四冲程热机工作原理的动画.
14.1 热机
吸气冲程
进气门打开，排 气门关闭。活塞由上
空 气
端向下端运动，将空
气吸进气缸。
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。
机械能转化为内能。
做功冲程
在压缩冲程末，从喷油嘴喷
出的雾状柴油遇到热空气立即猛
汽缸顶部是喷油嘴 吸入纯净的空气 压缩程度较大 压燃式 笨重、效率较高 载重汽车、 拖拉机、火车、轮船等
做功冲程
主要特点 主要用途
点燃式
轻巧、效率较低 小汽车和小型农业机 械、低速飞机等
柴油机分别在火车, 坦克,轮船和挖土机 上的运用.
柴油机比汽油机要笨重些，但柴油机的
更高 更大 ，并且柴油的价格 效率___ ，功率____
实验视频
水沸腾后：
冲出 现象:软木塞______; 管口 有“白气”产生. ______ 分析:
水蒸气 对木塞做功, ________ 降低 内能 减小 ____, 温度______ 液化 _________ 成小水珠. 内能 转化为______ 机械能 能量转化：_______ 。
蒸汽机的遗憾——体积太庞大！
小结：汽油机一个工作循环包括
往复
4
冲程，活塞
2
次，曲轴转动
2
圈，与曲轴相连的飞轮也
2 圈，做功 转___
1 次。有 2 次能量转化。
想想议议
压缩冲程把机械能转化为内能； 做功冲程把内能转化为机械能.
1．在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？ 2．哪个冲程使汽车获得动力？ 做功冲程 3．哪个冲程排出了汽车的尾气？ 排气冲程
第一章第1节 柴油机的工作原理
缺点：
汽油机：245~350g/KWh
1）振动及噪音较大；2）部件工作条件恶劣，燃烧室 部件承受较大热负荷和曲柄连杆机构承受较大的机 械负荷等缺点。
7
1.2柴油机的基本结构参数
压缩发火的往复式内燃 机
五个过程：进气、压缩、 燃烧、膨胀和排气。
四个行程：进气﹑压缩 ﹑燃烧和膨胀﹑排气行 程。
特点：活塞上下运动四 次，曲轴转两转，凸轮 轴转一转。
热负荷
二冲程柴油机较高(作功频繁),喷油嘴喷孔易因热
负荷过高而引起结炭堵塞。
各自优越性
提高功率方面，二冲程机优越；
换气质量方面，四冲程机优越。
42
1.增压的目的与定义
目的：提高柴油机的单缸功率。
定义：提高柴油机的进气压力，增加进气密度，从而达到 在同样的气缸容积中充进更多的空气量，以便喷入更多的燃 油，提高柴油机的平均指示压力和平均有效压力。
二冲程柴油机的工作过程包括第一行程(压 缩行程)、第二行程(膨胀冲程)和换气过程 (进、排气过程)。压缩行程指活塞从下止点上 行遮住排气口开始(图中点4)，当活塞到达上 止点时，压缩过程结束(图中的点C)。膨胀行 程是指从上止点燃油发火燃烧开始到活塞下行打 开排气口结束(图中的点1)，z点表示缸内的最 大爆发压力点，d2点表示工作循环的最高温度 点，在此过程中燃气膨胀推动活塞下移向外输出 有效功。换气过程是指从膨胀行程终止后开始， 随着活塞的移动，活塞依次打开排气口(点1) 、 打开扫气口(点2)、到达下止点(点0)、关闭扫气 口(点3)、关闭排气口(点4)，到压缩行程开 始前结束。废气排出气缸，新鲜空气进入气缸进 行清扫的过程，不占有单独的行程，因而又称为 “扫气过程”。
汽油机(点燃式)
燃气轮机 蒸汽轮机
汽油机工作原理
