十四章第一節(jié)熱機(jī)

1、討論這個(gè)實(shí)驗(yàn)中討論這個(gè)實(shí)驗(yàn)中能量轉(zhuǎn)化的情況。能量轉(zhuǎn)化的情況。一、熱機(jī)一、熱機(jī)演示演示燃料燃燒時(shí)燃料燃燒時(shí)轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為，傳給水，傳給水和水蒸氣；水蒸氣把和水蒸氣；水蒸氣把塞子沖出去，塞子沖出去，轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化為塞子的化為塞子的。利用內(nèi)能做功的機(jī)器有很多，例如利用內(nèi)能做功的機(jī)器有很多，例如蒸汽機(jī)蒸汽機(jī)、內(nèi)燃內(nèi)燃機(jī)機(jī)、汽輪機(jī)汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。等。 蒸汽機(jī)車蒸汽機(jī)車 蒸汽機(jī)車蒸汽機(jī)車 噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī) 火箭發(fā)動(dòng)機(jī)火箭發(fā)動(dòng)機(jī) 火電站的汽輪機(jī)火電站的汽輪機(jī)2 2、內(nèi)燃機(jī)分為、內(nèi)燃機(jī)分為汽油機(jī)汽油機(jī)和和柴油機(jī)柴油機(jī)兩大類兩大類使用使用汽油汽油作為燃料的作為燃料的叫叫汽油機(jī)汽油機(jī)。使用柴油作為燃料的

2、使用柴油作為燃料的叫叫柴油機(jī)柴油機(jī)。1、燃料直接在、燃料直接在氣缸內(nèi)氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī)叫內(nèi)燃機(jī)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī)叫內(nèi)燃機(jī)二、內(nèi)燃機(jī)二、內(nèi)燃機(jī)三、汽油機(jī)三、汽油機(jī)吸氣沖程吸氣沖程2 2、汽油機(jī)的工作過程、汽油機(jī)的工作過程壓縮沖程壓縮沖程 做功沖程做功沖程 排氣沖程排氣沖程開開機(jī)機(jī)關(guān)關(guān)機(jī)機(jī)吸氣沖程吸氣沖程 壓縮沖程壓縮沖程 做功沖程做功沖程排氣沖程排氣沖程吸氣沖程吸氣沖程 進(jìn)氣門打開進(jìn)氣門打開，排排氣門關(guān)閉氣門關(guān)閉，活塞活塞通通過連桿在曲軸的帶過連桿在曲軸的帶動(dòng)下動(dòng)下由上端向下運(yùn)由上端向下運(yùn)動(dòng)動(dòng)，此時(shí)，此時(shí)，汽油和汽油和空氣空氣組成的燃料混組成的燃料混合物被吸入氣缸合物被吸入氣缸。壓縮沖程

3、進(jìn)氣門和排氣門進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉都關(guān)閉，活塞，活塞通過連通過連桿在曲軸的帶動(dòng)下桿在曲軸的帶動(dòng)下由由下向上運(yùn)動(dòng)，燃料混下向上運(yùn)動(dòng)，燃料混合物合物被壓縮被壓縮，混合氣，混合氣體的體的壓強(qiáng)增大壓強(qiáng)增大，溫度溫度升高升高。機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能做功沖程進(jìn)氣門和排氣門進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉都關(guān)閉，在壓縮沖程末尾時(shí)，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛使燃料猛烈燃燒烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，高溫高壓的燃?xì)馊細(xì)馔苿?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，并通過連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，該內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，該沖程使機(jī)械沖程使機(jī)械獲得動(dòng)力。獲得動(dòng)力。排氣沖程 進(jìn)氣門進(jìn)氣門關(guān)閉，關(guān)閉，排氣門排氣門打開，打開，活塞活

4、塞由由下向上運(yùn)動(dòng)，把下向上運(yùn)動(dòng)，把廢氣廢氣排出氣缸。排出氣缸?；钊钊ㄟ^通過連桿在曲軸的帶動(dòng)下連桿在曲軸的帶動(dòng)下又又向下運(yùn)動(dòng)向下運(yùn)動(dòng)，開始下，開始下一個(gè)一個(gè)工作循環(huán)工作循環(huán)。1在四個(gè)沖程中，哪些沖程發(fā)生了能量的轉(zhuǎn)化？在四個(gè)沖程中，哪些沖程發(fā)生了能量的轉(zhuǎn)化？2哪個(gè)沖程使汽車獲得動(dòng)力？哪個(gè)沖程使汽車獲得動(dòng)力？3哪個(gè)沖程排出了汽車的尾氣？哪個(gè)沖程排出了汽車的尾氣？4老式摩托在啟動(dòng)時(shí)，需踏動(dòng)啟動(dòng)桿，這是為什么？老式摩托在啟動(dòng)時(shí)，需踏動(dòng)啟動(dòng)桿，這是為什么？5現(xiàn)代汽車?yán)锏默F(xiàn)代汽車?yán)锏摹榜R達(dá)馬達(dá)”起什么作用？起什么作用？想想議議想想議議壓縮沖程和做功沖程壓縮沖程和做功沖程做功沖程做功沖程排氣沖程排氣沖程通

