内燃机课件1
合集下载
第一章 内燃机基本构造和原理
（5）气缸工作容积：活塞从一个止点运动到另一个止点所 扫过的容积。一般用Vh表示： Vh= πD2· S ×10-6/4 （L） 式中：D－气缸直径，单位mm；
S－活塞行程，单位mm；
（6）燃烧室容积：活塞位于上止点时，其顶部与气缸盖之间的 容积。一般用Vc表示。 （7）气缸总容积：活塞位于下止点时，其顶部与气缸盖之间的 容积。一般用Va表示，显而易见，气缸总容积就是气缸工作容积 和燃烧室容积之和，即Va＝Vc＋Vh。
（8）发动机排量：多缸发动机的各气缸工作容积的总和。 一般用VL表示： VL = Vh × i 式中：Vh－气缸工作容积； i － 气缸数目。
（9）压缩比：是气体压缩前的容积与气体压缩后的容积之比值， 即气缸总容积与燃烧室容积之比称为压缩比。一般用ε表示。 ε= Va / Vc 式中：Va － 气缸总容积； Vh － 气缸工作容积；Vc － 燃烧室 容积； （10）工作循环：包括进气、压缩、作功和排气过程，即 完成进气、压缩、作功和排气四个过程叫一个工作循环。
二、四冲程柴油机的工作原理
四行程柴油机和四行程汽油机的工作过 程相同，每一个工作循环同样包括进气、 压缩、作功和排气四个行程，由于柴油 机使用的燃料是柴油，粘度大，不易蒸 发，自燃温度低，故可燃混合气的形成、 着火方式、燃烧过程以及气体温度压力 的变化都和汽油机不同。
喷油器
进气门
排气门
纯空气
喷油泵
第一章 内燃机基本构造与原理
发动机：是将其它形式的能量转化为机械能的 机器。 热力发动机：将热能转化为机械能的机器。 热力发动机包括内燃机和外燃机。 内燃机：分为活塞式内燃机和燃气轮机。 活塞式内燃机：分为往复和旋转活塞式内燃 机。
第一节 内燃机的分类
活塞式内燃机的分类 1、按燃料分类：汽油发动机和柴油发动机 2、按冲程分类：四冲程发动机和二冲程发动机 3、按冷却方式分类：水冷发动机和风冷发动机 4、按气缸数目分类：单缸发动机和多缸发动机 5、按进气方式：增压和非增压 6、按点火方式：压燃和点燃 7、按转速：高速和低速 8、按气缸排列方式:立式、卧式、V型、对置式 9、按用途：汽车、拖拉机、船用和工程机械用
汽车内燃机设计教学课件汽车内燃机开发流程和主要技术手段(第1稿)
汽车内燃机设计
现代设计方法：
•
传统设计方式的
每一步，都可以通
过计算机来分析、
观察和演示，如形
体பைடு நூலகம்否符合设计要
求，是否有干涉，
运动学、动力学特
性和机械性能如何。
Hubei Automotive Industry Institute
第1章绪论
湖北汽车工业学院汽车工程学院
HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile
HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile
汽车内燃机设计
第1章绪论
总结1：CAD/CAE集成
• 数字样机(Digital Prototyping)，又称“虚拟样 机”(Virtual Prototyping)技术
1. 解决在CAD、CAE之间的数据共享问题 2. 自上而下的总体装配设计。 3. 1 ：1的精确大装配。 4. 装配过程和匹配情况的检测和分析。 5. 机械性能(静力学和动力学、运动学、流体力学
4. 世界著名的发动机研发机构如AVL、Ricardo、 FEV等以及各大汽车公司（通用、福特、丰田) 都开发了专业的发动机模拟软件
Hubei Automotive Industry Institute
湖北汽车工业学院汽车工程学院
HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile
HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile
汽车内燃机设计
绘制内燃机机构运动简图ppt课件
注：机构运动简图与实际机构有相同的运动特征。
机构示意图：是用特定的构件和运动副符号表 示机构的一种简化示意图，仅着重表示结构特 征。（不需按比例）
.
1.平面机构的组成
机架
固定构件
机构
原动件
按给定运
从动件
动规律独立运 动的构件。
其余活动构件，其活 动取决于原动件的运动规 律及机构的组成情况。
.
2.机构运动简图的符号（表3-1）
4、机器 三个共同特点： （1）都是人为的实体组合 （2）各实体间具有特定的相对运动 （3）能实现能量的转换或完成有用的机械功 5、机械 机构和机器的总称
.
8.零件、构件、机构、机器之间的关 系
零件----- 一个独立加工的单元体。
构件-----相对运动的单元体。
机构-----若干构件组成。 机器-----若干机构组成。
注：关于 工程常用 机构运动 简图符号 国家已有 规定。
.
实例：
构件用直线或小方块等来表示，画有斜线的表示机架。
.
3.机构运动简图的绘制
步骤：
1、分析机械的工作原理、组成及运动传递情况；确定其 组成的各构件。 2、确定运动副的类型和数目。 3、测量运动尺寸。
4、恰当选择运动简图的视图平面（投影面）。（一般选大 多数构件的运动平面）。 5、选取比例尺（l），定出各运动副的相对位置，开始绘 制。
l＝构件的实际长度（m）／图长（mm） 注意问题： 如l＝1／10，若构件实长为2m，则图长20mm
构件要编号； 运动副要有代号； 原动件要用箭头表示方向。 .
