第十三章 第三節(jié)內(nèi)燃機(jī)

1、熱蒸汽熱蒸汽為我們提供了強(qiáng)大的推力，把人們從繁為我們提供了強(qiáng)大的推力，把人們從繁重的體力勞作中解放出來。重的體力勞作中解放出來。蒸汽機(jī)帶來一場革命！第一次工業(yè)革命！蒸汽機(jī)帶來一場革命！第一次工業(yè)革命！ 向瓦特致敬！向瓦特致敬！世界上第一臺蒸汽機(jī)是由古世界上第一臺蒸汽機(jī)是由古希臘數(shù)學(xué)家希羅于希臘數(shù)學(xué)家希羅于 1 1 世紀(jì)發(fā)明世紀(jì)發(fā)明的汽轉(zhuǎn)球，但它只不過是一個玩的汽轉(zhuǎn)球，但它只不過是一個玩具而已。具而已。 瓦特在前人的啟迪下，對蒸瓦特在前人的啟迪下，對蒸汽機(jī)作出一系列重大改進(jìn)，在工汽機(jī)作出一系列重大改進(jìn)，在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。他開辟了人業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。他開辟了人類利用能源新時代，標(biāo)志著工業(yè)類利用

2、能源新時代，標(biāo)志著工業(yè)革命的開始。革命的開始。其實，瓦特觀察水壺中的水其實，瓦特觀察水壺中的水燒開，推動壺蓋，從而發(fā)明了蒸燒開，推動壺蓋，從而發(fā)明了蒸汽機(jī)，是一個善意的杜撰。汽機(jī)，是一個善意的杜撰。蒸汽機(jī)的遺憾蒸汽機(jī)的遺憾體積太龐大體積太龐大用什么來代替用什么來代替高溫高壓的水蒸氣高溫高壓的水蒸氣呢？那樣，鍋爐就呢？那樣，鍋爐就可以不要啦！可以不要啦！想一想想一想最早的汽車（最早的汽車（1886年）年）汽車中的巨無霸汽車中的巨無霸（額定核載（額定核載360噸）噸）內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)電氣時代第二次工業(yè)革命電氣時代第二次工業(yè)革命 最快的汽車（最快的汽車（1 600 km/h）內(nèi)燃機(jī)分為汽油機(jī)和柴油機(jī)兩大

3、類內(nèi)燃機(jī)分為汽油機(jī)和柴油機(jī)兩大類使用汽油作為使用汽油作為燃料的叫燃料的叫汽油機(jī)汽油機(jī)。使用柴油作為使用柴油作為燃料的叫燃料的叫柴油機(jī)柴油機(jī)。內(nèi)燃機(jī)的分類內(nèi)燃機(jī)的分類 如圖所示，在如圖所示，在試管內(nèi)裝些水，用試管內(nèi)裝些水，用橡皮塞塞住，加熱橡皮塞塞住，加熱使水沸騰，會看到使水沸騰，會看到什么現(xiàn)象？什么現(xiàn)象？在這一過程中能量如何轉(zhuǎn)化呢？在這一過程中能量如何轉(zhuǎn)化呢？一、熱機(jī)的原理一、熱機(jī)的原理現(xiàn)象：現(xiàn)象： 軟木塞沖出；管口有軟木塞沖出；管口有“白汽白汽”產(chǎn)生產(chǎn)生說明說明: : 水蒸汽對木塞做功水蒸汽對木塞做功, ,內(nèi)能減少內(nèi)能減少, ,它的溫度下降它的溫度下降, ,水蒸水蒸汽液化成小水珠汽液化成小水

4、珠. .燃料的化學(xué)能燃料的化學(xué)能 轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能內(nèi)能轉(zhuǎn)變成機(jī)械能水蒸氣水蒸氣使機(jī)械獲得動力。使機(jī)械獲得動力。能量轉(zhuǎn)化：能量轉(zhuǎn)化：應(yīng)用：應(yīng)用：熱機(jī)（將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)械）熱機(jī)（將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)械）一、一、熱機(jī)熱機(jī)蒸汽機(jī)蒸汽機(jī)內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)噴氣發(fā)動機(jī)噴氣發(fā)動機(jī)火箭等火箭等內(nèi)燃機(jī)分類內(nèi)燃機(jī)分類：汽油機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)柴油機(jī)二、汽油機(jī)二、汽油機(jī)進(jìn)氣閥進(jìn)氣閥火花塞火花塞氣缸氣缸活塞活塞曲軸曲軸連桿連桿排氣閥排氣閥飛輪飛輪一、構(gòu)造一、構(gòu)造： 二、二、工作原理工作原理：幾個名詞：幾個名詞：1 1、一個沖程：、一個沖程：2 2、一個工作循環(huán)：、一個工作循環(huán)： 活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動

