4.2活塞式内燃机 教案 (2)

4.2活塞式内燃机
教案
【教学课题】
活塞式内燃机
【教学目标】
1.知识目标
了解活塞式内燃机的工作过程和工作原理。对活塞式内燃机的技术指标认识和了解。
2.能力目标
通过对汽油机和柴油机的工作过程的认识，能构辨别和区分那种内燃机的热机效率高，应该选用哪种热机应用与汽车等行业当中。
3.情感态度与价值观
通过对两种内燃机的了解能够知道一些汽车上的燃油标号。
【教学安排】
2课时
【教学重难点】
重点：内燃机的工作过程以及工作原理
难点：计算内燃机的工作所做的功以及内燃机的功率以及及燃油标号上的标识符的认识。
【教学方法】
讲练结合、总结归纳
【教学用具】
投影仪、投影片
【教学内容】
1、从内燃到外燃
燃机技术的发展一直围绕着如何提高热机效率而展开。其中一个重要的方面就是寻找燃烧值更高的燃料以及更充分低利用燃烧放出的热量。较高效率的话活塞内燃机的出现就是热机发展的重要标志。从蒸汽机到活塞内燃机，不仅在燃料上实现了从煤到油的转变，而且在燃烧方式上
实现了从外燃到内燃的转变。
常见的汽油机就是一种内燃机。汽油机的汽缸内的汽油经火花塞点火后，迅速燃烧，燃料直接在汽缸中燃烧，产生
燃气。工质（燃气）的内能通过做工转换成活塞的动能，全部能量转换过程在汽缸内完成，故而称为内燃。这种燃烧方式热量损失小，做功效率高。
二、活塞式内燃机
1、内燃机的概念
燃料在气缸内燃烧生成高温高压的的燃气，使燃气推动活塞而做功的机器。
2、内燃机的种类
内燃机分为汽油机和柴油机两种。
汽油机
柴油机
3、汽油机的构造
4、汽油机工作原理
1）吸气冲程：进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。
2）压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。
3）做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。
4）排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
三、活塞内燃机的主要技术指标
1、排量
排量又称排气量，是指在引擎的某一循环运作中，能将全部空气及混合气送入所有汽缸的能力，也是指一个活塞从一个行程运作至另一行程所能排的体积。
活塞从上止点移动到下止点所通过的空间容积称为气缸排量，如果发动机有若干个气缸，所有气缸工作容积之和称为发动机排量。
2、最高输出功率
最高输出功率：最高输出功率一般用马（ps）或千瓦（kw）来表示。
发动机的输出功率同转速关系很大，随着转速的增加，发动机的功率也相应提高，但是到了一定的转速以后，功率反而呈下降趋势。一般在汽车使用说明中最高输出功率用每分钟转速来表示（r/min），如100ps/5000r/min，即在每分钟5000转时最高输出功率100马力。
三、最大扭矩
扭矩是发动机性能的一个重要参数，是指发动机运转时从曲轴端输出的平均力矩，俗称为发动机的“转劲”。扭矩越大，发动机输出的“劲”越大，曲轴转速的变化也越快，汽车的爬坡能力、起步速度和加速性也越好。
扭矩随发动机转速的变化而不同，转速太高或太低，扭矩都不是最大，只在某个转速时或某个转速区间内才有最大扭矩，这个区间就是在标出最大扭矩时给出的转速或转速区间。最大扭矩一般出现在发动机的中、低转速的范围，随着转速的提高，扭矩反而会下降。扭矩的单位是牛顿·米（N·m）或公斤·米（Kg·m）。
4、燃油标号
为了保证发动机正常运转保护发动机，必须正确选用发动机燃油标号。其实之所以有不同标号主要由标准汽油内的两种物质——异辛烷和正庚烷的比值决定的。
汽油的标号决定了爆震点的早晚，其实也就是决定了引擎的功率大小。燃油的抗爆震性能随它的组成而异。燃油的抗爆震性越高，发动机的压缩比也可能高些，发动机的经济性和动力性都会得到提高。
确定燃油的抗爆震性是很困难的，因为燃油的抗爆震性不仅取决于燃油的性质，还随发动机的型式、空燃比、冷却水温、进气温度、点火提前角、气门定时等而变化。
【课堂小结】
1、内燃机：燃料在气缸内燃烧生成高温高压的的燃气，使燃气推动活塞而做功的机器。
2、活塞式内燃机按照使用的燃料分为：汽油机和柴油机两种。
3、汽油机工作的四个冲程
吸气→压缩→做功→排气
4、汽油机和柴油机的优缺点
5、内燃机的技术指标包括发动机的排气量、最高输出功率、最大扭矩。