实例
图3-1 内燃机 1-气缸体 2-活塞 3-连杆 4-飞轮 5-曲轴
.
感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
机构示意图：是用特定的构件和运动副符号表 示机构的一种简化示意图，仅着重表示结构特 征。（不需按比例）
.
1.平面机构的组成
机架
固定构件
机构
原动件
按给定运
从动件
动规律独立运 动的构件。
其余活动构件，其活 动取决于原动件的运动规 律及机构的组成情况。
.
2.机构运动简图的符号（表3-1）
4、机器 三个共同特点： （1）都是人为的实体组合 （2）各实体间具有特定的相对运动 （3）能实现能量的转换或完成有用的机械功 5、机械 机构和机器的总称
.
8.零件、构件、机构、机器之间的关 系
零件----- 一个独立加工的单元体。
构件-----相对运动的单元体。
机构-----若干构件组成。 机器-----若干机构组成。
注：关于 工程常用 机构运动 简图符号 国家已有 规定。
.
实例：
构件用直线或小方块等来表示，画有斜线的表示机架。
.
3.机构运动简图的绘制
步骤：
1、分析机械的工作原理、组成及运动传递情况；确定其 组成的各构件。 2、确定运动副的类型和数目。 3、测量运动尺寸。
4、恰当选择运动简图的视图平面（投影面）。（一般选大 多数构件的运动平面）。 5、选取比例尺（l），定出各运动副的相对位置，开始绘 制。
l＝构件的实际长度（m）／图长（mm） 注意问题： 如l＝1／10，若构件实长为2m，则图长20mm
构件要编号； 运动副要有代号； 原动件要用箭头表示方向。 .
实例
图3-1 内燃机 1-气缸体 2-活塞 3-连杆 4-飞轮 5-曲轴
.
感谢亲观看此幻灯片，此课件部分内容来源于网络， 如有侵权请及时联系我们删除，谢谢配合！
3内燃机学第三章(1-2节)工作循环
Tc / Ta c k 1 ; Tz ' / Ta c k 1 ; Tz / Ta 0 c k 1
11
代入上式，可得：
t mCv pt Ta{( c k 1 c k 1 ) k ( 0 c k 1 c k 1 )} Vs t mCv Ta c k 1{( 1) k ( 0 1)} Vs
k 1 k 1 k 1
k 1
0 c
Tb / Ta Tz / Ta Tb / Tz 0 c Tb / Tz 0 c 0 c 1 k 1 ( ) 0k c / 0
(vz / vb )
k 1
其中， c为绝热压缩过程的压缩比； 为绝热压缩和绝热膨胀过程的绝热指数； p为等容加热过程的压力升高比； o为等压加热过程的容积增加比（预胀比）； =vb/vz为绝热膨胀过程的容积增加比（后胀比）- = c/ o 6 将各温度表达式代入循环热效率t，可得：
17
•机械效率限制 机械效率与缸内最大压力有密切关系，因为， Pmax决定了活塞 连杆机构的质量、其惯性力和主要承压面积大小等。 大幅度提高压缩比和压力升高比，必然会带来机械效率的下降， 从而使由于、提高所获得的循环效率与平均压力的收益，得而复 失。这一点对于柴油机来说，是一个很明显的问题。 国外柴油机最新发展的一个趋势，通过降低压缩比来提高柴油 机整机的经济性，其出发点就是减少摩擦损失。 •燃烧过程限制 若压缩比定得过大，压缩终点的压力和温度就会上升过多，对 于汽油机：容易产生爆震燃烧、表面点火等不正常现象；对于柴油 机：压缩终点时的气缸容积就会变得很小，给燃烧室设计带来困难， 甚至不利于高效率燃烧，造成得不偿失的后果。 •排放方面限制-冒烟、HC、CO、以及NOx等。 由于上述各种限制，目前发动机的参数范围如下： 柴油机 =12-22 =1.3-2.2 pmax=7-14 MPa 18 汽油机 7-12 2.0-4.0 3-8.5
第1章内燃机性能指标及实际循环热计算绪论 (2)解读
则ηt提高。
汽油机：点火后传播燃烧且无论负荷大小，火焰传 播距离不变。当负荷下降时，燃烧速度降低，燃烧
时间加长。这相当于λ下降而 上升，则ηt降低。
发动机工作循环
第二节内燃机的实际循环
1、进气过程 图a） 2、压缩过程 图b） 3、燃烧过程 图c） 4、膨胀过程 图c） 5、排气过程 图d）
发动机工作循环
每缸每循环所做的指示功：Wi
piVh
pi
D2
4
S 103
性能指标及热计算
指示功率为：
Pi
Wi
n 60
发动机工作循环
多变指数和平均多变压缩指数： 实际计算中n1取代n1’ ，试验测定n1大致范围是：
压缩终点的压力和温度的数值范围：
发动机工作循环
（3）燃烧过程 作用：将燃料的化学能转变为热能，使工质温度 、压力升高，为膨胀创造条件 汽油机：在上止点点燃，容积变化小，燃烧快， 温度压力上升快，接近等容燃烧。 柴油机：燃烧开始接近等容燃烧，随后燃烧速率 放慢，气缸容积增大，压力升高减缓，接近等压 燃烧
好坏，是从示功图测量计算得出的。
动力性指标：指示功、指示功率、平均指示压力。 经济性指标：指示热效率、指示燃油消耗率
发动机性能指标：动力性能指标（功率、转矩、转 速），经济性能指标（燃料和润滑油的消耗）， 运转性能指标（冷起动性能、噪声、排气品质）
性能指标及热计算
一、 指示功和平均指示压力 指示功是指气缸内完成一个工作循环所得到的有用
