内燃机原理第六章 燃烧的基础知识
物理九年级内燃机知识点
物理九年级内燃机知识点内燃机是一种将燃料在内部燃烧产生能量的机械装置。
它是现代社会中最重要的动力来源之一，被广泛应用于汽车、发电机以及飞机等领域。
下面将介绍物理九年级中与内燃机相关的主要知识点。
一、内燃机的工作原理内燃机主要包括四个基本部分：进气系统、压缩系统、燃烧系统和排气系统。
进气系统负责吸入空气和燃料混合物，压缩系统将混合物压缩至高压状态，燃烧系统点燃混合物，产生高温高压气体，最后通过排气系统释放燃烧产物。
二、燃烧原理内燃机主要通过燃料的燃烧来释放能量。
燃料与空气混合后，在高压状态下被点火，发生燃烧反应。
燃烧反应产生的热能将气体加热膨胀，从而驱动活塞工作。
利用连续的爆发和推动机械装置运动的过程，将热能转化为机械能。
三、燃烧反应和燃料在内燃机中，燃料主要是液体燃料（如汽油、柴油）或者气体燃料（如天然气、液化石油气）。
不同类型的燃料在燃烧过程中会有不同的反应特点和燃烧产物。
例如，柴油机燃料燃烧时会产生较多的氮氧化物和颗粒物，而汽油机燃料则会产生较多的碳氢化合物。
四、热力循环内燃机的工作过程可以通过热力循环来描述，常用的是奥托循环和迪塞尔循环。
奥托循环主要用于汽油机，其特点是在连续的四个行程中完成燃油的吸入、压缩、燃烧和排出。
而迪塞尔循环主要用于柴油机，其特点是在燃油被注入和压缩后点火燃烧。
五、效率和排放内燃机的效率是指输入输出能量的比值，通常以热效率和机械效率来衡量。
热效率是指燃料中释放的能量中转化为有效功的比例，机械效率则是指发动机输出功率与输入燃料能量之比。
此外，内燃机的排放问题也备受关注。
汽车尾气排放的二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物和颗粒物等对环境和健康造成重要影响。
六、内燃机的改进和发展为了提高内燃机的效率和减少排放，科学家和工程师进行了许多改进和创新。
一些改进措施包括采用高效燃烧技术、提高燃烧效率、减少摩擦和辐射损失等。
此外，还出现了混合动力汽车和电动汽车等新型动力系统，有效地解决了内燃机在能源利用和环境保护方面的问题。
内燃机原理 各章重点内容
《内燃机原理》各章提纲及重点内容第一章绪论1、内燃机发展。
前期：1673~1680年荷兰物理学家柯.惠更斯(Christian Huygens)首先提出了真空活塞式火药燃烧的高温燃气在气缸中冷却后形成真空而带动活塞作功，在人类历史上第一次把燃气与活塞联系起来，实现了“内燃”1690年法国医生德.巴本(Deni Papin)，采用相当于真空原理用水蒸气作功质的活塞式发动机，成为近代蒸汽机的直接祖先。
1705~1711年英国人纽卡姆(New Comen)制成了矿井用直立气缸密封式活塞、缸|内水冷却的真空式蒸汽机，热效率不到1%。
| 1776年英国人瓦特(Watt) 改良了纽卡姆蒸汽机，发明了水汽分离冷凝器，大大完善了蒸汽机，热效率达3%，开始了蒸汽时代，掀起了第一次工业革命浪潮。
1794年英国人罗伯特.斯却里塔(RobertSteet)提出了燃用松节油或柏油的内燃机原理，首次提出燃料与空气混合的原理。
1799年法国化学家莱蓬(Lebon) 建议采用照明煤气作燃料并用电火花点火。
| 1820年英国人塞歇尔(W . Cecil) 用氢煤气作燃料,使内燃机以60+/ min转动起来。
1833年英国人莱特(WL. Weight)提出“爆发” 发动机，摆脱了真空发动机的影响，直接利用燃烧压力推动活塞作功。
1857年意大利恩.巴尔桑奇(Engenio Bersanti)和马特依西(Matteucci) 制成自由活塞发动机，第一次实现了爆发作功。
