人教版高中物理选修2-2 4.2 活塞式内燃机 课件（42张PPT）
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选修2-2 4.2 活塞式内燃机 课件（42张PPT） |  | |
| 格式 | ppt | ||
| 文件大小 | 4.7MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-07-12 11:40:05 | ||
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文档简介
随着热机技术的发展，热机的使用也越来越普遍，内燃机是普遍使用的一种热机类型。
你知道什么是内燃机吗？
汽油机
柴油机
第2节 活塞式内燃机
第四章 热机
一、从外燃到内燃
外燃机
斯特林发动机是英国物理学家罗巴特斯特林于1816年发明的，所以命名为“斯特林发动机”。斯特林发动机是一种外燃机。
燃机的广泛使用使得燃机必须提高效率，那么如何提高效率呢？最重要的是寻找燃烧值更高的燃料以及更充分的利用燃烧放出来的热量。热量利用率较高的内燃机出现就是燃机发展的标志。
从蒸汽到活塞内燃机，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。
外燃机
内燃机
内燃机的种类
活塞式内燃机
燃气轮机
喷气发动机
通常所说的内燃机就是活塞式内燃机
活塞式内燃机
燃气轮机
喷气发动机
二、活塞内燃机
汽油机气缸内的火花点燃燃料和空气的混合物，使活塞推下。
汽油机结构图
火花塞
气缸
进气门
活塞
连杆
排气门
曲轴
1、活塞式内燃机的分类
按照使用的燃料分为：汽油机和柴油机两种。
汽油发动机组成示意图
气缸盖
气缸体
活塞
连杆
曲轴
油底壳
进气门
火花塞
排气门
曲轴箱
气缸盖
气缸体
活塞
连杆
曲轴
油底壳
进气门
喷油器
排气门
曲轴箱
柴油发动机组成示意图
汽油机工作原理
火花塞
气缸
进气门
活塞
连杆
排气门
曲轴
吸气
压缩
做功
排气
2、内燃机的冲程和工作循环
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
汽油机工作的四个冲程
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。
吸气冲程
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。
压缩冲程
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。
做功冲程
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。
排气冲程
动画：汽油机工作原理
大家做！
冲程名称
工作内容
气门开闭情况
活塞运动方向
曲轴转过角度
1
2
3
4
根据刚才学习的知识，请同学们相互讨论，并完成下表的填写
思考：哪个冲程在做功？其它三个冲程靠什么运动？
推动活塞做功一次，曲轴转动几周？
吸气冲程
吸入燃料混合物
进气门开排气门关
向下运动
180o
压缩冲程
压缩混合燃料
进气门关排气门关
向上运动
180o
做功冲程
燃料燃烧对外做功
进气门关排气门关
向下运动
180o
排气冲程
将废气排出气缸
进气门关排气门开
向上运动
180o
3、热机的功率：
汽油机的功率主要决定于汽缸的数目、容积、燃料气体的压缩比。
4、压缩比
压缩比是指压缩过程始末汽缸体积的比值。压缩比越大，汽缸中气体温度升高越高，燃料燃烧后所能达到的温度也就越高。
1、活塞式内燃机的分类：汽油机和柴油机两种。
二、活塞内燃机
2、内燃机的四冲程和工作循环
单汽缸发动机做功很不均匀，一般只用在小型摩托车、摩托艇、手扶拖拉机上。在一般的大型机器上使用四缸发动机，或者是多缸发动机，多缸内燃机通过连杆把各个气缸的活塞连接在一根曲轴上，使各个做功错开。
思考：四缸发动机曲轴转动2周，推动活塞做功几次？
四缸发动机
练习题：
四缸四冲程活塞内燃机，其飞轮转速为300r/min，如果做功冲程中燃气对活塞的平均压强是5×105pa，活塞可移动距离为0.3m,活塞的面积为120cm,求这个内燃机的功率。
5、汽油机的优点：启动迅速、转速高、震动不剧烈、发动机的重量与输出功率之比小。
6、汽油机的缺点：燃料比较贵，功率比较小。
3、热机的功率：主要决定于汽缸的数目、容积、燃料气体的压缩比。
1、活塞式内燃机的分类：汽油机和柴油机两种。
二、活塞内燃机
4、压缩比 :压缩比是指压缩过程始末汽缸体积的比值。
