第一台蒸汽机是由古世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家希罗于希腊数学家希罗于 1 1 世纪发明世纪发明的汽转球，但它只不过是一个玩的汽转球，但它只不过是一个玩具而已。具而已。 瓦特在前人的启迪下，对蒸瓦特在前人的启迪下，对蒸汽机作出一系列重大改进，在工汽机作出一系列重大改进，在工业上得到广泛应用。他开辟了人业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源新时代，标志着工业类利用

2、能源新时代，标志着工业革命的开始。革命的开始。其实，瓦特观察水壶中的水其实，瓦特观察水壶中的水烧开，推动壶盖，从而发明了蒸烧开，推动壶盖，从而发明了蒸汽机，是一个善意的杜撰。汽机，是一个善意的杜撰。蒸汽机的遗憾蒸汽机的遗憾体积太庞大体积太庞大用什么来代替用什么来代替高温高压的水蒸气高温高压的水蒸气呢？那样，锅炉就呢？那样，锅炉就可以不要啦！可以不要啦！想一想想一想最早的汽车（最早的汽车（1886年）年）汽车中的巨无霸汽车中的巨无霸（额定核载（额定核载360吨）吨）内燃机内燃机电气时代第二次工业革命电气时代第二次工业革命 最快的汽车（最快的汽车（1 600 km/h）内燃机分为汽油机和柴油机两大

3、类内燃机分为汽油机和柴油机两大类使用汽油作为使用汽油作为燃料的叫燃料的叫汽油机汽油机。使用柴油作为使用柴油作为燃料的叫燃料的叫柴油机柴油机。内燃机的分类内燃机的分类 如图所示，在如图所示，在试管内装些水，用试管内装些水，用橡皮塞塞住，加热橡皮塞塞住，加热使水沸腾，会看到使水沸腾，会看到什么现象？什么现象？在这一过程中能量如何转化呢？在这一过程中能量如何转化呢？一、热机的原理一、热机的原理现象：现象： 软木塞冲出；管口有软木塞冲出；管口有“白汽白汽”产生产生说明说明: : 水蒸汽对木塞做功水蒸汽对木塞做功, ,内能减少内能减少, ,它的温度下降它的温度下降, ,水蒸水蒸汽液化成小水珠汽液化成小水

4、珠. .燃料的化学能燃料的化学能 转化为内能，转化为内能，内能转变成机械能内能转变成机械能水蒸气水蒸气使机械获得动力。使机械获得动力。能量转化：能量转化：应用：应用：热机（将内能转化为机械能的机械）热机（将内能转化为机械能的机械）一、一、热机热机蒸汽机蒸汽机内燃机内燃机喷气发动机喷气发动机火箭等火箭等内燃机分类内燃机分类：汽油机汽油机柴油机柴油机二、汽油机二、汽油机进气阀进气阀火花塞火花塞气缸气缸活塞活塞曲轴曲轴连杆连杆排气阀排气阀飞轮飞轮一、构造一、构造： 二、二、工作原理工作原理：几个名词：几个名词：1 1、一个冲程：、一个冲程：2 2、一个工作循环：、一个工作循环： 活塞在汽缸内往复运动

5、时，从汽缸活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程。的一端运动到另一端的过程。 把这四个冲程称为发动机的一个工把这四个冲程称为发动机的一个工作循环。作循环。吸气冲程吸气冲程汽油和空气汽油和空气 打开，打开， 关关闭。活塞由闭。活塞由 向向 运动，汽油和空气组成运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门的燃料混合物从进气门吸入气缸。吸入气缸。进气门进气门排气门排气门上端上端下端下端压缩冲程压缩冲程 进气门和排气门都进气门和排气门都 ，活塞向活塞向 运动，燃料混合运动，燃料混合物被压缩，物被压缩， 增大，增大， 升高升高, ,机械能转化为机械能转化为 。关闭关闭上上压强压强温度温度内能

6、内能做功冲程做功冲程 在压缩冲程末尾在压缩冲程末尾， 产生电火花，使产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞高压的燃气，推动活塞 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。内能转内能转化为化为 。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， 打打开，活塞开，活塞 运动，把运动，把废气排出气缸。废气排出气缸。进气门进气门排气门排气门向上向上一个工作循环包括四个冲程。一个工作循环包括四个冲程。一个工作循环中，一个工作循环中，活塞往返两次，曲轴飞轮转活塞往返两次，曲轴飞轮转动两周，对外做功一次动两周，对

7、外做功一次。飞轮、曲轴转两周做功一次，飞轮、曲轴转两周做功一次，1min转转1800周，做功几次？周，做功几次？思考：思考：900次次柴油机结构和汽油机相似，它们的主要区别柴油机结构和汽油机相似，它们的主要区别是：柴油机通过压缩空气直接点燃柴油。柴油机是：柴油机通过压缩空气直接点燃柴油。柴油机的汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。吸入的汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。吸入物质也只有空气，在压缩冲程结束时，压缩空气物质也只有空气，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。的雾状柴油遇到热空

8、气就立刻燃烧起来。喷油嘴喷油嘴三、柴油机三、柴油机想想议议：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么相同点相同点，有什么，有什么不同点不同点？动画演示；汽油机和柴油机的工作过程动画演示；汽油机和柴油机的工作过程 1. 1.一个工作循环有一个工作循环有 个冲程，飞轮转个冲程，飞轮转动动 周，对外做功周，对外做功 次，活塞往复运动次，活塞往复运动 次，其他冲程靠飞轮的次，其他冲程靠飞轮的惯性惯性完成。完成。 2.2.在汽油机工作的四个冲程中，内能最大在汽油机工作的四个冲程中，内能最大的冲程是。内能最小的冲程是的冲程是。内能最小的冲程是。四四二二一一二二做功冲程做功冲程吸气冲程吸气冲程练一练练一练3 3、汽油机在某个冲程中，进气门和排气门都关、汽油机在某个冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，此冲程是（闭，活塞向上运动，此冲程是（ ） A.A.吸气程吸气程 B.B.压缩冲程压缩冲程 C.C.做功冲程做功冲程 D.D.排气冲程排气冲程4 4、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( ( ) )冲程冲程, ,做功冲程是做功冲程是( )( )能转化能转化为为( )( )能能. . B B压缩压缩内内机械机械练一练练一练练一练练一练5 5、汽油