1860年法国人兰诺(Lenoir) 研制成功第一台实用的二冲程、无压缩、电火花点火的煤气机。
1862年法国工程师包.德.罗沙(Beau de Rochas)第一次提出了近代发动机等容燃烧的四冲程循环原理。
诞生：1876年Nikolaus August Otto发明了世界第一台四冲程煤气机。
1886年Benz和Daimlet按Otto的四冲程原理，造出第一台车用汽油机。
1886年Benz和Daimler将发明的汽油机用在车.上，发明了第一部汽车。
内燃机原理内燃机的燃烧
曲轴
将活塞的直线运动转化为旋转 运动，并输出功率。
内燃机的应用和发展趋势
内燃机广泛应用于汽车、飞机、船舶等交通工具，同时也在发电和工业领域 中发挥着重要作用。未来的发展趋势包括电动化、节能技术和可再生能源的 应用。
总结和展望
内燃机作为一种高效、可靠的动力装置，在社会发展中起着重要作用。随着 技术的不断进步，内燃机将继续适应新的需求，并为我们的生活创造更多可 能。
循环过程和效率
四冲程循环
进气、压缩、爆发、排气的四个过程交替进行，形成循环。
热效率
内燃机的热效率是指输出的有用功与燃料输入的热能之间的比值。
提高效率
使用先进的喷射技术、增压系统和废气回收技术可以提高内燃机的效率。
Байду номын сангаас
主要部件的功能和结构
活塞
将高温高压气体的能量转化为 直线运动功。
缸盖
密闭燃烧室，承受燃烧过程的 高温高压。
3
点燃过程
燃料与空气混合后，在火花塞点火的 作用下燃烧，产生爆发力推动活塞。
高温高压气体
燃烧产生的高温高压气体通过扩容和 排气过程释放能量。
点燃方式和燃料种类
火花塞点火
使用火花塞将点火能量传递到 燃料混合物，引发燃烧反应。
燃料喷射系统
通过喷射器将燃料雾化并喷入 燃烧室，提高燃烧效率。
柴油喷嘴
使用高压喷嘴将柴油喷射到压 缩空气中，在高温高压下点燃。
内燃机原理内燃机的燃烧
内燃机是一种高效且广泛应用的发动机类型。它的燃烧过程和传热特性、循 环过程和效率都是实现动力转化的关键。
内燃机的工作原理
内燃机利用可燃物质在密闭燃烧室中的燃烧产生的高温高压气体推动活塞运 动，从而产生功率。
初三物理内燃机知识点总结归纳
初三物理内燃机知识点总结归纳内燃机是一种将化学能转化为机械能的装置，广泛应用于交通运输、发电和农业等领域。
作为初中物理的一部分，学习内燃机的原理和工作过程以及其相关知识点，有助于我们理解能源转化和机械原理。
本文将对初三物理内燃机知识点进行总结归纳。
一、内燃机的基本原理内燃机分为两类：汽油发动机和柴油发动机。
无论是哪种类型的内燃机，其基本原理都是通过燃烧燃料使气体膨胀从而驱动活塞运动，达到能量转化的目的。
二、内燃机的工作过程内燃机的工作过程分为四个步骤：进气、压缩、燃烧和排出废气。
在进气阶段，活塞下降，气缸内充满了混合气或直接进气。
在压缩阶段，活塞向上移动，将气体压缩至更小的体积。
在燃烧阶段，利用电火花（汽油发动机）或高温（柴油发动机）点燃燃料，使混合气燃烧。
在排出废气阶段，活塞再次向上移动，将废气排出。
三、汽油发动机的工作原理汽油发动机采用火花塞点火进行燃烧。
点火由点火系统中的火花塞完成，它通过电流产生火花并点燃混合气。
汽油发动机通常采用四冲程循环，即在活塞运动过程中进行吸气、压缩、燃烧和排气。
四、柴油发动机的工作原理柴油发动机采用压燃点火进行燃烧。
在压缩过程中，柴油燃料被压缩到足够高的温度，从而点燃燃料。
与汽油发动机不同，柴油发动机不需要火花塞。
五、内燃机的热效率内燃机的热效率是指其能量转换效率。
由于内燃机有燃烧损失和机械损失等，其热效率通常较低。
为了提高内燃机的热效率，可以采取一些措施，如增加压缩比、提高燃烧效率和减少摩擦损失等。