2、内燃机的四冲程和工作循环
7、柴油机
柴油机工作时，活塞将缸内的空气压缩成高温、高压状态后，喷油嘴将柴油喷入缸内，柴油遇空气自燃，这类内燃机也叫自然式内燃机。
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
排气门
气缸
曲轴
柴油机的机构
8、柴油机的优点
柴油机的功率范围广， 可以产生几千万兆的功率。普通柴油比汽油便宜，并且不像汽油那样容易引起火灾，储存比较方便。
9、柴油机的缺点
比汽油机笨重，转速较慢，震动也比较剧烈。
大型大型载重车，拖拉机、舰艇，坦克等多使用的是柴油机。
柴油机
柴油电动机车
三、活塞内燃机的技术指标
活塞内燃机的技术指标
包括发动机的排气量、最高输出功率、最大扭矩。
（1）排量
排量又称排气量，等于各个汽缸工作容积的总和，它取决于汽缸直径和活塞上下运动的距离。
三、活塞内燃机的技术指标
（2）最高输出功率
最高输出功率一般用千瓦或者是马力来表示。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。
（3）最大扭矩
最大扭矩是发动机从曲轴端输出的力矩，它也与转速有关。最大扭矩一般出现在发动机的中等转速的范围，随着转速的提高，扭矩反而会下降。
四、燃油标号
为了保证发动机正常运转保护发动机，必须正确使用发动机燃油标号。
某牌号汽车发动机耗油、油标：
60km/h等速
1.3型:4.4L/100km
1.6型:手动（自动）4.95L/100km
排放标准 欧洲Ⅱ
燃油标号 1.3型90号无铅
1.6型93号无铅
1、汽油标号
汽油标号是指汽油辛烷值的大小，辛烷值是汽油抗爆震性的标志。标号越大，汽油的抗爆震性越强。
2、爆震
爆震是指还没有点火，汽缸中的油气就自燃，点火时，开始自燃的油气便产生强烈的震动。
课堂小结
1、内燃机的种类:
活塞式内燃机、燃气轮机、喷气发动机。
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
6、燃油标号:（1）汽油标号 （2）爆震
1、下列关于热机和环境保护的说法中正确的是 （ ）
A 热机的大量使用会造成环境污染
B 所有的热机都是用汽油作燃料
C 汽车排出的尾气 都是有毒气体
D 热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除
A
随堂练习
2．甲内燃机比乙内燃机的效率高，表示（ ）
A．甲的功率比较大
B．甲燃烧需要的燃料较少
C．工作时间相同，甲耗油较少
D．甲把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的比例较大.
D
你知道什么是内燃机吗？
汽油机
柴油机
第2节 活塞式内燃机
第四章 热机
一、从外燃到内燃
外燃机
斯特林发动机是英国物理学家罗巴特斯特林于1816年发明的，所以命名为“斯特林发动机”。斯特林发动机是一种外燃机。
燃机的广泛使用使得燃机必须提高效率，那么如何提高效率呢？最重要的是寻找燃烧值更高的燃料以及更充分的利用燃烧放出来的热量。热量利用率较高的内燃机出现就是燃机发展的标志。
从蒸汽到活塞内燃机，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。
外燃机
内燃机
内燃机的种类
活塞式内燃机
燃气轮机
喷气发动机
通常所说的内燃机就是活塞式内燃机
活塞式内燃机
燃气轮机
喷气发动机
二、活塞内燃机
汽油机气缸内的火花点燃燃料和空气的混合物，使活塞推下。
汽油机结构图
火花塞
气缸
进气门
活塞
连杆
排气门
曲轴
1、活塞式内燃机的分类
按照使用的燃料分为：汽油机和柴油机两种。
汽油发动机组成示意图
气缸盖
气缸体
活塞
连杆
曲轴
油底壳
进气门
火花塞
排气门
曲轴箱
气缸盖
气缸体
活塞
连杆
曲轴
油底壳
进气门
喷油器
排气门
曲轴箱
柴油发动机组成示意图
汽油机工作原理
火花塞
气缸
进气门
活塞
连杆
排气门
曲轴
吸气
压缩
做功
排气
2、内燃机的冲程和工作循环
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
汽油机工作的四个冲程
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。
吸气冲程
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。
压缩冲程
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。