排气温度常用作检查发动机工作状态的技术指 标。其值偏高，说明热功转换效率低工作过程不 良，及时检修。
发动机工作循环
三、引起实际循环热损失 的因素
1、工质的影响
汽油机：点火后传播燃烧且无论负荷大小，火焰传 播距离不变。当负荷下降时，燃烧速度降低，燃烧
时间加长。这相当于λ下降而 上升，则ηt降低。
发动机工作循环
第二节内燃机的实际循环
1、进气过程 图a） 2、压缩过程 图b） 3、燃烧过程 图c） 4、膨胀过程 图c） 5、排气过程 图d）
发动机工作循环
每缸每循环所做的指示功：Wi
piVh
pi
D2
4
S 103
性能指标及热计算
指示功率为：
Pi
Wi
n 60
发动机工作循环
多变指数和平均多变压缩指数： 实际计算中n1取代n1’ ，试验测定n1大致范围是：
压缩终点的压力和温度的数值范围：
发动机工作循环
（3）燃烧过程 作用：将燃料的化学能转变为热能，使工质温度 、压力升高，为膨胀创造条件 汽油机：在上止点点燃，容积变化小，燃烧快， 温度压力上升快，接近等容燃烧。 柴油机：燃烧开始接近等容燃烧，随后燃烧速率 放慢，气缸容积增大，压力升高减缓，接近等压 燃烧
好坏，是从示功图测量计算得出的。
动力性指标：指示功、指示功率、平均指示压力。 经济性指标：指示热效率、指示燃油消耗率
发动机性能指标：动力性能指标（功率、转矩、转 速），经济性能指标（燃料和润滑油的消耗）， 运转性能指标（冷起动性能、噪声、排气品质）
性能指标及热计算
一、 指示功和平均指示压力 指示功是指气缸内完成一个工作循环所得到的有用
排气温度常用作检查发动机工作状态的技术指 标。其值偏高，说明热功转换效率低工作过程不 良，及时检修。
发动机工作循环
三、引起实际循环热损失 的因素
1、工质的影响
内燃机分类与工作原理[1]
![内燃机分类与工作原理[1]](https://img.taocdn.com/s3/m/864747275901020207409c8c.png)
二、 四行程发动机工作原理
1、进气行程
2、压缩行程
3、作功行程 4、排气行程
（一）四行程汽油机的工作原理
汽油发动机四个行程的图示
1.进气行程
２.压缩行程
３.作功行程
4.排气行程
每一行程工作的具体分析如下
1、进气行程(曲轴转角0-180) 示功图：表示活塞
在不同位置时气缸内 气体压力的变化情况。
1、按燃料使用不同分：汽油机、柴油机、多种燃料
2、按冷却方式不同分:水冷式、风冷式
3、内燃机按照完成一个工作循环所需的行程数可 分：四行程内燃机、二行程内燃机。
四冲程内燃机
二冲程内燃机
4、按气缸数及排列方式
单缸发动机
多缸发动机
单列式 Ｖ型 对置式
5、按气缸的排列分单列、双列，双列分V型、对置式
（五）二冲程汽油机与四冲程汽油机比较
１、功率较大：理论上同样发动机排量、同样工作转速的 发动机其功率应等于四冲程汽油机的二倍，实际上由于实 际压缩比小于名义压缩比，气缸内进气不足（进气时间短， 存在给气和扫气损失），只等于1.5~1.6倍。 ２、结构简单：二冲程汽油机没有配气机构，结构简单， 体积小，重量轻，容易维修。 ３、工作平稳：二冲程汽油机作功间隔短，发动机运转平 稳，飞轮转动惯量小，容易上高速。
• ４、经济性差，污染严重：二冲程汽油机燃油消耗率远较 四冲程汽油机的燃油消耗率高，HC等排放严重，一般功 率小于10kw，逐渐淘汰出摩托车用市场，但军用小型无 人航空飞行器却因其体积小、重量轻、单位气缸工作容积 输出功率大而仍被看好，但要解决电控汽油喷射技术甚至 废气涡轮增压技术 。 • 二、二冲程柴油机工作原理 • 二冲程柴油机工作时，是喷入的柴油，靠压燃点火；汽油 机工作时，靠火花塞点火。
第一章 内燃机的结构组成
第一章
内 燃 机 的 结 构 组 成
目
第一节 概
录
述
第二节 发动机一、什么叫内燃机？ 内燃机是将液体或气体燃料与空气混合 后，直接输入机器内部燃烧产生热能再转 化为机械能的一种热机。内燃机具有体积 小、质量小、便于移动、热效率高、起动 性能好的特点。但是内燃机一般使用石油 燃料，同时排出的废气中含有害气体的成 分较高。 常见的有柴油机和汽油机，通过 将内能转化为机械能，是通过做功改变内 能。
火花塞有一个中心电极和一个 侧电极，两电极之间是绝缘的。当 在火花塞两电极间加上直流电压并 且电压升高到一定值时，火花塞两 电极之间的间隙就会被击穿而产生 电火花。能够在火花塞两电极间产 生电火花所需要的最低电压称为击 穿电压；能够在火花塞两电极间产 生电火花的全部设备称为发动机点 火系。
第一章、内燃机的结构组成
二、内燃机的种类
1. 根据所用燃料分： 汽油机、柴 油机、天然气（CNG）、LPG发动机、 乙醇发动机等，另有双燃料发动机 （dual fuel engine）和灵活燃料发 动机（Bi-fuel engine）。 2. 根据缸内着火方式分： 点燃式、 压燃式 3. 根据冲程数分：二冲程、四冲程
4. 根据活塞运动方式分 ： 往复式、旋转式。 5. 根据气缸冷却方式分 ： 水冷式、风冷式。 6. 根据气缸数目分 ：单缸 机、多缸机 。
第一章、内燃机的结构组成
第一章、内燃机的结构组成
(3)润滑部位