六、内燃机的应用内燃机广泛应用于汽车、船舶、飞机、发电站等领域。
不同类型的内燃机适用于不同的应用场景。
例如，汽油发动机适用于小型车辆和轻型飞机，而柴油发动机适用于大型车辆和船舶。
七、内燃机的环保问题尽管内燃机在能量转化方面非常高效，但其燃烧过程会产生废气和有害物质。
这对环境造成了不良影响。
为了减少内燃机的环境污染，人们研究和使用了一系列的排放控制技术，例如催化剂和尾气再循环。
(完整版)内燃机原理课后习题与答案
第一章发动机的性能1.简述发动机的实际工作循环过程。
1）进气过程：为了使发动机连续运转，必须不断吸入新鲜工质，即是进气过程。
此时进气门开启，排气门关闭，活塞由上止点向下止点移动。
2）压缩过程：此时进排气门关闭，活塞由下止点向上止点移动，缸内工质受到压缩、温度。
压力不断上升，工质受压缩的程度用压缩比表示。
3）燃烧过程：期间进排气门关闭，活塞在上止点前后。
作用是将燃料的化学能转化为热能，使工质的压力和温度升高，燃烧放热多，靠近上止点，热效率越高。
4)膨胀过程：此时，进排气门均关闭，高温高压的工质推动活塞，由上止点向下至点移动而膨胀做功，气体的压力、温度也随之迅速下降。
（5）排气过程：当膨胀过程接近终了时，排气门打开，废气开始靠自身压力自由排气，膨胀过程结束时，活塞由下止点返回上止点，将气缸内废气移除。
3.提高发动机实际工作循环热效率的基本途径是什么？可采取哪些基本措施？提高实际循环热效率的基本途径是：减小工质传热损失、燃烧损失、换气损失、不完全燃烧损失、工质流动损失、工质泄漏损失。
提高工质的绝热指数κ可采取的基本措施是：⑴减小燃烧室面积，缩短后燃期能减小传热损失。
⑵. 采用最佳的点火提前角和供油提前角能减小提前燃烧损失或后燃损失。
⑶采用多气门、最佳配气相位和最优的进排气系统能减小换气损失。
⑷加强燃烧室气流运动，改善混合气均匀性，优化混合气浓度能减少不完全燃烧损失。
⑸优化燃烧室结构减少缸内流动损失。
⑹采用合理的配缸间隙，提高各密封面的密封性减少工质泄漏损失。
4.什么是发动机的指示指标？主要有哪些？答：以工质对活塞所作之功为计算基准的指标称为指示性能指标。
它主要有：指示功和平均指示压力.指示功率.指示热效率和指示燃油消耗率。
5.什么是发动机的有效指标？主要有哪些？答:以曲轴输出功为计算基准的指标称为有效性能指标。
主要有：1）发动机动力性指标，包括有效功和有效功率.有效转矩.平均有效压力.转速n和活塞平均速度；2）发动机经济性指标，包括有效热效率.有效燃油消耗率；3）发动机强化指标，包括升功率PL.比质量me。
内燃机原理内燃机的燃烧
（4）气缸盖温度上升。
注意：
（1）当发生轻微爆燃时，一般听不到金属敲击声， 其热效率还有所提高；
（2）从循环热效率考虑，最佳点火提前角是不发出 敲击声的轻微爆燃位置，但在实际工作中难于掌握和 控制。
1、爆燃及其危害
（1）压力曲线出现高频大振 幅波动；
H
2O
热4－1
如果反应利用空气进行，其燃烧反应方程式可写 成如下形式：
CnHm
n
m 4
O2
3.76 n
m 4
N
2
nCO2
m 2
H
2O
3.76
n
m 4
N
2
热4－2
三、燃烧所需空气量
1、早燃现象
汽油机早燃特征：
早燃的外部表现与爆燃相似，不仅有强烈的敲缸 声（较沉闷），而且压力升高率较大，使压缩行程末 期的负功很大并增加了发动机机件的负荷，从而引起 活塞、连杆的损坏以及气门、火花塞、活塞的过热。
早燃与爆燃两种不正常燃烧现象的比较：
1、汽油的平均组成为C＝0.856kg，H＝0.144kg，可 用C8H18近似表示，完全燃烧所需的理论空气量为：
