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1、12.4热机与社会发展热机与社会发展从镰刀到联合收割机从木帆船到远洋巨轮从马车到小轿车这么漂亮的车是怎么跑动起来的呢？这么漂亮的车是怎么跑动起来的呢？热机的种类：热机的种类：蒸汽机蒸汽机汽油机汽油机柴油机柴油机 燃气轮机燃气轮机喷气发动机喷气发动机火箭发动机火箭发动机燃料的燃料的化学能化学能内能内能燃烧燃烧做功做功机械能机械能共同特点：共同特点：热机的原理热机的原理把把内能内能转化为转化为机械能机械能二、二、内燃机种类内燃机种类(1)(1)汽油机汽油机(2)(2)柴油机柴油机3、汽油机的结构、汽油机的结构气缸气缸火花塞火花塞进气活门进气活门排气活门排气活门活塞活塞连杆曲轴曲轴飞轮飞轮4、冲程：
2、、冲程：汽油机工汽油机工作时，活塞在作时，活塞在汽缸里做往复汽缸里做往复运动，活塞从运动，活塞从汽缸的一端运汽缸的一端运动到另一端的动到另一端的过程叫做过程叫做冲程冲程。进气门打进气门打开，排气开，排气门关闭，门关闭，活塞由上活塞由上端向下运端向下运动，汽油动，汽油和空气组和空气组成的燃料成的燃料混合物从混合物从进气门吸进气门吸入气缸。入气缸。1 吸吸气气冲冲程程进气门和排进气门和排气门都关闭，气门都关闭，活塞向上运活塞向上运动，燃料混动，燃料混合物被压缩，合物被压缩，压强增大，压强增大，温度升高。温度升高。2 压压缩缩冲冲程程在压缩冲程未在压缩冲程未尾，火花塞产尾，火花塞产生电火花，使生电火
3、花，使燃料猛烈燃烧，燃料猛烈燃烧，产生高温高压产生高温高压的燃气。高温的燃气。高温高压燃气推动高压燃气推动活塞向下运动，活塞向下运动，并通过连杆带并通过连杆带动曲轴转动。动曲轴转动。3 做做功功冲冲程程进气门关闭，进气门关闭，排气门打开，排气门打开，活塞向上运活塞向上运动，把废气动，把废气排出气缸。排出气缸。4 排排气气冲冲程程吸气吸气压缩压缩做功做功排气排气1、在四个冲程中，哪些、在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？冲程发生了能量的转化？2、哪个冲程使汽车获得、哪个冲程使汽车获得了动力？了动力？3、哪个冲程排出了汽车、哪个冲程排出了汽车的尾气？的尾气？机机械械能能转转化化为为内内能能内内
4、能能转转化化为为机机械械能能获获 得得动动 力力排出尾气排出尾气四个冲程之间的关系：四个冲程之间的关系：在做功冲程时燃气在做功冲程时燃气对活塞做功，内能转对活塞做功，内能转化为机械能。其余三化为机械能。其余三个冲程靠个冲程靠飞轮的惯性飞轮的惯性来完成来完成.汽油机四冲程的特点冲程名称进气门排气门活塞运动方向 作用能量的转化吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程开开关关向下向下吸入汽吸入汽油和空气油和空气无无关关关关向上向上压缩气体压缩气体提高温度提高温度关关关关向下向下高温气体膨胀高温气体膨胀推动活塞做功推动活塞做功关关开开向上向上排出废气排出废气无无机械能转机械能转化为内能化为内能内能转化内能转化
5、为机械能为机械能一个工作循环汽油机各部件运动情况一个工作循环汽油机各部件运动情况完成：四个冲程。活塞：往复两次。曲轴：转动两周。飞轮：转动两圈对外做功：一次。辅助冲程：靠飞轮惯性来完成。5 5、柴油机的构造柴油机的构造喷油嘴喷油嘴进气门进气门活塞活塞连杆连杆排气门排气门气缸气缸曲轴曲轴 飞轮飞轮柴油机与汽油机构造的区别柴油机与汽油机构造的区别喷油嘴进气门活塞连杆排气门气缸曲轴火花塞火花塞飞轮吸气冲程吸气冲程空空气气 进气门打开，排气进气门打开，排气门关闭。活塞由上端门关闭。活塞由上端向下端运动，将向下端运动，将空气空气吸进气缸。吸进气缸。柴油机的工作过程柴油机的工作过程压缩冲程压缩冲程 进气门
6、和排气门都关闭，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，压缩得很小，空气的压强更空气的压强更大，温度更高大，温度更高。在压缩冲程。在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴末，缸内空气温度已超过柴油的着火点。油的着火点。柴油机的工作过程柴油机的工作过程做功冲程做功冲程 在压缩冲程末，从在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油喷油嘴喷出的雾状柴油遇遇到热空气立即猛烈燃烧，到热空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。连杆带动曲轴转动。柴油机的工作过程柴油机的工作过程排气冲程排气冲程燃烧