第一章、内燃机的结构组成
第一章、内燃机的结构组成 (4)润滑系的零部件
第一章、内燃机的结构组成
第一章、内燃机的结构组成
第一章、内燃机的结构组成
第一章、内燃机的结构组成
第一章、内燃机的结构组成 5、冷却系
内 燃 机 的 结 构 组 成
目
第一节 概
录
述
第二节 发动机一、什么叫内燃机？ 内燃机是将液体或气体燃料与空气混合 后，直接输入机器内部燃烧产生热能再转 化为机械能的一种热机。内燃机具有体积 小、质量小、便于移动、热效率高、起动 性能好的特点。但是内燃机一般使用石油 燃料，同时排出的废气中含有害气体的成 分较高。 常见的有柴油机和汽油机，通过 将内能转化为机械能，是通过做功改变内 能。
火花塞有一个中心电极和一个 侧电极，两电极之间是绝缘的。当 在火花塞两电极间加上直流电压并 且电压升高到一定值时，火花塞两 电极之间的间隙就会被击穿而产生 电火花。能够在火花塞两电极间产 生电火花所需要的最低电压称为击 穿电压；能够在火花塞两电极间产 生电火花的全部设备称为发动机点 火系。
第一章、内燃机的结构组成
二、内燃机的种类
1. 根据所用燃料分： 汽油机、柴 油机、天然气（CNG）、LPG发动机、 乙醇发动机等，另有双燃料发动机 （dual fuel engine）和灵活燃料发 动机（Bi-fuel engine）。 2. 根据缸内着火方式分： 点燃式、 压燃式 3. 根据冲程数分：二冲程、四冲程
4. 根据活塞运动方式分 ： 往复式、旋转式。 5. 根据气缸冷却方式分 ： 水冷式、风冷式。 6. 根据气缸数目分 ：单缸 机、多缸机 。
第一章、内燃机的结构组成
第一章、内燃机的结构组成
(3)润滑部位
第一章、内燃机的结构组成
第一章、内燃机的结构组成 (4)润滑系的零部件
第一章、内燃机的结构组成
第一章、内燃机的结构组成
第一章、内燃机的结构组成
第一章、内燃机的结构组成
第一章、内燃机的结构组成 5、冷却系
九年级物理全册第十三章第三节内燃机课件(新版)沪科版 (1)
做功冲程中，柴油机的点火方式是压燃式，而汽油机是点燃式 ②____________________________________________________
_________________。
第三节 内燃机
高 问题4：实际应用中，柴油机的效率______( 选填“高”或
较大 “低”)，功率________( 选填“较大”或“较小”)，但毕竟
C．甲、丙、乙、丁
第三节 内燃机
压缩 、做功、排气四个冲 2．汽油机的工作过程由吸气、________
做功 冲程。如图8－ 程组成，其中将内能转化为机械能的是________ 做功 2所示，汽油机正处于________ 冲程。
图8 －2
第三节 内燃机
3．柴油机与汽油机在结构上的主要不同是气缸顶部的火花塞
第十三章 内能与热机
第十三章 内能与热机
第三节 内燃机
导学设计
常考归纳 课堂小结
课堂反馈
第三节 内燃机
导学设计
学点1 热机和内燃机的概念内 机械能 的装 热机：把燃料燃烧时释放的_______ 能转化为_______
置。
发动机气缸内 内燃机：燃料直接在________________ 燃烧产生动力的热 柴油机 。 汽油机 和_______ 机叫内燃机，内燃机中最常见的是______
第三节 内燃机
学点2 汽油机
结合汽油机的模型，与小组交流、讨论，完成下列问题：
图13－3－1
第三节 内燃机
问题1：由汽油机的剖面图，可以得出汽油机的主要构造有进气
火花塞 、气缸、_______ 活塞 、曲轴 道和进气阀、排气道和排气阀、_______
连杆、飞轮。 问题2：由汽油机的工作特点可知：汽油机工作时，活塞从气缸
_________________。
第三节 内燃机
高 问题4：实际应用中，柴油机的效率______( 选填“高”或
较大 “低”)，功率________( 选填“较大”或“较小”)，但毕竟
C．甲、丙、乙、丁
第三节 内燃机
压缩 、做功、排气四个冲 2．汽油机的工作过程由吸气、________
做功 冲程。如图8－ 程组成，其中将内能转化为机械能的是________ 做功 2所示，汽油机正处于________ 冲程。
图8 －2
第三节 内燃机
3．柴油机与汽油机在结构上的主要不同是气缸顶部的火花塞
第十三章 内能与热机
第十三章 内能与热机
第三节 内燃机
导学设计
常考归纳 课堂小结
课堂反馈
第三节 内燃机
导学设计
学点1 热机和内燃机的概念内 机械能 的装 热机：把燃料燃烧时释放的_______ 能转化为_______
置。
发动机气缸内 内燃机：燃料直接在________________ 燃烧产生动力的热 柴油机 。 汽油机 和_______ 机叫内燃机，内燃机中最常见的是______
第三节 内燃机
学点2 汽油机
结合汽油机的模型，与小组交流、讨论，完成下列问题：
图13－3－1
第三节 内燃机
问题1：由汽油机的剖面图，可以得出汽油机的主要构造有进气
火花塞 、气缸、_______ 活塞 、曲轴 道和进气阀、排气道和排气阀、_______
连杆、飞轮。 问题2：由汽油机的工作特点可知：汽油机工作时，活塞从气缸
8第1内燃机车讲图文课件