14.80kg(空气)/kg(汽油) 11.45m3(空气)/kg(汽油) 2、柴油的平均组成为C＝0.875kg，H＝0.125kg，可 用C16H34近似表示，完全燃烧所需的理论空气量为：
1）燃料的影响： a、燃料形成沉积物的能力； b、混合气抵抗点燃的能力。
2）结构型式和运转条件的影响：
内燃机原理第六章-燃烧的基础知识
一、燃烧现象
燃烧过程（氧化过程）—着火阶段+燃烧阶段 ➢着火阶段 可燃混合气在一定压力、温度和浓度
反应速度
下，氧化反应突然加速，并出现火焰
的现象。 着火阶段——滞燃期
➢燃烧阶段
燃烧
滞燃期 i
着火后燃料与氧化剂剧烈放热的氧化反应。
ICE属周期性非稳定燃烧过程，燃烧持续期10-20ms, 着火过程只有0.3-0.03ms，滞燃期对性能影响大。
二、燃烧分类
固相燃烧：氧化剂在燃料表面的氧化反应
燃烧
预混合燃烧：燃料与氧化剂按一定比例混合
气相燃烧
扩散燃烧： 燃料与氧化剂彼此分离
层流预混合燃烧
层流扩散燃烧
紊流扩散燃烧
着火延迟
火焰按准球面传播
SI-ICE燃烧
油束外围燃烧
多区域同时着火燃烧
CI-ICE燃烧
HCCI（柴油）燃烧
两种燃烧方式对比
燃烧速度 混合气浓度 裂解
火花点火过程和湍流火焰 四、液体燃料的雾化和喷雾特性 五、油滴的蒸发和燃烧
单个油滴和油滴群的蒸发和燃烧 六、燃烧放热规律
放热速率和累积放热率
高电压（300～500V），低电流，温度3000K。 ➢火核形成
（二）点火能量 Eb Eb 30 ~ 50 mJ
过大
电极间隙 Sb 过小
Eb 50 mJ——高能点火
极间混合气多
Eb 大
电极散热快
Eb 大
Sbopt
Sb 0.6 ~ 0.8 mm
➢a 1.0 时，Eb 最小
➢每个 Eb 存在混合气的浓稀极限
作用于液滴表面张力
We
液滴张力
a d0 u2
a —周围空气密度，kg/m3；
内燃机原理(简)
1、循环特征参数 、 （2） 压力升高比 λ = ）
（1） 压缩比 ）
p p
3 2
v1 ε = v2
ρ =
k
（3）初始膨胀比 ）
v4 v3
2.、热效率 、
η
it
= 1 −
1
ε
k −1
⋅
− 1 ( λ − 1) + k λ ( ρ − 1)
一、指示功和平均指示压力
1、指示功（或循环指示功） 指示功（或循环指示功）
在气缸完成一个循环， 在气缸完成一个循环，工质对活 塞所做的功， 表示。 塞所做的功，用Wi（J）表示。
2、平均指示压力Pmi 、平均指示压力
1）定义：发动机单位气缸工作容积每循环做的指 ）定义： 示功。 示功。 Pmi=Wi/Vh (kPa) 2）作用：评价发动机工作循环的动力性。 ）作用：评价发动机工作循环的动力性。
↓=>发动机功率 发动机功率↓ 但P0↓(To↑)=>ρ0↓=>ma↓=>发动机功率↓。
2、结构因素 、
(1)进气系统 进气系统
一般包括进气门、进气管、空滤器、化油器、 一般包括进气门、进气管、空滤器、化油器、进 气道等部件。要尽量减少各部件的流动阻力， 气道等部件。要尽量减少各部件的流动阻力，以增大 进气终了的压力，提高充量系数。 进气终了的压力，提高充量系数。 试验证明，增大进气终了压力比降低残余废气系 试验证明， 数对充量系数的影响大， 数对充量系数的影响大，所以设计成进气门直径大于 排气门直径，气门顶部的形状呈流线型。 排气门直径，气门顶部的形状呈流线型。
B:每小时的油耗量, kg/h］ 有效功率[kW] B:每小时的油耗量,［kg/h］ Pe:有效功率[kW] 每小时的油耗量
七年级物理内燃机知识点
七年级物理内燃机知识点在学习物理中，内燃机是一个非常重要的知识点。
本文将从内燃机的原理到运行过程、应用和使用注意事项等各个方面详细介绍内燃机相关知识点。
一、内燃机的原理内燃机是利用燃料在氧气中燃烧产生高温高压气体，从而推动活塞做功的一种发动机。
