12.3内燃机

福州民族中学 谢祥兴
§12.3 内燃机
【教学目标】
知识与技能
1、能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向初步认识发动机的作用，体会现代交通工具对人们的影响。
2、举例说明燃料燃烧产生的排放有对环境的影响，能大致说出燃料内能的利用与人类社会的关系。
过程与方法：
实验探究、分组合作
情感态度与价值观：
能从科学的角度读懂媒体对与热机有关的环境方面的报道，培养自我环保意识，并能了解内能的利用和环境保护的关系，更好地促进对环境的保护。
【重难点】内燃机的构造和工作原理；汽油机和柴油机的区别和联系．
【教学用具】汽油机 柴油机挂图 汽油机 柴油机模型
【课时数】 1课时
【教学过程】
引言
内燃机发展至今，约有一个半世纪的历史了。内燃机的发明始于对活塞式蒸汽机的研究和改进。在它的发展史中应当特别提到的是德国人奥托和狄塞尔，正是他们在总结了前人无数实践经验的基础上，对内燃机的工作循环提出了较为完善的奥托循环和狄塞尔循环，才使得到他们为止几十年间无数人的实践和创造活动得到了一个科学地总结，并有了质的飞跃。
一、热机和内燃机
1、热机：燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置
2、内燃机：直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。
内燃机中最常见的是汽车使用的汽油机和拖拉机使用的柴油机。
讲述：今天我们主要介绍汽油机，那么汽油机怎么工作的呢？汽油机怎么构成的呢？
展示汽油机模型，并展示挂图，讲解汽油机构造
二、汽油机
1、工作原理：在气缸内燃烧汽油，汽油的化学能转化为内能，产生高温高压的燃气，燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。
2、汽油机主要构造
如图所示，由气缸、活塞、进气道、进气阀、排气道、排气阀、曲轴、连杆、飞轮以及火花塞组成。
3、工作过程：汽油机工作时，活塞在气缸内往复运动，活塞从气缸的一端运动到另一端，叫做一个冲程
内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
（1）吸气冲程──第一冲程。进气门打开，排气门关闭，活塞由上向下运动，由于活塞上部空间加大，气体压强减小，汽油与空气的混合气进入气缸内，当活塞到达气缸最下端时，进气门关闭，吸气冲程完了。这个冲程是靠外力做功完成的
（2）压缩冲程──第二冲程。继续摇动手柄，使活塞向上移动，进气门和排气门都关闭，混合气体被压缩，压强和温度都提高了。这个冲程也是靠外力做功完成的，机械能转化为内能
（3）爆发冲程──第三冲程。进气门和排气门都关闭，一开始时火花塞处的小灯泡闪亮一下，象征产生电火花。指出这时混合气被火花点燃，产生猛烈燃烧。燃气温度很高，压强很大。燃气推动活塞向下运动，并通过连杆使曲轴同飞轮（仪器未装设）一起加快转动。这时是汽油机本身在做功，这个冲程也叫做功冲程，内能转化为机械能
（4）排气冲程──第四冲程。进气门关闭，排气门打开，气缸内废气排出。当活塞到达上端时，排气门关闭。这个冲程也是靠外力做功完成的
工作过程 活塞 进气阀 排气阀 气体
吸气冲程 下 开 闭 吸入汽油和空气混合物
压缩冲程 上 关 闭 汽油和空气混合物温度升高，压强增大
做功冲程 下 关 闭 高温高压气体对活塞做功
排气冲程 上 关 开 废气排出
那么我们现在对汽油机工作过程做下总结
（5）总结
内燃机在一个工作循环中，有两个冲程有能量转化，压缩冲程和做功冲程，但只有做功冲程是内能转化为机械能，其它三个冲程都是靠飞轮的惯性来工作的。在汽油机的一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴（或飞轮）转动两周，对外做功一次。
讲述：柴油机和汽油机工作原理和工作过程差不多，有几个地方不同
展示柴油机模型，展示挂图
三、柴油机
柴油机燃烧的是柴油
构造：由进气门、排气门、喷油嘴、活塞、气缸、连杆、曲轴组成
讲述：请同学们看书本P40交流与讨论，试着讲述柴油机的工作过程。
那么汽油机和柴油机有哪些区别呢，我们从现在从这几个方面来讲，构造，吸气冲程，点燃方式，效率，应用
四、汽油机和柴油机的区别
汽油机 柴油机
不同点 构造： 顶部有一个火花塞。 顶部有一个喷油嘴。
吸气冲程 吸入汽油与空气的混合气体 吸入空气
点燃方式 点燃式 压燃式
效率 20%—30% 30%—45%
应用 小型汽车、摩托车 载重汽车、大型拖拉机
相同点 冲程：活塞在往复运动中从汽缸的一端运动到另一端。一个工作循环活塞往复运动2次，曲轴和飞轮转动2周，经历四个冲程，做功1次。
讲述：考试的时候经常会给出一些柴油机工作过程图，叫你判断是哪个冲程。如何判断给出的图是那个冲程呢？
首先判断活塞向哪个方向运动，向上的是压缩冲程和排气冲程，向下的是吸气冲程和做功冲程，再判断是进气阀打开还是排气阀打开，进气阀打开的是吸气冲程，排气阀打开的是排气冲程。
内燃机具有运动速度快、重量轻、功率大的特点。自内燃机出现100多年来，经过不断的改进和发展，应用范围越来越广，并极大的改善了陆地、海洋、乃至空中交通运输方式。但是内燃机工作时要排出尾气（废气），尾气具有较高的温度，并携带一些有毒、有害物质、因此会污染环境。人们正在设法减小尾气引起的污染，例如使用无铅汽油，开发新能源等。
五、作业布置
万向思维 12.3
五、板书设计
§12.3 内燃机
一、热机和内燃机
热机：
内燃机：
二、汽油机
1、工作原理：
2、汽油机主要构造
3、工作过程：
工作过程 活塞 进气阀 排气阀 气体
吸气冲程 下 开 闭 吸入汽油和空气混合物
压缩冲程 上 关 闭 汽油和空气混合物温度升高，压强增大
做功冲程 下 关 闭 高温高压气体对活塞做功
排气冲程 上 关 开 废气排出
三、汽油机和柴油机的区别
汽油机 柴油机
不同点 构造： 顶部有一个火花塞。 顶部有一个喷油嘴。
吸气冲程 吸入汽油与空气的混合气体 吸入空气
点燃方式 点燃式 压燃式
效率 20%—30% 30%—45%
应用 小型汽车、摩托车 载重汽车、大型拖拉机
【教学反思】
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