5、時，從汽缸活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動時，從汽缸的一端運(yùn)動到另一端的過程。的一端運(yùn)動到另一端的過程。 把這四個沖程稱為發(fā)動機(jī)的一個工把這四個沖程稱為發(fā)動機(jī)的一個工作循環(huán)。作循環(huán)。吸氣沖程吸氣沖程汽油和空氣汽油和空氣 打開，打開， 關(guān)關(guān)閉?；钊砷]。活塞由 向向 運(yùn)動，汽油和空氣組成運(yùn)動，汽油和空氣組成的燃料混合物從進(jìn)氣門的燃料混合物從進(jìn)氣門吸入氣缸。吸入氣缸。進(jìn)氣門進(jìn)氣門排氣門排氣門上端上端下端下端壓縮沖程壓縮沖程 進(jìn)氣門和排氣門都進(jìn)氣門和排氣門都 ，活塞向活塞向 運(yùn)動，燃料混合運(yùn)動，燃料混合物被壓縮，物被壓縮， 增大，增大， 升高升高, ,機(jī)械能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能轉(zhuǎn)化為 。關(guān)閉關(guān)閉上上壓強(qiáng)壓強(qiáng)溫度溫度內(nèi)能

6、內(nèi)能做功沖程做功沖程 在壓縮沖程末尾在壓縮沖程末尾， 產(chǎn)生電火花，使產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，推動活塞高壓的燃?xì)?，推動活?運(yùn)動，并通過連運(yùn)動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。內(nèi)能轉(zhuǎn)內(nèi)能轉(zhuǎn)化為化為 ?；鸹ㄈ鸹ㄈ蛳孪蛳聶C(jī)械能機(jī)械能排氣沖程排氣沖程燃燒后的廢氣燃燒后的廢氣 關(guān)閉，關(guān)閉， 打打開，活塞開，活塞 運(yùn)動，把運(yùn)動，把廢氣排出氣缸。廢氣排出氣缸。進(jìn)氣門進(jìn)氣門排氣門排氣門向上向上一個工作循環(huán)包括四個沖程。一個工作循環(huán)包括四個沖程。一個工作循環(huán)中，一個工作循環(huán)中，活塞往返兩次，曲軸飛輪轉(zhuǎn)活塞往返兩次，曲軸飛輪轉(zhuǎn)動兩周，對外做功一次動兩周，對

7、外做功一次。飛輪、曲軸轉(zhuǎn)兩周做功一次，飛輪、曲軸轉(zhuǎn)兩周做功一次，1min轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)1800周，做功幾次？周，做功幾次？思考：思考：900次次柴油機(jī)結(jié)構(gòu)和汽油機(jī)相似，它們的主要區(qū)別柴油機(jī)結(jié)構(gòu)和汽油機(jī)相似，它們的主要區(qū)別是：柴油機(jī)通過壓縮空氣直接點(diǎn)燃柴油。柴油機(jī)是：柴油機(jī)通過壓縮空氣直接點(diǎn)燃柴油。柴油機(jī)的汽缸頂部沒有火花塞，而有一個噴油嘴。吸入的汽缸頂部沒有火花塞，而有一個噴油嘴。吸入物質(zhì)也只有空氣，在壓縮沖程結(jié)束時，壓縮空氣物質(zhì)也只有空氣，在壓縮沖程結(jié)束時，壓縮空氣的溫度已經(jīng)超過柴油的燃點(diǎn)，此時從噴油嘴噴出的溫度已經(jīng)超過柴油的燃點(diǎn)，此時從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空氣就立刻燃燒起來。的霧狀柴油遇到熱空

8、氣就立刻燃燒起來。噴油嘴噴油嘴三、柴油機(jī)三、柴油機(jī)想想議議：想想議議： 汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作過程有什汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作過程有什么么相同點(diǎn)相同點(diǎn)，有什么，有什么不同點(diǎn)不同點(diǎn)？動畫演示；汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作過程動畫演示；汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作過程 1. 1.一個工作循環(huán)有一個工作循環(huán)有 個沖程，飛輪轉(zhuǎn)個沖程，飛輪轉(zhuǎn)動動 周，對外做功周，對外做功 次，活塞往復(fù)運(yùn)動次，活塞往復(fù)運(yùn)動 次，其他沖程靠飛輪的次，其他沖程靠飛輪的慣性慣性完成。完成。 2.2.在汽油機(jī)工作的四個沖程中，內(nèi)能最大在汽油機(jī)工作的四個沖程中，內(nèi)能最大的沖程是。內(nèi)能最小的沖程是的沖程是。內(nèi)能最小的沖程是。四四二二一一二二做功沖程做功沖程吸氣沖程吸氣沖程練一練練一練3 3、汽油機(jī)在某個沖程中，進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)、汽油機(jī)在某個沖程中，進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動，此沖程是（閉，活塞向上運(yùn)動，此沖程是（ ） A.A.吸氣程吸氣程 B.B.壓縮沖程壓縮沖程 C.C.做功沖程做功沖程 D.D.排氣沖程排氣沖程4 4、四沖程汽油機(jī)、四沖程汽油機(jī), ,由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是由機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是( ( ) )沖程沖程, ,做功沖程是做功沖程是( )( )能轉(zhuǎn)化能轉(zhuǎn)化為為( )( )能能. . B B壓縮壓縮內(nèi)內(nèi)機(jī)械機(jī)械練一練練一練練一練練一練5 5、汽油