内燃机中的燃烧受到火花塞的控制，而气体的膨胀能则被活塞转化为机械能。
二、内燃机的运行过程内燃机分为四个过程：进气，压缩，燃烧和排气。
在进气过程中，活塞运动向下，进气门打开，使混合气体进入汽缸；在压缩过程中，活塞运动向上，进气门关闭，混合气体被压缩，并且温度和压力都逐渐升高；在燃烧过程中，当活塞最高点时，火花塞发出火花，使混合气体燃烧产生高温高压气体；在排气过程中，活塞向上运动，排气门打开，将废气排出汽缸。
三、内燃机的应用内燃机广泛应用于汽车、飞机、摩托车、船舶等各个领域。
汽车内燃机的种类还分为汽油机和柴油机两种，其中汽油机主要应用于私家车辆，而柴油机则主要应用于工业机械、卡车等车辆。
船舶上则主要使用柴油机作为主要动力源。
四、内燃机的使用注意事项内燃机在使用过程中需要注意以下几点：1.燃料的选用。
应该选用质量较好的燃料，并适当控制燃料质量，以避免燃油过多导致内燃机出现故障。
2.日常保养。
内燃机需要经常检查清洁，如更换机油、火花塞、滤清器等部件，以确保内燃机正常工作。
3.正确驾驶。
驾驶内燃机的车辆时，需要按照使用说明进行操作，避免行驶时过度加速或启动时引起内部损坏。
总之，内燃机是一种非常重要的发动机类型，其应用也非常广泛。
在学习和应用内燃机时，我们需要掌握其原理、运行过程和正确的使用方法。
这样才能更好地运用内燃机，并且保障内燃机的正常运行，延长其使用寿命。
《燃烧基础知识 》课件
燃烧原理
燃料和氧气在一定的温度下发生 化学反应，生成新的化合物并产 生能量。
燃料的种类
化石燃料
煤、石油和天然气是主要的化石燃料，它们广泛用于工业、交通和生活中。
生物质燃料
纤维素、木材和废弃物等属于生物质燃料，是可再生的燃料资源。
可再生能源
太阳能、水力能、风力能、地热能、生物质能等都是可再生能源，不会造成环境和资源的破 坏。
《燃烧基础知识 》PPT课件
燃烧是人类最重要的能源来源之一。本课程通过介绍燃烧的基本原理、过程、 应用及环保、安全等方面，使烧定义
燃烧是一种化学反应，通常是指 物质在氧气存在下放出能量，释 放出热和光的过程。
燃料
燃烧的物质称为燃料，可分为化 石燃料、生物质燃料及可再生能 源燃料。
燃气轮机
燃气轮机是一种以燃气为燃料 的发电机，具有高效率、低排 放的优点。
发电机组
燃料通过发电机组转化为电能， 成为人们生产生活不可缺少的 能源。
环保问题
1 燃烧的灰渣
燃烧产生的灰渣是固体废 弃物，可通过处理变成新 的可利用资源。
2 烟雾和废气处理
烟雾和废气中含有大量的 有害物质，需要经过处理 后才能排放。
燃烧的过程
1
燃烧三要素
燃料、氧气和引火源是燃烧必备的三个
燃烧反应的类型
2
要素。
燃烧反应可分为燃烧、氧化和还原反应
三种类型。
3
燃烧的热力学参数
温度、压力、焓、熵和自由能等都是燃 烧反应中重要的热力学参数。
燃烧的应用
火焰和燃气
火焰是燃烧反应的结果之一， 燃气是人们生活中最重要的燃 料之一。
内燃机
内燃机是现代交通工具的基本 动力装置，是燃烧技术的代表。
初中物理内燃机知识点总结归纳
初中物理内燃机知识点总结归纳内燃机是一种利用燃烧燃料内部释放的热能驱动活塞做机械运动的设备。
它是现代交通运输和工业生产中最重要的能源转化装置之一，了解内燃机的工作原理和相关知识，对于我们理解能源转化和环保意识的培养具有重要意义。
本文将从内燃机的工作原理、汽油机和柴油机的区别以及内燃机的环保问题等方面进行总结归纳。
一、内燃机的工作原理内燃机的工作原理简单来说，可以分为四个基本过程：进气、压缩、爆燃和排气。
进气过程中，活塞向下运动，气缸内的空气与燃料混合物一起进入气缸；压缩过程中，活塞向上运动，将混合物压缩，使其达到爆燃的条件；爆燃过程中，火花塞产生火花，点燃混合物，产生高温高压气体；排气过程中，活塞再次向下运动，将排出燃烧产物。