汽油机工作原理首先我们就以单缸为例，介绍下四冲程汽油发动机的工作原理。
我们已经知道，发动机是将化学能转化为机械能的机器，它的转化过程实际上就是工作循环的过程，简单来说就是是通过燃烧气缸内的燃料，产生动能，驱动发动机气缸内的活塞往复的运动，由此带动连在活塞上的连杆和与连杆相连的曲柄，围绕曲轴中心作往复的圆周运动，而输出动力的。
现在，我们分析一下这个过程：一个工作循环包括有四个活塞行程（所谓活塞行程就是指活塞由上止点到下止点之间的距离的过程）：进气行程、压缩行程、膨胀行程（作功行程）和排气行程。
进气行程在这个过程中，发动机的进气门开启，排气门关闭。
随着活塞从上止点向下止点移动，活塞上方的气缸容积增大，从而使气缸内的压力将到大气压力以下，即在气缸内造成真空吸力，这样空气便经由进气管道和进气门被吸入气缸，同时喷油嘴喷出雾化的汽油与空气充分混合。
在进气终了时，气缸内的气体压力约为0、075－0、09MPa。
而此时气缸内的可燃混合气的温度已经升高到370-400K。
压缩行程为使吸入气缸的可燃混合气能迅速燃烧，以产生较大的压力，从而使发动机发出较大功率，必须在燃烧前将可燃混合气压缩，使其容积缩小、密度加大、温度升高，即需要有压缩过程。
在这个过程中，进、排气门全部关闭，曲轴推动活塞由下止点向上止点移动一个行程，即压缩行程。
此时混合气压力会增加到0、6-1、2MPa，温度可达600-700K。
在这个行程中有个很重要的概念，就是压缩比。
所谓压缩比，就是压缩前气缸中气体的最大容积与压缩后的最小容积之比。
一般压缩比越大，在压缩终了时混合气的压力和温度便愈高，燃烧速度也愈快，因而发动机发出的功率愈大，经济性愈好。
一般轿车的压缩比在8-10之间，不过现在最新上市的Polo 就达到了10、5的高压缩比，因此它的扭矩表现相对不错。
但是压缩比过大时，不仅不能进一步改善燃烧情况，反而会出现暴燃和表面点火等不正常燃烧现象（燃油质量的影响也是占有相对重要的地位，这方面我们会在以后详细讲解）。
新人教版九年级物理课件第14章第1节 热机 (共23张PPT)
笨重、效率较高
载重汽车、拖拉机、火车、 轮船等
课堂检测：
1.汽油机和冲程排出的 废气相同；启动时，都是靠＿＿先使飞轮和 曲轴转动起来的.
答案：气缸 排气 外力
2.柴油机上安装一个笨重的飞轮，是为了（ D ） A.提高热机效率 B.节省燃料 C.可以做更多的功 D.利用飞轮的惯性完成吸气、压缩和排气三
（4）排气冲程：排气门打开，活塞从下止 点移动到上止点，废气随着活塞的上行，被 排出气缸．由于排气系统有阻力，且燃烧室 也占有一定的容积，所以在排气终了时，不 可能完全将废气排净，这部分留下来的废气 称为残余废气．残余废气不仅影响充气，对 燃烧也有不良影响.
说明：排气冲程结束时，活塞又回到了上止 点,也就完成了一个工作循环．随后，曲轴 依靠飞轮转动的惯性作用仍继续旋转，开始 下一个循环．如此周而复始，发动机就不断 地运转起来.
第十四章 内能的利用 第1节 热 机.
学习目标：
一. 了解四冲程汽油机的基本工作原理.
二. 了解柴油机与汽油机工作原理的相同点与不 同点.
重点难点：
（1）重点： 汽油机的工作原理及四个冲程中能的转化.
（2）难点： 汽油机的工作原理.
热机原理
如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住 管口，将水加热一段时间，观察现象.
