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第1页/共32页第2页/共32页瓦特发明蒸汽机的故事 在瓦特的故乡-英国格林诺克的小镇,家家户户都是生火烧水做饭。对这种司空见惯的事,有谁留过心呢？瓦特就留了心。有一天，他在厨房里看祖母做饭。灶上坐着一壶开水。开水在沸腾。壶盖啪啪啪地作响,不停地往上跳动。瓦特观察好半天,感到很奇怪,猜不透这是什么缘故,就问祖母说：“什么玩艺使壶盖跳动呢？”祖母回答说：“水开了，就这样。”瓦特没有满足,又追问：“为什么水开了壶盖就跳动？是什么东西推动它吗？”可能是祖母太忙了,没有功夫答对他,便不耐烦地说：“不知道。小孩子刨根问底地问这些有什么意思呢。”第3页/共32页 瓦特在他祖母那里不但没有找到答案,反而受到了冤枉的批评,心里很不舒服,可他并不灰心。连续几天,每当做饭时,他就蹲在火炉旁边细心地观察着。起初,早期的蒸汽汽车壶盖很安稳,隔了一会儿,水要开了,发出哗哗蒸汽船 的响声。突然,壶里的水蒸汽冒出来,推动壶盖跳动了。蒸汽不住地往上冒,壶盖也不停地跳动着,好象里边藏着个魔术师,在变戏法似的。瓦特高兴了,几乎叫出声来,他把壶盖揭开盖上,盖上又揭开,反复验证。他还把杯子、调羹遮在水蒸汽喷出的地方。瓦特终于弄清楚了,是水蒸汽推动壶盖跳动,这水蒸汽的力量还真不小呢。水蒸汽推动壶盖跳动的物理现象,正是瓦特发明蒸汽机的认识源泉吗？第4页/共32页 1769年,瓦特把蒸汽机改成为发动力较大的单动式发动机。后来又经过多次研究, 成功发明了完善的蒸汽机。由于蒸汽机的发明,英国成为世界上最早利用蒸汽推动铁制海轮的国家。十九世纪,开始海上运输改革,一些国家进入了所谓的汽船时代。从此,船只就行驶在茫茫无际的海洋上了。第5页/共32页1、热机：通利用内能做工的机械2、热机的种类蒸汽机蒸汽机内燃机内燃机第6页/共32页二、内燃机二、内燃机实验方法： 在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针管紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒内滴入2-3滴酒精，再将盒盖盖紧，揿动电子式火花发生器的按钮：第7页/共32页爆炸爆炸有限空间的爆炸有限空间的爆炸第8页/共32页1.1.定义：定义： 燃料在汽缸内燃烧，产生的燃料在汽缸内燃烧，产生的燃气直接推动活塞做功，因燃气直接推动活塞做功，因此叫做此叫做活塞式内燃机活塞式内燃机2.常见的内燃机常见的内燃机(1)(1)汽油机(2)(2)柴油机第9页/共32页3、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第10页/共32页4、冲程：、冲程： 汽油机工作时，活塞在汽缸汽油机工作时，活塞在汽缸里做往复运动，活塞从汽缸的一里做往复运动，活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做端运动到另一端的过程叫做冲程冲程。现在的汽油机大多是四冲程汽油现在的汽油机大多是四冲程汽油机机第11页/共32页 进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。1 ） 吸气冲程吸气冲程第12页/共32页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，燃料混合物被合物被压缩压缩，压强增大，压强增大，温度升高。温度升高。2） 压缩冲程压缩冲程第13页/共32页在压缩冲程未在压缩冲程未尾，尾，火花塞产火花塞产生电火花生电火花，使，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） 做功冲程做功冲程第14页/共32页进气门关闭，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，把动，把废气废气排出排出气缸。气缸。4） 排气冲程排气冲程第15页/共32页5 5、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 飞轮飞轮第16页/共32页吸气冲程空气空气 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第17页/共32页压缩冲程 进气门和排气门都关进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把闭，活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，空气压缩得很小，空气的压空气的压强更大，温度更高强更大，温度更高。在压缩。在压缩冲程末，缸内空气温度已超冲程末，缸内空气温度已超过柴油的着火点。过柴油的着火点。柴油机的工作过程柴油机的工作过程第18页/共32页做功冲程 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第19页/共32页排气冲程燃烧后的废气 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第20页/共32页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第21页/共32页 6、柴油机与汽油机的主要区别、柴油机与汽油机的主要区别 区别区别 机种机种燃料燃料构构 造造吸入气体吸入气体点火方式点火方式使用范围使用范围柴油机柴油机汽油机汽油机柴油柴油汽油汽油顶部是喷油嘴顶部是喷油嘴顶部是火花塞顶部是火花塞空气空气汽油与空气汽油与空气的混合物的混合物压燃式压燃式点燃式点燃式载重汽车、火车、载重汽车、火车、轮船、拖拉机等轮船、拖拉机等小汽车、低速飞小汽车、低速飞机、轻型机械等机、轻型机械等 在做功冲程时燃气对活塞做功，在做功冲程时燃气对活塞做功，内能转化为机械能。其余三个冲程内能转化为机械能。其余三个冲程靠靠飞轮的惯性飞轮的惯性来完成来完成. .第22页/共32页一个工作循环内燃机各部件运动情况一个工作循环内燃机各部件运动情况完成：四个冲程。完成：四个冲程。活塞：往复两次。活塞：往复两次。曲轴：转动两周。曲轴：转动两周。飞轮：转动两圈飞轮：转动两圈对外做功：一次。对外做功：一次。辅助冲程：靠飞轮惯性来完成。辅助冲程：靠飞轮惯性来完成。第23页/共32页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？机械能转化为内能机械能转化为内能内能内能转化为转化为机械能机械能获 得获 得动 力动 力排出尾气排出尾气第24页/共32页汽油机的应用 插秧机第25页/共32页柴油机的应用第26页/共32页拓展与提高：拓展与提高：蒸汽机火车原理蒸汽机火车原理第27页/共32页三、小结 内燃机的定义及分类 汽油机的结构 汽油机的四个冲程 汽油机与柴油机的区别第28页/共32页四、课堂练习四、课堂练习1 1、内燃机的工作过程由_、_、_、_四个冲程组成，内燃机中，将机械能转化为内能的是_冲程，将内能转化为机械能的是_冲程. . 吸气吸气压缩压缩做功做功排气排气压缩压缩做功做功2、如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于做功冲程的是（ ）C第29页/共32页分析：分析：1800 rad/min=30rad/s 302=60个冲程个冲程 604=15次功次功 3、一台四冲程内燃机的飞轮转速为、一台四冲程内燃机的飞轮转速为1800 rad min，它，它s完成（完成（ ） A.30个冲程，做了个冲程，做了30次功次功 B.60个冲程，做了个冲程，做了60次功次功 C.120个冲程，做了个冲程，做了30次功次功 D.60个冲程，做了个冲程，做了15次功次功4、根据汽油机和柴油机的区别、根据汽油机和柴油机的区别,说法正确的是（）说法正确的是（） .汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶 部是一个喷油嘴部是一个喷油嘴 .汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴油的混合物柴油的混合物 .吸气冲程是内能转化为机械能吸气冲程是内能转化为机械能 .压缩冲程是内能转化为机械能压缩冲程是内能转化为机械能DA第30页/共32页1、课后作业题。2、本节配套练习题。五、作业第31页/共32页感谢您的观看。第32页/共32页
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