二、汽油机和柴油机的区别1. 燃料：汽油机使用汽油作为燃料，而柴油机使用柴油作为燃料。
2. 混合方式：汽油机使用化油器将空气和汽油混合后进入气缸，而柴油机则是根据高压喷嘴将燃油直接喷入气缸。
3. 点火方式：汽油机采用火花塞点火，而柴油机则是通过高温高压使燃油自燃。
4. 报废物排放：汽油机燃烧产物中含有较多的一氧化碳和碳氢化合物，对环境污染较大；柴油机燃烧产物中则主要是氮氧化物，对环境污染的影响相对较小。
三、内燃机的环保问题随着全球环保问题的日益凸显，内燃机的环保性能也成为了一个重要的研究方向。
为了减少内燃机对环境的影响，人们提出了一系列的解决方案，包括提高燃烧效率、降低排放浓度、使用清洁燃料等。
以下是几种常见的环保技术：1. 催化转化技术：通过在尾气处理系统中加入催化剂，将排出的有害气体转化为无害气体。
2. 高压直喷技术：该技术通过喷射系统将燃油直接喷入燃烧室，提高燃烧效率，同时减少有害气体的生成。
3. 多级增压技术：通过增加进气压力，提高内燃机的燃烧效率，降低燃料消耗和排放浓度。
4. 混合动力技术：将内燃机与电动机结合使用，减少对燃料的依赖，降低排放。
在环保问题上，内燃机的改进与创新仍然是一个需要不断探索的领域，只有不断进行科学研究和技术改进，才能更好地保护环境。
【课件】九年级物理上册：6.内燃机的工作原理讲稿
归纳总结
内燃机的工作原理：燃料燃烧，化学能转化为内能，内能传 给工作物质，工作物质膨胀做功，将内能转化为机械能。
汽油和空气 点燃式 的混合气体
空气
压燃式
三、一个工作循环中的特点
• 一个工作循环： • 活塞：往复两次 • 曲轴：转动两周 • 完成：四个冲程 • 对外做功：一次（做功冲程） • 辅助冲程：靠飞轮惯性来完成
（吸气冲程、压缩冲程、排气冲程）
拓展应用
1.在如图所示的四幅图中，甲、乙是两 个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽 油机工作过程中的两个冲程示意图．与 丙冲程原理相同的是__甲___图所示的演示 实验。__乙___实验与丁冲程原理相同。
曲轴
（1）吸气冲程
（2）压缩冲程
进气门打开，
汽
排气门关闭。
油
活塞由上端向
和
下端运动,混
空
合气体从进气
气
门吸入气缸。
进气门关闭， 排气门关闭， 活塞由下端向 上端运动，压 强增大，温度 升高。
机械能转化为内能
（3）做功冲程
（4）排气冲程
火花塞产生电 火花，燃料燃 烧，产生高温 高压燃气，推 动活塞向下运 动做功，通过 连杆带动曲轴 转动。
工作过程三柴油机与汽油机的不同点类别构造燃料吸入的气体点火方式汽油机汽缸顶部有火花塞汽油汽油和空气的混合气体点燃式柴油机汽缸顶部有喷油嘴柴油空气压燃式?一个工作循环
初中物理知识点精讲课程
内燃机的工作原理
课前导入
现象:橡胶塞冲出，管口有“白气”产生 能量转化:
九年级物理内燃机知识点
九年级物理内燃机知识点物理中“路程-时间”图像是学习运动力学图像和其他图像的基础。
初中物理是为高中物理、大学物理打基础的。
下面是我整理的九年级物理内燃机知识点，仅供参考希望能够帮助到大家。
九年级物理内燃机知识点1、内燃机及其工作原理：将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功，把内能转化为机械能。
按燃烧燃料的不同，内燃机可分为汽油机、柴油机等。
(1)汽油机和柴油机都是一个工作循环为四个冲程即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程的热机。