5、過外力使通過外力使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)使汽車獲得動(dòng)力使汽車獲得動(dòng)力小結(jié)：例：一臺(tái)四沖程內(nèi)燃機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速為例：一臺(tái)四沖程內(nèi)燃機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速為1800r/min,則一秒鐘有則一秒鐘有 個(gè)工作循環(huán)，對(duì)外做功個(gè)工作循環(huán)，對(duì)外做功 次，次，活塞往返運(yùn)動(dòng)活塞往返運(yùn)動(dòng) ,有有 個(gè)沖程。個(gè)沖程。15153060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：是：柴油機(jī)通過壓縮空氣直接點(diǎn)燃柴油柴油機(jī)通過壓縮空氣直接點(diǎn)燃柴油。柴油機(jī)柴油機(jī)的汽缸頂部沒有火花塞，而有一個(gè)噴油嘴的汽缸頂部沒有火花塞，而有一個(gè)噴油嘴。吸入吸入物質(zhì)也只有空氣物質(zhì)也只有空氣，在壓縮沖程結(jié)束時(shí)，壓縮空氣，在壓縮沖程結(jié)

6、束時(shí)，壓縮空氣的溫度已經(jīng)超過柴油的燃點(diǎn)，此時(shí)從噴油嘴噴出的溫度已經(jīng)超過柴油的燃點(diǎn)，此時(shí)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氣就立刻燃燒起來。噴油嘴噴油嘴四、柴油機(jī)四、柴油機(jī)柴油機(jī)的構(gòu)造柴油機(jī)的構(gòu)造噴油嘴進(jìn)氣門活塞連桿排氣門氣缸曲軸柴油機(jī)工作原理柴油機(jī)工作原理吸氣沖程吸氣沖程 壓縮沖程壓縮沖程 做功沖程做功沖程 排氣沖程排氣沖程吸氣沖程吸氣沖程空氣 進(jìn)氣門打開，排氣門進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉?；钊缮隙讼蛳露岁P(guān)閉?；钊缮隙讼蛳露诉\(yùn)動(dòng)，將運(yùn)動(dòng)，將空氣空氣吸進(jìn)氣缸。吸進(jìn)氣缸。壓縮沖程壓縮沖程 進(jìn)氣門進(jìn)氣門和和排氣門排氣門都都關(guān)閉關(guān)閉，活塞活塞向上向上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)，活塞活塞

7、把空氣壓縮得很把空氣壓縮得很小，空氣的壓強(qiáng)更大，溫度更高小，空氣的壓強(qiáng)更大，溫度更高。在壓縮沖程末，缸內(nèi)空氣溫度。在壓縮沖程末，缸內(nèi)空氣溫度已超過柴油的著火點(diǎn)。已超過柴油的著火點(diǎn)。做功沖程做功沖程 在壓縮沖程末，從在壓縮沖程末，從噴油嘴噴油嘴噴出噴出的霧狀柴油遇到熱空氣立即猛烈燃的霧狀柴油遇到熱空氣立即猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，推?dòng)活燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，推?dòng)活塞向塞向下下運(yùn)動(dòng)，并通過連桿帶動(dòng)曲軸運(yùn)動(dòng)，并通過連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)。做功沖程做功沖程 在壓縮沖程末，從在壓縮沖程末，從噴油嘴噴油嘴噴出噴出的霧狀柴油遇到熱空氣立即猛烈燃的霧狀柴油遇到熱空氣立即猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，推?dòng)

8、活燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，推?dòng)活塞向塞向下下運(yùn)動(dòng)，并通過連桿帶動(dòng)曲軸運(yùn)動(dòng)，并通過連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)動(dòng)。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)的工作過程有什么相同點(diǎn)，有什么不同點(diǎn)？么相同點(diǎn)，有什么不同點(diǎn)？汽油機(jī)和柴油機(jī)汽油機(jī)和柴油機(jī) 的異同點(diǎn)比較的異同點(diǎn)比較1 1、都是燃料在汽缸中燃燒。、都是燃料在汽缸中燃燒。2 2、都是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。、都是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。3 3、都是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程構(gòu)成一個(gè)、都是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程構(gòu)成一個(gè)工作循環(huán)，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，活塞往復(fù)兩次，對(duì)工作循環(huán)，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，活塞往復(fù)兩次，對(duì)外