做功冲程
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。
排气冲程
动画：汽油机工作原理
大家做！
冲程名称
工作内容
气门开闭情况
活塞运动方向
曲轴转过角度
1
2
3
4
根据刚才学习的知识，请同学们相互讨论，并完成下表的填写
思考：哪个冲程在做功？其它三个冲程靠什么运动？
推动活塞做功一次，曲轴转动几周？
吸气冲程
吸入燃料混合物
进气门开排气门关
向下运动
180o
压缩冲程
压缩混合燃料
进气门关排气门关
向上运动
180o
做功冲程
燃料燃烧对外做功
进气门关排气门关
向下运动
180o
排气冲程
将废气排出气缸
进气门关排气门开
向上运动
180o
3、热机的功率：
汽油机的功率主要决定于汽缸的数目、容积、燃料气体的压缩比。
4、压缩比
压缩比是指压缩过程始末汽缸体积的比值。压缩比越大，汽缸中气体温度升高越高，燃料燃烧后所能达到的温度也就越高。
1、活塞式内燃机的分类：汽油机和柴油机两种。
二、活塞内燃机
2、内燃机的四冲程和工作循环
单汽缸发动机做功很不均匀，一般只用在小型摩托车、摩托艇、手扶拖拉机上。在一般的大型机器上使用四缸发动机，或者是多缸发动机，多缸内燃机通过连杆把各个气缸的活塞连接在一根曲轴上，使各个做功错开。
思考：四缸发动机曲轴转动2周，推动活塞做功几次？
四缸发动机
练习题：
四缸四冲程活塞内燃机，其飞轮转速为300r/min，如果做功冲程中燃气对活塞的平均压强是5×105pa，活塞可移动距离为0.3m,活塞的面积为120cm,求这个内燃机的功率。
5、汽油机的优点：启动迅速、转速高、震动不剧烈、发动机的重量与输出功率之比小。
6、汽油机的缺点：燃料比较贵，功率比较小。
3、热机的功率：主要决定于汽缸的数目、容积、燃料气体的压缩比。
1、活塞式内燃机的分类：汽油机和柴油机两种。
二、活塞内燃机
4、压缩比 :压缩比是指压缩过程始末汽缸体积的比值。
2、内燃机的四冲程和工作循环
7、柴油机
柴油机工作时，活塞将缸内的空气压缩成高温、高压状态后，喷油嘴将柴油喷入缸内，柴油遇空气自燃，这类内燃机也叫自然式内燃机。
喷油嘴
进气门
活塞
连杆
排气门
气缸
曲轴
柴油机的机构
8、柴油机的优点
柴油机的功率范围广， 可以产生几千万兆的功率。普通柴油比汽油便宜，并且不像汽油那样容易引起火灾，储存比较方便。
9、柴油机的缺点
比汽油机笨重，转速较慢，震动也比较剧烈。
大型大型载重车，拖拉机、舰艇，坦克等多使用的是柴油机。
柴油机
柴油电动机车
三、活塞内燃机的技术指标
活塞内燃机的技术指标
包括发动机的排气量、最高输出功率、最大扭矩。
（1）排量
排量又称排气量，等于各个汽缸工作容积的总和，它取决于汽缸直径和活塞上下运动的距离。
三、活塞内燃机的技术指标
（2）最高输出功率
最高输出功率一般用千瓦或者是马力来表示。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。
（3）最大扭矩
最大扭矩是发动机从曲轴端输出的力矩，它也与转速有关。最大扭矩一般出现在发动机的中等转速的范围，随着转速的提高，扭矩反而会下降。
四、燃油标号
为了保证发动机正常运转保护发动机，必须正确使用发动机燃油标号。
某牌号汽车发动机耗油、油标：
60km/h等速
1.3型:4.4L/100km
1.6型:手动（自动）4.95L/100km
排放标准 欧洲Ⅱ
燃油标号 1.3型90号无铅
1.6型93号无铅
1、汽油标号
汽油标号是指汽油辛烷值的大小，辛烷值是汽油抗爆震性的标志。标号越大，汽油的抗爆震性越强。
2、爆震
爆震是指还没有点火，汽缸中的油气就自燃，点火时，开始自燃的油气便产生强烈的震动。
课堂小结
1、内燃机的种类:
活塞式内燃机、燃气轮机、喷气发动机。
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
6、燃油标号:（1）汽油标号 （2）爆震
1、下列关于热机和环境保护的说法中正确的是 （ ）
A 热机的大量使用会造成环境污染
B 所有的热机都是用汽油作燃料
C 汽车排出的尾气 都是有毒气体
D 热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除
A
随堂练习
2．甲内燃机比乙内燃机的效率高，表示（ ）
A．甲的功率比较大
B．甲燃烧需要的燃料较少
C．工作时间相同，甲耗油较少
D．甲把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的比例较大.
D