(2)一个工作循环中只对外做一次功，曲轴转2周，飞轮转2圈，活塞往返2次。
(3)压缩冲程是对气体压缩做功，气体内能增加，这时机械能转化为内能。
(4)做功冲程是气体对外做功，内能减少，这时内能转化为机械能。
(5)汽油机和柴油机工作的四个冲程中，只有做功冲程是燃气对活塞做功，其它三个冲程要靠飞轮的惯_完成。
(6)判断汽油机和柴油机工作属哪个冲程应抓住两点：一是气阀门的开与关;二是活塞的运动方向。
(7)汽油机和柴油机的不同处。
2、燃料的热值(1)燃料燃烧过程中的能量转化：目前人类使用的能量绝大部分是从化石燃料的燃烧中获得的内能，燃料燃烧时释放出大量的热量。
燃料燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释放，物体的化学能转化为周围物体的内能。
(2)燃料的热值①定义：lkg某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。
用符号“q”表示。
②热值的单位j/kg，读作焦耳每千克。
还要注意，气体燃料有时使用j/m3，读作焦耳每立方米。
③热值是为了表示相同质量的不同燃料在燃烧时放出热量不同而引人的物理量。
它反映了燃料通过燃烧放出热量本领大小不同的燃烧特_。
不同燃料的热值一般是不同的，同种燃料的热值是一定的，它与燃料的质量、体积、放出热量多少无关。
(3)在学习热值的概念时，应注意以下几点：①“完全燃烧”是指燃料全部燃烧变成另一种物质。
②强调所取燃料的质量为“lkg”，要比较不同燃料燃烧本领的不同，就必须在燃烧质量和燃烧程度完全相同的条件下进行比较。
内燃机的燃烧原理
内燃机的燃烧原理内燃机是将燃料通过燃烧的方式转化为能量的机械装置。
它的燃烧原理是通过内燃机的燃烧室中的燃料与空气混合，并在燃烧室内进行燃烧，产生高温和高压气体，并将其转化为机械能。
下面将详细介绍内燃机的燃烧原理。
内燃机的燃烧过程可以分为四个阶段：吸气、压缩、燃烧和排气。
首先是吸气阶段。
当活塞向下运动，活塞内下方的汽缸容积增大，通过活塞的下行运动，汽缸内的压力降低，外界空气会通过进气阀进入汽缸，充满整个气缸。
然后是压缩阶段。
当活塞向上运动时，汽缸内的容积变小，这使得空气被压缩，由于活塞上方的活塞顶部设有火花塞，当活塞向上移动到一定位置时，火花塞会产生火花，引燃燃料和空气混合物。
接下来是燃烧阶段。
当点火芯充满燃烧室时，火花点燃了混合物，燃烧产生的高温高压气体迅速膨胀，推动活塞向下运动，转化为机械能。
在燃烧过程中，燃料和空气混合物被完全燃烧，产生的废气通过排气阀排出。
最后是排气阶段。
当活塞再次向上运动时，废气从汽缸排出，同时进气阀打开，使得新的混合物进入汽缸，完成了一个循环。
内燃机的燃烧原理基于热力学和化学原理。
热力学原理是指在燃烧过程中，燃料的化学能转化为热能，然后再转化为机械能。
化学原理是指燃料和空气混合后，通过火花点火，使燃料燃烧，产生高温高压气体。
内燃机的燃烧原理在很大程度上依赖于燃料的选择和处理。
燃料的选择应考虑其燃点、燃烧速度和能量释放率等因素。
常用的燃料有汽油、柴油和天然气等。
燃烧室的设计也很重要，它需要有合适的形状和尺寸，以保证混合物充分燃烧，并提供合适的压力和温度。
总结起来，内燃机的燃烧原理是通过混合燃料和空气，点燃混合物，在燃烧产生的高温高压气体的作用下，将热能转化为机械能。
这个过程需要合适的燃料和燃烧室设计，以确保燃料的充分燃烧和高效能转换。
内燃机的燃烧原理是现代机械工业中非常重要的一部分，它广泛应用于汽车、工业机械和发电等领域。
九年级物理内燃机知识点
九年级物理内燃机知识点内燃机是一种能够将化学能转换为机械能的装置，被广泛应用于交通运输、工业生产和家庭用途等领域。