➢ 液力变扭器的基本组成：主要由泵轮、涡轮（叶轮）、导 向轮和外包壳组成。泵轮通过泵轮轴、齿轮与柴油机的曲 轴相连，涡轮通过涡轮轴、齿轮等与机车的动轮相连，导 向轮固定在变扭器的壳体上，不能转动。泵轮和涡轮联系 的媒介是工作油。工作油从泵轮叶片→涡轮叶片→导向轮 →泵轮往复循环，涡轮轴输出机械能---万向轴----车轴齿 轮箱---机车动轮。
KLJ — 2000
司机室 主台
智 能
装置运行,包括控制柴
制器 FB—
显 示
油机运行、辅助系统控 11制
屏2
制、牵引设备等
动机
司机
2.柴油机 内燃机车的动力装置，又称压燃式内燃机。主要结构特点
包括汽缸数、汽缸排列形式、汽缸直径、活塞冲程、增压与否 等。
现代机车用的柴油机都配装废气涡轮增压器，以利用柴油机 废气推动涡轮压气机，把提高了压力的空气经中间冷却器冷却 后送入柴油机进气管，从而大幅度提高了柴油机功率和热效率。 从转速来看，分为高速机（1500 r/min左右）、中速机 （1000r/min）和低速机（中速机转速以下）。
东风型（DF2） 东风4型内燃机车是大连机车车 辆厂，1969年开始试制的大功 率干线客货运内燃机车，1974 年转入批量生产，在实际运用 中不断改进设计，制造了东风 4b型，东风4c型，东风4d型等 系列产品，该车型采取了交直 流传动方式。
东风4B货运型： 东风4B客运型：
国内铁路货运的主力。东风 4B系列生产了三四千台。
东风9型是戚墅堰工厂研制的 准高速客运内燃机车，最大 速度160km/h．试验产品，一 共生产了两台.
一、内燃机车的发展
东风7型北京二七机车厂1982年设计，1985年正式生产编组站场调 车及工矿小运转作业。机车起动加速快，油耗低、噪音小、运行安 全可靠，操纵和维修方便。
《内燃机》教学课件1教科版
《内燃机》教学课件1教科版一、教学内容本节课我们将学习教科版《内燃机》的第三章第三节，详细内容主要包括内燃机的工作原理、类型及应用，重点探讨四冲程内燃机的构造、工作过程及能量转换。
二、教学目标1. 让学生掌握内燃机的工作原理，了解四冲程内燃机的构造及工作过程。
2. 使学生了解内燃机的类型及其应用，提高学生的实际应用能力。
3. 培养学生的观察、思考、分析问题的能力，激发学生探索科学技术的兴趣。
三、教学难点与重点难点：内燃机工作原理的理解，四冲程内燃机工作过程的掌握。
重点：内燃机的构造、工作原理及能量转换。
四、教具与学具准备教具：内燃机模型、多媒体设备、挂图。
学具：笔记本、铅笔、直尺。
五、教学过程1. 导入：通过展示一辆汽车发动机的图片，引导学生思考内燃机在汽车中的作用，进而引入本节课的主题。
2. 理论讲解：a. 介绍内燃机的工作原理。
b. 详细讲解四冲程内燃机的构造及工作过程。
3. 实践操作：a. 展示内燃机模型，让学生观察其构造。
b. 演示内燃机的工作过程，让学生亲身体验。
4. 例题讲解：讲解一道关于内燃机工作原理的例题，引导学生运用所学知识解决问题。
5. 随堂练习：布置几道与内燃机相关的练习题，巩固所学内容。
六、板书设计1. 《内燃机》2. 主要内容：a. 内燃机工作原理b. 四冲程内燃机构造及工作过程c. 内燃机类型及应用七、作业设计1. 作业题目：a. 简述内燃机的工作原理。
b. 画出四冲程内燃机的工作过程图，并解释每个冲程的作用。
2. 答案：a. 内燃机的工作原理是利用燃料在气缸内燃烧产生高温高压气体，推动活塞运动，从而驱动曲轴旋转，完成功的输出。
b. 四冲程内燃机工作过程图略。
八、课后反思及拓展延伸1. 反思：本节课学生对内燃机工作原理的理解程度，以及对四冲程内燃机构造的掌握情况。
2. 拓展延伸：鼓励学生课后查阅资料，了解内燃机的最新发展动态，如新能源汽车的发动机技术，提高学生的科技素养。
第一章内燃机基本原理与构造
柴油机（ engine）。 柴油机（diesel engine）。
气体燃料发动机：压缩天然气发动机（CNG）； （2）气体燃料发动机：压缩天然气发动机（CNG）；
液化石油气发动机（LPG）。 液化石油气发动机（LPG）。
05:39 / 6
二、内燃机的分类
（3）按冷却方式分类：水冷，风冷 按冷却方式分类：水冷，
05:39 / 27
（二）四冲程柴油机工作原理
四冲程柴油机每个工作循环也经历吸气、压缩、作功、 四冲程柴油机每个工作循环也经历吸气、压缩、作功、 吸气 排气四个冲程 相应地曲轴旋转了两周。 四个冲程， 排气四个冲程，相应地曲轴旋转了两周。 柴油的粘度比汽油大，不易蒸发， 柴油的粘度比汽油大，不易蒸发，不可能用气缸外部的 化油器进行雾化， 化油器进行雾化，因此不可能采用气缸外部形成可燃混合气 的方法，唯有在高温、 的方法，唯有在高温、高压的气缸内采用高压喷射才能将柴 油在很短的时间内完全雾化。 油在很短的时间内完全雾化。 柴油的自燃温度比汽油低，因此， 柴油的自燃温度比汽油低，因此，可燃混合气的着火方 式可采用自燃（压燃）方式，与汽油机的点燃方式不同（ 式可采用自燃（压燃）方式，与汽油机的点燃方式不同（否 则会产生爆炸性燃烧，使柴油机工作粗暴）。 则会产生爆炸性燃烧，使柴油机工作粗暴）。
05:39 / 13
二、内燃机的分类
按完成一个工作循环所需的冲程数：四冲程， （7）按完成一个工作循环所需的冲程数：四冲程， 二冲程
