124热机与社会发展

柴油机的构造
喷油嘴 进气门
活塞
排气门 气缸
连杆
曲轴
吸气冲程
进气门打开，排气
空 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。
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。
• 6、一台效率为40％的柴油机，当输出6600J的有用功时，消
耗的柴油量为多少千克？
（ q柴油=3.3× 10J7/kg）
选做题
• 7、一辆60KW的载重汽车，保持功率不变在平直的 马路上行驶，受到的阻力是 4.5×103 N，发动机每 小时耗油20L，求：
• （1）发动机的效率， • （2）如果油箱内还有汽油50L，那么还能行驶多远？
有调查表明，我国许多城市的机动车尾气已成为
大气污染的首要来源。广州市空气主要污染源 为：机动车尾气占22%，工业排放占20.4%， 建筑工地扬尘占19.2%；一向享有“人间天堂”
美誉的杭州市这几年也越来越严重地遭受机动
车尾气污染之苦，即便是晴好天气，城市上空
也常是灰蒙蒙一片，污染指数与广州市不相上
排气冲程
燃
烧
进气门关闭，排气门
后
的
打开，活塞向上运动，
废 气
把废气排出气缸。
内燃机的 冲程和工作循环
吸气 压缩 做功 排气
汽油机和柴油机：
构造：对实物说明；区别：汽油机有火 花塞，柴油机有喷油嘴；
原理：让燃料在气缸内燃烧产生高温高 压的燃气来推动活塞来做功。
吸入气缸工作物质：汽油机的是空气和 汽油的混合物。柴油机的是纯空气、
构 造
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
进气门打开，
排气门关闭。活
塞由上端向下端
汽 油
运动，汽油和空
和 空
气
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。
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。
风能、地热能 等
当堂练习
• 4、某汽油机效率为20％，这表示它每做100J的有用功要完全 燃烧产生_5_00 J能量的汽油，要向外散失_4_00J的能量。
• 5、甲、乙两辆汽车，甲汽油机效率比乙汽油机效率高，这 表明（D ）
• A甲做功比乙多
• B甲做功比乙少
• C甲消耗的汽油比乙少
• D相同的牵引力行驶相同的路程，甲耗油少。
你的学习目标 达到了吗？
合理调整零件之间的间隙，减少因克服 摩擦阻力而消耗的能量。
热机的使用改变了这个世 界，_推__动___了社会的发展。
• 同时给我们环境带来了 危害，同学们讨论下如 何减少热机使用带来的 污染。
热机带来的环境污染和环保措施
• 空气污染和噪声污染。 • 环境保护的措施： • 1、改进燃烧设备，消除烟尘； • 2、研究和研发低能耗，少污染的高性能热机； • 3、充分开发利用绿色能源。如太阳能、氢气
3.汽油机吸入汽缸的是( ),点火方式是( ).柴油机 吸入汽缸的是( ),点火方式是( ).
三、热机效率
机件发 热散失
燃料燃烧 产生能量
做有 用功
废气带 走
在热机的 各种能量 的损失中, 废气带走 的能量最 多.
燃烧 不完 机件摩 全 擦损失
设法利用热机废气的 能量，是提高燃料利 用率的重要措施。
下；作为第一批环保模范城市的深圳，如今机 动车尾气污染竟然已占大气污染的70%，每年 排放各种有害物质达20多万吨，并且还在以每 年超过20%的速度增加；北京的汽车污染形势
同样严峻。随着城市煤烟型污染控制取得成效，
今后城市机动车排放污染对空气质量的影响将 越来越突出。
• 不可否认，汽车产业对经济有巨大的拉动作用，而治 理污染付出的代价也不应视而不见。以北京为例：北 京现在每年在大气治理上要花费100亿元人民币，到 2008年总共要花费近1000亿元人民币，其中用于机动 车尾气治理的至少有几百亿。如果把全国的情况算起 来，那将是一个天文数字。
问题：水沸腾后会怎样？ 推动塞子的能量来自哪里？
演示实验: 现象:软木塞冲出;管口有“白气”产生. 说明: 水蒸汽对木塞做功,内能减少,它的温度 下降,水蒸汽液化成小水珠. 工作时：内能转化为机械能
应用：热机
利用内能做功。
能量转化：内能转化为机械能．
几个名词：
1、一个冲程： 活塞在汽缸内往复运动时，从汽
途利用径绿色。能源
