课件49张PPT。热 机第十四章 第1节1. 知道什么是热机、热机中的能量转化、四冲程内燃机的构造和工作原理.
2.了解汽油机和柴油机的工作过程和在实际中的应用.学习目标复习巩固:1.物体的内能
物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和,叫做物体的内能。
2.改变内能的两种方法做功和热传递 热蒸汽为我们提供了强大的推力,把人们从繁重的体力劳作中解放出来。蒸汽机带来一场革命!第一次工业革命! 世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家希罗于 1 世纪发明的汽转球,但它只不过是一个玩具而已。
瓦特在前人的启迪下,对蒸汽机作出一系列重大改进,在工业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源新时代,标志着工业革命的开始。
其实,瓦特观察水壶中的水烧开,推动壶盖,从而发明了蒸汽机,是一个善意的杜撰。蒸汽机的遗憾——体积太庞大内燃机——电气时代 第二次工业革命 内燃机分为汽油机和柴油机两大类 使用汽油作为燃料的叫汽油机。 使用柴油作为燃料的叫柴油机。内燃机的分类1.热机——利用内能做功的机械 讨论这个实验中能量转化的情况。一、热机 演 示 燃料燃烧时化学能转化为内能,传给水和水蒸气;水蒸气把塞子冲出去,内能转化为塞子的动能。热机将内能转化为机械能的机器蒸汽机汽轮机内燃机火箭上的喷气发动机内燃机:热机:把燃料燃烧时释放的内能转变为机 械能的装置。燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。常见的内燃机: 汽油机 柴油机 利用内能做功的机器有很多,例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。2.热机的种类吸气压缩做功排气(1)内燃机的冲程和工作循环(2)汽油机的构造火花塞气缸进气门活塞连杆排气门曲轴1.构造二、汽油机 2.工作过程(3)汽油机工作原理吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程吸气冲程汽油和空气 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。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。
机械能转化为内能。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。
内能转化为机械能。排气冲程燃烧后的废气 进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出气缸。 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?
3.哪个冲程排出了汽车的尾气? 4.老式摩托在启动时,需踏动启动杆,这是为什么?
5.现代汽车里的“马达”起什么作用? 柴油机结构和汽油机相似,它们的主要区别是:柴油机通过压缩空气直接点燃柴油。柴油机的汽缸顶部没有火花塞,而有一个喷油嘴。吸入物质也只有空气,在压缩冲程结束时,压缩空气的温度已经超过柴油的燃点,此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。一、柴油机 (1)柴油机的构造喷油嘴进气门活塞连杆排气门气缸曲轴(2)柴油机工作原理吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程吸气冲程空气 进气门打开,排气门关闭。活塞由上端向下端运动,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。
内能转化为机械能。排气冲程燃烧后的废气 进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出气缸。 柴油机比较笨重,主要用于载重汽车、拖拉机、火车轮船上。 汽油机转速高,结构简单,质量轻,造价低
廉,运转平稳,使用维修方便。汽油机在汽车上,特别是小型汽车上大量使用,至今不衰。 柴油发动机与汽油发动机相比热效率高30%,因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲,柴油
发动机轿车的推广使用具有重大意义。汽油机和柴油机的优缺点3.柴油机汽油机的区别与联系喷油嘴进气门活塞连杆排气门气缸曲轴 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。 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。点火方式:
压燃式点火方式:
引燃式柴油机汽油机一个工作循环:
活塞:往复两次。
曲轴:转动两周。
完成:四个冲程。
对外做功:一次。
辅助冲程:靠飞轮惯性来完成。内燃机的特点1.基本构造和主要部件的作用相似。
2 .每个工件循环都经历四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
3 .四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其余三个冲程靠飞轮惯性完成。
4 .一个工作冲程中,活塞往复两次,飞轮转动两周,做功一次。柴油机汽油机的相同点1.构造不同:汽油机气缸顶有火花塞,而柴油机气缸顶部有喷油嘴。
2 .燃料不同:汽油机的燃料是汽油,而柴油机的燃料是柴油。
3 .吸气不同:汽油机吸进汽油和空气的混合气体,柴油机只吸进空气。
4 .点火不同:汽油机属点燃式点火,柴油机属压燃式点火。柴油机汽油机的不同点2.提高锅炉效率的措施:(1)改善燃烧的条件,使燃料尽可能充分燃烧。
①将煤磨成煤粉,用空气吹进炉膛,使之更完全燃烧;
(2)尽可能减少各种热量损失。
①用各种办法加大受热面积,以减少烟尘废气带走的热量;
②使用较好的保温材料,减少热损失。燃料的不完全燃烧、气缸部件吸热后的热量散失、废气带走的热量和克服摩擦做功而消耗的能量,都是引起能量损失的原因。因此,提高热机效率,可提高燃料的利用率。 提高热机效率的措施:
使燃料充分燃烧,尽量减小各种热量损失,机件间保持良好的润滑、减小摩擦。热机效率:用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。热机的效率4.提高热机效率的措施:(1)尽可能减少各种热损失
(保证良好的润滑,减少因克服摩擦所消耗的能量)
(2)提高燃料的利用率
(使燃料充分燃烧;设法利用废气的能量)提高热机效率,可提高燃料的利用率。 5.内燃机的应用 汽油机比较轻巧,常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。(1)汽油机的应用(2)柴油机的应用 柴油比较便宜,但柴油机比较笨重,主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。 2.内燃机压缩冲程中 能转化为 ;
在做功冲程中 能转化为 能。机械内能机械内 1.请说出汽油机与柴油机的结构和工作过程中的主要不同之处。 3.依靠飞轮惯性完成的冲程是( )B C DADBC 4.汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩,汽缸中的( )
A.压强增大,温度降低
B.压强减小,温度升高
C.压强增大,温度升高
D.压强减小,温度降低C 5.汽油机和柴油机相比较,下列叙述中正确的是( )
A.柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物,汽油机吸入的是空气
B.在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的
C.柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高
D.在压缩冲程末,汽油机汽缸内的温度比柴油机的高C6.汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩,汽缸中的( )
A.压强增大,温度降低
B.压强减小,温度升高;
C.压强增大,温度升高;
D.压强减小,温度降低课堂练习:c7.一台四冲程内燃机的飞轮转速为1800r/min,它1s完成( )
A.30个冲程,做了30次功
B.60个冲程,做了60次功
C.120个冲程,做了30次功
D.60个冲程,做了15次功D