9、做功一次。外做功一次。4 4、都是先靠外力使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來，只有做功沖、都是先靠外力使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來，只有做功沖程對(duì)外做功，其余三個(gè)沖程靠飛輪慣性完成。程對(duì)外做功，其余三個(gè)沖程靠飛輪慣性完成。5 5、排氣沖程排出廢氣相同。、排氣沖程排出廢氣相同。相同相同點(diǎn)點(diǎn)不同點(diǎn)不同點(diǎn)1.1.構(gòu)造構(gòu)造：汽油機(jī)汽油機(jī)氣缸頂部有氣缸頂部有火花塞火花塞; ;柴油機(jī)柴油機(jī)氣缸頂部有氣缸頂部有噴油嘴噴油嘴。2.2.燃料燃料：汽油機(jī)汽油機(jī)是是汽油汽油; ;柴油機(jī)柴油機(jī)是是柴油柴油。3.3.吸氣吸氣：汽油機(jī)汽油機(jī)吸進(jìn)汽油和空氣的吸進(jìn)汽油和空氣的混合氣體混合氣體；柴油機(jī)柴油機(jī)只只吸進(jìn)吸進(jìn)空氣空氣。4.4.點(diǎn)火點(diǎn)火：汽

10、油機(jī)汽油機(jī)屬屬點(diǎn)燃式點(diǎn)燃式點(diǎn)火，點(diǎn)火，柴油機(jī)柴油機(jī)屬屬壓燃式壓燃式點(diǎn)火。點(diǎn)火。柴油機(jī)比較笨重，主要用于載重汽車、拖柴油機(jī)比較笨重，主要用于載重汽車、拖拉機(jī)、火車輪船上。拉機(jī)、火車輪船上。 汽油機(jī)轉(zhuǎn)速高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕，造價(jià)低汽油機(jī)轉(zhuǎn)速高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，質(zhì)量輕，造價(jià)低廉，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，使用維修方便。汽油機(jī)在汽車上廉，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，使用維修方便。汽油機(jī)在汽車上，特別是小型汽車上大量使用，至今不衰。，特別是小型汽車上大量使用，至今不衰。 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)相比柴油機(jī)對(duì)空氣柴油發(fā)動(dòng)機(jī)與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)相比柴油機(jī)對(duì)空氣的壓縮程度比汽油機(jī)高因此輸出功率更大，熱效的壓縮程度比汽油機(jī)高因此輸出功率更大，熱效率更高，因而從

11、節(jié)約能源、降低燃料成本角度上率更高，因而從節(jié)約能源、降低燃料成本角度上講，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)轎車的推廣使用具有重大意義。講，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)轎車的推廣使用具有重大意義。汽油機(jī)和柴油機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)汽油機(jī)和柴油機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)下圖為內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程。其中把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖下圖為內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程。其中把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程是（程是（ ）；）；把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的沖程是（把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的沖程是（ ）；把廢氣排出去的沖程是（把廢氣排出去的沖程是（ ）；）；依靠飛輪慣性完成的依靠飛輪慣性完成的沖程是（沖程是（ ） DADBC練一練練一練B C D A C下圖中，甲為四沖程內(nèi)燃機(jī)吸氣沖程的示意圖，圖中畫出下圖中，甲為四沖程內(nèi)燃機(jī)吸氣沖程的示意圖，圖中畫出了吸氣沖程中的活塞和曲軸的位置和進(jìn)氣門、排氣門的開了吸氣沖程中的活塞和曲軸的位置和進(jìn)氣門、排氣門的開閉情況。請(qǐng)?jiān)趫D乙、丙、丁中，分別畫出壓縮、做功、排閉情況。請(qǐng)?jiān)趫D乙、丙、丁中，分別畫出壓縮、做功、排氣沖程中氣沖程中活塞和曲軸的位置和進(jìn)氣門、排氣門的開閉情況?；钊颓S的位置和進(jìn)氣門、排氣門的開閉情況。甲吸氣甲吸氣乙壓縮乙壓縮丙做功丙做功丁排氣丁排氣常見的幾種熱機(jī)常見的幾種熱機(jī)1、汽輪發(fā)動(dòng)機(jī)、汽輪發(fā)動(dòng)機(jī) 包括蒸汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)。它們通過高溫高壓的水蒸氣或燃燒燃料產(chǎn)生的燃?xì)馔苿?dòng)一系列渦輪葉片旋轉(zhuǎn)