使用高性能热机
课堂练习
• 1、要提高热机效率必须 （ C ） • A.让更多的燃料燃烧 B.提高热机功率 • C.减少各种热损失 D.利用热值大的燃料 • 2、关于热机和环保的说法正确的是 （B ） • A.所有的热机都是用汽油作燃料 • B.热机的大量使用会造成大气污染 • C.热机产生的噪声可被消声器完全消除 • 3、说出几种你所认识的绿色新能源。 太阳能、水能、
• 同时，覆盖在我国城市上空的以汽车尾气为主的烟雾 更导致了庞大的医疗成本。世界银行发布的报告显示： 中国肺病发病率在过去30年翻了一番。因空气污染导 致的医疗成本增加以及工人生病丧失的生产力使得中 国GDP的5%被抵消掉。我国的污染如此严重，以至于 美国国务院不允许家庭成员患哮喘的外交官在我国某 些城市任职。
（ρ汽油 =0.8× ㎏／103 ，q汽m3油=4.6× J／㎏1）07
课外拓展
• 柴油机的节能效果可以从以下几方面思 考:
• 1、看柴油是否充分燃烧，燃烧越充分， 排出尾气的柴油味将越淡，颜色越淡。
• 2、内能转化为机械能的效率，在同样负 荷情况下，尾气温度越低，说明转化为 机械能越多，机械效率越高。
汽车在开动前，是如何使内 燃机起动的？
答：通过外力先使飞轮和曲轴转动起来，由 曲轴通过连杆带动活塞运动，消耗机械能来 帮助内燃机完成吸气、压缩两个冲程内燃机 一旦开始做功，内能就会转化成曲轴的机械 能。这时曲轴获得的机械能一部分通过做功， 一部分通过飞轮（与曲轴相连的质量较大的 轮子）保存起来。然后依靠飞轮的惯性再反 过来向外输出带动曲轴转动，靠消耗飞轮的 机械能完成排气以及下一循环的吸气、压缩。 这样内燃机就可连续工作下去了。
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。 蒸气机效率最低：6%~15%；
汽油机效率：20%~30%；
柴油机效率：30%~45%。提高热机效率的途径：• （1）使燃料充分燃烧； • （2）尽量减少各种热的损失； • （3）在热机的设计和制造上采用先进技
术； • （4）使用时注意保养，保证良好的润滑，
排气冲程
进气门关闭，
排气门打开，活塞
燃
烧
向上运动，把废气
后
的
排出气缸。
废 气
汽油机工作的四个冲程中，只有做功冲程 燃气对外做功，其他三个冲程都是辅助 冲程，要靠安装在曲轴上的 飞轮的惯性 来完成。必须靠外力来启动.
小结：汽油机一个工作循环包括 4 冲程， 活塞往复 次2，曲轴转动 圈2，做功 次。1有 次能2 量转化。
等； • 4、在内燃机的排气管上安装消声器，以减少
噪声污染。
小结
• 热机的效率很_低__，__废_气_带走了大量的热。
• _________是衡量热机性能的重要指标。
• 热热机机效的率 使用_____了人类社会的发展。
• 热机的使用也促给进 生态环境造成了_____。
• ________和_______ 是减少污染的污染重要
缸的一端运动到另一端的过程。
2、一个工作循环： 把这四个冲程称为发动机
的一个工作循环。
一、热机的作用：
燃料的化学能通过燃 烧转化为内能，又通 过做功，把内能转变 成机械能。从而使机 械获得动力。
二、热机的种类：
蒸汽机 内燃机 汽轮机 喷气发动机
蒸汽机
蒸汽机
内燃机
内燃机种类
汽油机
柴油机
四、汽油机的工作原理：
阅读材料
• 1. 汽车尾气污染 滚滚车流给我们的环境带来的污染已经到了触目惊心的 地步。有资料显示，我国的汽车尾气排放标准比大多 数发达国家落后近10年，并且执行情况参差不齐。与 美国标准相比，我国汽车一氧化碳(CO)排放量上限高 出56%，氮氧化合物高出32%，碳氢化合物则高出3倍 以上。即使是达到排放标准的车辆，其排放的一氧化 碳数量也是欧洲车辆的2倍左右，碳氢化合物和氮氧化 物排放数量是欧洲车辆的3倍以上。虽然上海和北京标 准较高，但是与欧洲和美国相比仍然宽松很多。专家 指出：我国各大城市污染正在从煤烟型污染向汽车尾 气型污染转化。
想想议议：
1、在四个冲程中，哪 些冲程发生了能量的 转化？如何转化？
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？
思考:
1.四冲程汽油机的工作过程由( ).( ).( ).( )四 个冲程组成的.
2.四冲程汽油机,由机械能转化为内能的是( )冲程 ,做功冲程是( )能转化为( )能.