二行程内燃机：把曲轴转一圈(360° 二行程内燃机：把曲轴转一圈(360°)，活塞在气缸内上下 (360 往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机。 往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机。 目前发动机广泛使用 四行程内燃机。 四行程内燃机。
气体燃料发动机：压缩天然气发动机（CNG）； （2）气体燃料发动机：压缩天然气发动机（CNG）；
液化石油气发动机（LPG）。 液化石油气发动机（LPG）。
05:39 / 6
二、内燃机的分类
（3）按冷却方式分类：水冷，风冷 按冷却方式分类：水冷，
05:39 / 27
（二）四冲程柴油机工作原理
四冲程柴油机每个工作循环也经历吸气、压缩、作功、 四冲程柴油机每个工作循环也经历吸气、压缩、作功、 吸气 排气四个冲程 相应地曲轴旋转了两周。 四个冲程， 排气四个冲程，相应地曲轴旋转了两周。 柴油的粘度比汽油大，不易蒸发， 柴油的粘度比汽油大，不易蒸发，不可能用气缸外部的 化油器进行雾化， 化油器进行雾化，因此不可能采用气缸外部形成可燃混合气 的方法，唯有在高温、 的方法，唯有在高温、高压的气缸内采用高压喷射才能将柴 油在很短的时间内完全雾化。 油在很短的时间内完全雾化。 柴油的自燃温度比汽油低，因此， 柴油的自燃温度比汽油低，因此，可燃混合气的着火方 式可采用自燃（压燃）方式，与汽油机的点燃方式不同（ 式可采用自燃（压燃）方式，与汽油机的点燃方式不同（否 则会产生爆炸性燃烧，使柴油机工作粗暴）。 则会产生爆炸性燃烧，使柴油机工作粗暴）。
05:39 / 13
二、内燃机的分类
按完成一个工作循环所需的冲程数：四冲程， （7）按完成一个工作循环所需的冲程数：四冲程， 二冲程
二行程内燃机：把曲轴转一圈(360° 二行程内燃机：把曲轴转一圈(360°)，活塞在气缸内上下 (360 往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机。 往复运动两个行程，完成一个工作循环的内燃机。 目前发动机广泛使用 四行程内燃机。 四行程内燃机。
第一章内燃机的循环及性能评价指标
第一章内燃机的循环及性能评价指标1内燃机是在气缸内将燃料的化学能通过燃烧转为热能，再通过曲柄连杆机构将热能转化为机械的动力装置.根据完成一次能量转换所需的行程数不同，内燃机分四冲程机和二冲程机2内燃机对外输出功需要的环节：第一环节：混合气的形成并导入气缸的过程.第二环节:燃烧放热过程.第三环节:能过量的传递过程。
3三种理论循环：等容丶等压丶混合加热循环，①当加热量和压缩比相同时放热Qp>Qm>Q v ②.加热量和最高压力一定时，Qv>Qm>Qp③最高压力和最高温度一定时Qv=Qm=Qp4四冲程内燃机的实际循环热效率取决于混合气形成方式和燃烧放热规律，以及压缩比的最佳匹配.汽油机是均匀混合气以火焰传播形式迅速燃烧，柴油机根据混合气的形成特点家燃烧分预混合燃烧和扩散燃烧5论循环的评价:常用循环热效率（是指热力循环所获得的理论功与为获得该理论功所加入的总热量之比）评价动力机械设备在能量转换过程中所遵循理论循环的经济性，用循环平均压力(是指单位气缸工作容积所做的循环功)评价循环的做工能力. 6四冲程内燃机的实际循环：由进气行程（过程）丶压缩行程（过程）丶做功行程（燃烧过程和膨胀过程）以及排气过程（过程）4个行程5个过程组成。
评价指标：内燃机性能评价指标有两大类，即以活塞做功为基础评价气缸内热功转换的完善程度的指示指标；和以曲轴飞轮端对外输出的有效功为基础，从实用角度评价对外做功的有效指标。
实际循环做功能力的评价指标主要有平均指示压力（定义为单位气缸工作容积所做的指示功）和指示功率（指发动机单位时间所做的指示功）。
实际循环的经济指标有指示热效率和指示燃油消耗率。
7内燃机有效性能指标：①动力性指标a有效功率（克服运动件的摩擦损失功率以及驱动冷却风扇丶机油泵等附件所消耗的功率损失后，经曲轴对外输出的有用功。
称指示功率在传递过程中所有内部消耗功率的总和为机械损失功率）b平均有效压力（单位气缸工作容积输出的有效功）②经济性指标a有效热效率（实际循环对外输出的有效功与未获得此有效功率所消耗的热量之比）③排放指标8机械损失:内燃机的机械损失①摩擦损失62%-75%②驱动附件的损失10%-20%③泵气损失9机械损失的测定a倒拖法b示功图法c灭缸法10 排气提前角如何影响发动机性能？①如果加大排气提前角，排气初期缸内压力和温度更高，超临界排气声速更高。
13.3内燃机(第一课时)
塞向上运动，把 废气排出气缸。
想想议议
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？ 52 5．现代汽车里的“马达”起什么作用？
1. 在四个冲程中，哪些冲程发生能量的转化？
压缩冲程： 做功冲程：
57
展示交流