。2021年3月5日星期五2021/3/52021/3/52021/3/5
15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年3月2021/3/52021/3/52021/3/53/5/2021
16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021/3/52021/3/5March 5, 2021
课后检测题：
1.如图所示是四冲程内燃机工作循环中的一个冲 程，它是（ B ）
四冲程小型汽油发电机原理及零部件作用
四冲程小型汽油发电机原理及零部件作用四冲程小型汽油发电机原理及零部件作用四冲程小型汽油发电机原理及零部件作用概念汽油发电机燃烧汽油产生机械能，进而将机械能转换为电能的设备C 内燃机将液体或气体燃料与空气混合后，直接输入机器内部燃烧产生热能再转化为机械能的一种热机C 发电机将其他形式的能源转换成电能的机械设备2四冲程小型汽油发电机原理及零部件作用四冲程小型汽油发电机原理及零部件作用四冲程发动机工作原理摇臂锁扣弹簧气门推杆连杆火花塞进气门排气门活塞挺柱凸轮曲轴机油气门机构工作原理4四冲程小型汽油发电机原理及零部件作用1、进气行程活塞由曲轴带动从上止点向下止点运动。
进气门打开，排气门关闭。
活塞上腔容积增大，排气门关闭在真空吸力的作用下，经过滤清的空气与汽油形成混合气，经进气门被吸入气缸，至活塞运动到下止点时，进气门关闭，停止进气，进气行程结束。
进气门开启活塞下行四冲程小型汽油发电机原理及零部件作用2、压缩行程活塞在曲轴的带动下，从下止点向上止点运动。
进、排气门均关闭，活塞上腔容积不断减小，混合气被压缩，至活塞到达上止点时，压缩行程结束。
气体压力和温度同时升高，混合气进一步混合，形成可燃混合气。
进气门关闭活塞上行排气门关闭四冲程小型汽油发电机原理及零部件作用3、作功行程压缩行程末，火花塞产生电火花, 点燃气缸内的可燃混合气，并迅速着火燃烧，气体产生高温、高压，推动活塞由上止点向下止点运动，再通过连杆驱动曲轴旋转向外输出作功。
进气门关闭活塞下行排气门关闭四冲程小型汽油发电机原理及零部件作用4、排气行程残余废气进气门关闭活塞上行排气门打开在作功行程终了时，排气门被打开，活塞在曲轴的带动下由下止点向上止点运动。
废气在自身的剩余压力和活塞的驱赶作用下，自排气门排出气缸，至活塞运动到上止点时，排气门关闭，排气行程结束。
8四冲程小型汽油发电机原理及零部件作用四冲程小型汽油发电机原理及零部件作用密封燃烧室，布置进、排气道，承装其他机构和部件。
内燃机的工作原理和总体构造.ppt
• 汽油机的负荷特性
汽油机转速保持不变，改变节气门的开度，测出各负荷下的汽油机转 矩、燃油消耗率、排气温度等随负荷变化的规律。
2020/3/25
《汽车构造》—第1章 汽
2020/3/25
《汽车构造》—第1章 汽
12
车发动机
2020/3/25
《汽车构造》—第1章 汽
13
车发动机
二 冲 程 内 燃 机 示 功 图
2020/3/25
《汽车构造》—第1章 汽
14
车发动机
§1-4 内燃机性能指标
• 动力性能指标：功率、转矩、转速等 • 经济性能指标：油耗（燃油耗、机油耗等） • 使用性能指标：起动性、可靠性等
2020/3/25
《汽车构造》—第1章 汽
4
车发动机
三、内燃机的分类
1）燃料：柴油机、汽油机、燃气机 2）冲程数：二冲程、四冲程 3）气缸数：单缸机、多缸机 4）气缸排列方式：直列立式、直列卧式、V型等 5）冷却方式：水冷、风冷 6）进气方式：增压式、非增压式（自然吸气式） 7）着火方式：压燃式、点燃式 8）用途：固定式、移动式
发火顺序： 1-3-2-1
曲拐布置方式：
2020/3/25
《汽车构造》—第1章 汽
22
车发动机
i=4
发火间隔角 ： =180°
发火顺序： 1-3-4-2 或 1-2-4-3
曲拐布置方式：
2020/3/25
《汽车构造》—第1章 汽
23
车发动机
i=6
发火间隔角 ： =120° 曲拐布置方式：
初中九年级物理人教版电子教案-16.4 热机