7、后的废气 进气门关闭，排气进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，门打开，活塞向上运动，把把废气废气排出气缸。排出气缸。柴油机的工作过程柴油机的工作过程1、如图所示是热机的四个冲程，其中属于做功冲程的是（）练习：ABCD2、汽油机工作过程中，机械能转化为内能的冲程是（）A.吸气冲程 B.排气冲程 C.做功冲程 D.压缩冲程3、汽油机在压缩冲程中，工作物质被压缩，气缸中气体的（）A.压强增大，温度降低 B.压强增大，温度升高 C.压强减少，温度降低 D.压强减少，温度升高BDB（）（）（）（）4 4.如如图图是是汽汽油油机机的的四四冲冲程程示示意意图图在在一一个个工工作作循循环环中，做功冲程是（中
8、，做功冲程是（）B5 5、在在四四冲冲程程内内燃燃机机工工作作的的一一个个工工作作循循环环中中，存存在在着着机机械械能能转转化化为为内内能能的的过过程程，也也存存在在着着内内能能转转化化为为机机械能的过程这两个能量转化的过程存在于（械能的过程这两个能量转化的过程存在于（）吸气冲程和压缩冲程吸气冲程和压缩冲程 压缩冲程和做功冲程压缩冲程和做功冲程 做功冲程和排气冲程做功冲程和排气冲程 吸气冲程和排气冲程吸气冲程和排气冲程6 6、一一台台柴柴油油机机，飞飞轮轮每每分分钟钟转转速速为为24002400转转，由由此此可可以判断出，该柴油机每秒种的工作循环为（以判断出，该柴油机每秒种的工作循环为（）20
9、20次次 4040次次 1010次次 1515次次BA提示提示:一个工作循环中，一个工作循环中，活塞往复两次，飞轮活塞往复两次，飞轮（曲轴）转动两周，做功一次。（曲轴）转动两周，做功一次。6、热机的效率内燃机的能流图：燃气内能E废气内能废气内能废气内能有用机械能有用机械能散热损失散热损失机械损失机械损失E1E2E3E41、尽可能使燃料充分燃烧；、尽可能使燃料充分燃烧；2、尽量减小各种热量损失；、尽量减小各种热量损失；3、机件间保持良好的润滑以减小摩擦。、机件间保持良好的润滑以减小摩擦。提高热机效率的主要途径：7、热机与环境、热机的利用带来的环境污染、废气污染、怎样控制热机对环境造成的污染 a、
10、排出的废气温度较高。使城市温度升高，会形成“热 岛效应”。b、废气中含有各种对人体有害的气体和粉尘，直接影响人们的身体健康和动植物的生存。、噪声污染 改进燃烧设备，消除烟尘；提高燃料的综合利用，采取之中供热 充分利用污染少和无污染的能源 在内燃机排气管上安装消声器，以减少噪声污染太阳能汽车太阳能汽车电动车天然气汽车由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。烧时所释放能量的一部分。热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量的热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量的比值称为热机效率，即：比值称为热机效率，
11、即：热机效率热机效率W有有Q放放100%100%=汽油机汽油机柴油机柴油机不不同同点点相相同同点点优缺点优缺点汽油机和柴油机的异同表汽油机和柴油机的异同表燃料燃料结构结构吸气冲程吸气冲程点火方式点火方式应用应用工作循环工作循环能量转化能量转化活塞、曲轴运活塞、曲轴运动动运动运动汽油汽油 柴油柴油火花塞火花塞 喷油嘴喷油嘴 吸入的是汽油和空气的混合气体吸入的是汽油和空气的混合气体吸入的是空气吸入的是空气点燃式点燃式压燃压压燃压汽车、小型飞机汽车、小型飞机拖拉机、载重汽车拖拉机、载重汽车都有四个冲程都有四个冲程（1）压缩冲程：机械能转化成内能）压缩冲程：机械能转化成内能（2）做功冲程：内能转化成机械能）做功冲程：内能转化成机械能每一个工作循环，活塞往复两次，每一个工作循环，活塞往复两次，曲轴转动两周，对外做功一次。曲轴转动两周，对外做功一次。都需要外力都需要外力汽油机比柴油机轻巧，柴油机比汽油机效率高。汽油机比柴油机轻巧，柴油机比汽油机效率高。但两者都带来了废气和噪声污染。但两者都带来了废气和噪声污染。