• 3、如图所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸 腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出，水 蒸气的 能转化为塞子的 能。图 中汽油机的 工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。
58
展示交流
• 4．以内燃机为动力的各种机械,在人类生产生活 中应用极为广泛.从轮船、火车, 到拖拉机、摩托 车等,它们的动力大都来源于内燃机,它们虽然在构 造上略有差异,但工作原理都是一样的.下面对内燃 机的有关叙述, 错误的是 ( ) • A．内燃机是内能转化为机械能的装置 • B．内燃机用水冷却，是因为水的比热容大 • C．它排出的废气无污染，是一种环保型的机器 • D．内燃机靠产生的高温高压气体做功
59
展示交流
• 5．如图是汽油机的四冲程示意图。在一个工作循 环中，四个冲程正确的排列顺序是（ ） • A．甲乙丙丁 B．甲丙乙丁 • C．乙丙丁甲 D．丁丙乙甲
60
展示交流
• 6、 内燃机的一个工作循环有 、 、 、 等 冲程，对外做功 次，除了对外做功的冲程以外， 其他冲程中靠飞轮 完成。 • 7、下面几个冲程当中，其中将内能转化为机械能 的是（ ） • A、吸气冲程 B、压缩冲程 • C、做功冲程 D、排气冲程
3
情境导入
4
自主学习
• 认真阅读书中P45-P46页回答下列问题： • 1．热机是把________能转化为_______能的装置。 • 2． 产生动力的热机叫内燃机。分为 和 。 • 3.汽油机：用 作燃料的内燃机。 • 4.汽油机构造： ， ， ， ， 。 • 5.冲程：活塞从气缸 运动到 叫做一个冲程。 • 6.汽油机一个工作循环包括： ， ， ， 四个冲程。
想想议议
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？ 52 5．现代汽车里的“马达”起什么作用？
1. 在四个冲程中，哪些冲程发生能量的转化？
压缩冲程： 做功冲程：
57
展示交流
• 3、如图所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸 腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出，水 蒸气的 能转化为塞子的 能。图 中汽油机的 工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。
58
展示交流
• 4．以内燃机为动力的各种机械,在人类生产生活 中应用极为广泛.从轮船、火车, 到拖拉机、摩托 车等,它们的动力大都来源于内燃机,它们虽然在构 造上略有差异,但工作原理都是一样的.下面对内燃 机的有关叙述, 错误的是 ( ) • A．内燃机是内能转化为机械能的装置 • B．内燃机用水冷却，是因为水的比热容大 • C．它排出的废气无污染，是一种环保型的机器 • D．内燃机靠产生的高温高压气体做功
59
展示交流
• 5．如图是汽油机的四冲程示意图。在一个工作循 环中，四个冲程正确的排列顺序是（ ） • A．甲乙丙丁 B．甲丙乙丁 • C．乙丙丁甲 D．丁丙乙甲
60
展示交流
• 6、 内燃机的一个工作循环有 、 、 、 等 冲程，对外做功 次，除了对外做功的冲程以外， 其他冲程中靠飞轮 完成。 • 7、下面几个冲程当中，其中将内能转化为机械能 的是（ ） • A、吸气冲程 B、压缩冲程 • C、做功冲程 D、排气冲程
3
情境导入
4
自主学习
• 认真阅读书中P45-P46页回答下列问题： • 1．热机是把________能转化为_______能的装置。 • 2． 产生动力的热机叫内燃机。分为 和 。 • 3.汽油机：用 作燃料的内燃机。 • 4.汽油机构造： ， ， ， ， 。 • 5.冲程：活塞从气缸 运动到 叫做一个冲程。 • 6.汽油机一个工作循环包括： ， ， ， 四个冲程。
九年级物理上册第2章第2节内燃机初中九年级上册物理1
第十八页，共二十二页。
不同点
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(xī jìn)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。
第十九页，共二十二页。
内燃机的应用(yìngyòng)
• 汽油机一般用在小汽车、飞机和一些轻巧的 机械上
• 柴油机一般用于载重汽车、火车、轮船、拖 拉机及一些小型发电机。
• 内燃机特点：运转速度快、质量(zhìliàng)轻、功 率大
第二十页，共二十二页。
小结 • 1、内燃机一个工作(gōn(gxziǎuoòji)é循) 环有四个冲程，分别
qì)
闭。活塞(huósāi)由上端向下端 运动，将空气吸进气缸。
第十三页，共二十二页。
压缩(yā 冲程 suō)
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(chōngchéng)末，缸内 空气温度已超过柴油的着火点。
第十四页，共二十二页。
• 10、四冲程内燃机一个工作循环，活塞往复运动几次？燃料燃
烧几次？对外做几次功？
2021/12/12