§16-4 热机●教学目标1．知识与技能（1）了解四冲程汽油机的基本工作原理．（2）从能量转化的角度认识燃料的热值．（3）了解内能的利用在人类发展史上的重要意义．（4）通过能量的转化和转移，认识热机效率．2．过程与方法（1）通过演示实验使学生了解可以利用内能来做功．（2）利用动画、图片或模型讲解四冲程汽油机的基本结构和工作原理．（3）通过学生讨论了解燃料的热值和热机效率．3．情感态度与价值观（1）通过演示实验培养学生观察和分析问题的能力．（2）通过阅读“科学世界”扩展学生的知识面．●教学重点：汽油机的工作原理及能的转化过程，燃料的热值．●教学难点：热机中的能量转化及损失，了解热机效率．●教学过程：一、引入新课1．提问：火箭、飞机、汽车是怎样获得动能的？2．演示：课本135页图16.4-13．提问：实验中有哪些能量转换？用酒精灯给试管中的水加热，有哪些物体吸热了？能否把燃料移到容器内部去燃烧来获得更大的动能。
用酒精灯给试管中的水加热，由于燃料在试管外燃烧，热量损失较大，内能的利用率较低。
能不能把燃料移到内部去燃烧，来获得更大的动力？二、进行新课（一）热机：燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功，把内能变成机械能。
热机种类很多，如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等等。
（二）内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机。
(1)汽油机：最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做汽油机和柴油机我们首先介绍汽油机①构造：进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。
（介绍名称的同时，介绍各部分的功能）冲程：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程②工作原理：提醒学生注意观察活塞、气门、连杆、曲轴的动作情况内燃机的工作过程以一个循环为一个单元，一个循环又分为四个冲程。
③能的转化。
汽车在开动前，是如何使内燃机起动的？总结：通过外力先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，消耗机械能来帮助内燃机完成吸气、压缩两个冲程内燃机一旦开始做功，内能就会转化成曲轴的机械能。
内燃机原理
什么是内燃机
• 内燃机（Internal combustion engine）是 一种热机，它将液体或气体燃料与空气混 合后，直接输入机器内部燃烧产生热能再 转化为机械能。内燃机具有体积小、质量 小、便于移动、热效率高、起动性能好的 特点。
四冲程汽油机的工作原理
四冲程汽油机是由进气、压缩、作功和排气完成 一个工作循环的，如图所示为单缸四冲程汽油机 工作原理示意图。
3.作功行程
(1)压缩行程末，火花塞产生电火花，点燃气缸内 的可燃混合气，并迅速着火燃烧，气体产生高 温、高压，在气体压力的作用下，活塞由上止点 向下止点运动，再通过连杆驱动曲轴旋转向外输 出作功，至活塞运动到下止点时，作功行程结 束。 • (2)作功行程，进、排气门均关闭。 在作功过程 中，开始阶段气缸内气体压力、温度急剧上升， 瞬时压力可达3MPa～5MPa，瞬时温度可达 2200K～2800K。随着活塞的下移，压力、温度 下降，作功行程终了时，压力约为300kPa～ 500kPa，温度约为1500K～1700K。
4.排气行程
• (1)在作功行程终了时，排气门被打开，活塞在曲 轴的带动下由下止点向上止点运动。 • (2)废气在自身的剩余压力和活塞的驱赶作用下， 自排气门排出气缸，至活塞运动到上止点时，排 气门关闭，排气行程结束。 排气终了时，由于 燃烧室容积的存在，气缸内还存有少量废气，气 体压力也因排气门和排气道等有阻力而高于大气 压。此时，压力约为105kPa～125kPa，温度约 为900K～1200K。 排气行程结束后，进气门再 次开启，又开始了下一个工作循环，如此周而复 始，发动机就自行运转。
• 1)活塞在曲轴的带动下，从下止点向上止点 运动。 • (2)进、排气门均关闭。 • (3)随着活塞上移、活塞上腔容积不断减小， 混合气被压缩，至活塞到达上止点时，压 缩行程结束。 在压缩过程中，气体压力 和温度同时升高。压缩终了时，气缸内的 压力约为600～1500kPa，温度约为600K～ 800K，远高于汽油的点燃温度 (约263K) 。