第二页，共二十二页。
看图说出汽油机的构造(gòuzào)
火花塞
进气阀
进气道 活塞(huósāi)（汽油机工作时，
活塞在气缸内做一次单向运动叫做一个 冲程）
曲轴连 杆
飞轮
第三页，共二十二页。
气缸(qì
第2节 内燃机
2021/12/12
第一页，共二十二页。
不同点
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(xī jìn)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。
第十九页，共二十二页。
内燃机的应用(yìngyòng)
• 汽油机一般用在小汽车、飞机和一些轻巧的 机械上
• 柴油机一般用于载重汽车、火车、轮船、拖 拉机及一些小型发电机。
• 内燃机特点：运转速度快、质量(zhìliàng)轻、功 率大
第二十页，共二十二页。
小结 • 1、内燃机一个工作(gōn(gxziǎuoòji)é循) 环有四个冲程，分别
qì)
闭。活塞(huósāi)由上端向下端 运动，将空气吸进气缸。
第十三页，共二十二页。
压缩(yā 冲程 suō)
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(chōngchéng)末，缸内 空气温度已超过柴油的着火点。
第十四页，共二十二页。
• 10、四冲程内燃机一个工作循环，活塞往复运动几次？燃料燃
烧几次？对外做几次功？
2021/12/12
第二页，共二十二页。
看图说出汽油机的构造(gòuzào)
火花塞
进气阀
进气道 活塞(huósāi)（汽油机工作时，
活塞在气缸内做一次单向运动叫做一个 冲程）
曲轴连 杆
飞轮
第三页，共二十二页。
气缸(qì
第2节 内燃机
2021/12/12
第一页，共二十二页。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
进气门关闭，排气门打 开，活塞向上运动，把废气 排出气缸。
2.内燃机的启动
内燃机不能自行启动。开始运 转时，要靠外力使飞轮和曲轴转动 起来，由曲轴通过连杆带动活塞运
动，以后内燃机才能自己工作。
3.内燃机的应用
(1)汽油机的应用
汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小 型农业机械上面。
(2)柴油机的应用
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 喷出的推动活塞向下运动，并
通过连杆带动曲轴转动。
排气冲程
燃 烧 后 的 废 气
3、内燃机的优缺点
优点：运转速度快、重量轻、功率大，应用广泛。 缺点：尾气（带有有毒、有害气体）污染环境。
三、柴油机
1、柴油机与汽油机的主要区别
区别 机种 柴油机 汽油机 燃料 柴油 汽油 构 造 顶部是喷油嘴 顶部是火花塞 吸入气体 空气 汽油与空气 的混合物 点火方式 压燃式 点燃式
柴油机
使用范围
载重汽车、火车、 轮船、拖拉机等 小汽车、低速飞 机、轻型机械等
2、柴油机与汽油机的共同点
①、基本构造和主要部件的作用相似。 ② 、一个工作循环都要经历吸气、压缩、做功、排气四个冲 程。所以被称为四冲程内燃机。 ③、在一个工作循环中，曲轴转动2周，活塞往复运动2次，气缸内 的燃油燃烧爆发1次，对外做功1次。
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。
讨 论
1、压缩冲程混合气体内能增大的原因是什么？ 答：活塞压缩混合气体做功，机械能转变为混合气体的内能。 2、做功冲程中，气体的内能如何转化？为什么被称为做功冲程？ 答：混合气体爆发性燃烧，化学能转变为内能；燃烧产生的高 温高压气体迅速膨胀，推动活塞运动，内能转变为机械能。
物体内能的改变
汽油机的构造
火花塞 气缸
进气门 活塞 连杆
排气门
曲轴
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 端向下端运动，汽油 和空气组成的燃料混
汽 油 和 空 气
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。
3、在吸气冲程、压缩冲程、排气冲程活塞为什么会运动？ 答：在做功冲程，飞轮获得足够的动能而高速转动，在吸气、 压缩、排气三个冲程中，活塞的运动都是靠飞轮的惯性来完成的。 4、排气后，下一个工作过程是什么冲程？ 答：吸气冲程 5、当燃油还没有燃烧做功的时候，活塞是怎样动起来的？ 答：通常是先接通了启动机(电动机)，用启动机带动活塞动起 来。也可用手柄，人工摇动手柄带动活塞起动。
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。
排气冲程
进气门关闭，排 气门打开，活塞向上 运动，把废气排出气 缸。
燃 烧 后 的 废 气
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
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。