它通过燃烧燃料使气体膨胀，从而产生推动力来驱动发动机工作。
在九年级物理学习中，了解内燃机的工作原理和相关知识点，对于理解能源转换和能量守恒定律有着重要意义。
一、内燃机工作原理内燃机主要由燃烧室、气缸、活塞和曲轴等部件组成。
它工作的基本原理可以简化为以下几个步骤：1. 进气阶段：活塞向下运动，气缸内形成负压，进气阀门打开，新鲜空气通过进气阀进入气缸。
2. 压缩阶段：活塞向上运动，压缩气缸内的空气燃料混合物，使其体积减小，压力增大。
3. 燃烧阶段：当活塞达到上止点时，点火器点火将混合物点燃，形成爆炸。
爆炸产生的气体膨胀驱动活塞向下运动。
4. 排气阶段：活塞再次向上运动，将燃烧后的废气通过排气阀排出。
这样，内燃机便能源源不断地进行循环工作，将化学能转化为机械能。
二、内燃机的分类内燃机可以根据不同的工作循环和燃料类型进行分类。
常见的内燃机有以下几种：1. 火花点燃式内燃机：也称为汽油机，以汽油为燃料，通过火花塞点火引燃混合气体。
2. 压燃式内燃机：也称为柴油机，以柴油为燃料，通过高温高压使燃料自燃。
3. 混合式内燃机：结合了火花点燃式和压燃式内燃机的特点，以混合燃料为燃料，具有高效率和低排放的特点。
三、内燃机的优缺点内燃机作为一种常见的动力装置，具有以下优点和缺点：1. 优点：- 结构简单，体积小，重量轻，便于携带和安装。
- 启动快速，响应灵敏，能够满足瞬时高功率需求。
- 燃料种类广泛，适用性强，包括汽油、柴油、天然气等多种燃料。
2. 缺点：- 燃料消耗较大，对环境产生一定程度的污染，需要采取相应的净化措施。
- 噪音较大，振动较明显，需要进行降噪和减振处理。
- 能量利用率较低，部分燃料被浪费为废热和废气。
四、内燃机的应用领域内燃机广泛应用于交通运输、工业生产和家庭用途等领域，包括以下方面：1. 汽车：内燃机是汽车的主要动力装置，提供驱动力和动力支持。
教科版九年级物理内燃机知识点
教科版九年级物理内燃机知识点内燃机是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。
编辑了内燃机知识点，希望对您有所帮助!知识点1.内燃机：燃料在汽缸内燃烧的热机叫内燃机，内燃机分为汽油机和柴油机。
它们的特点是让燃料存汽缸内燃烧，从而使燃烧更充分，热损失更小，热效率较高，内能利用率较大。
2.冲程：活塞在汽缸内住复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
3.工作原理：四冲程内燃机的工作过程是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的。
四个冲程为一个工作循环，在一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两周，四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程靠飞轮的惯性完成。
(1)吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入气缸;(2)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;(3)做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。
高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功;(4)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。
(如下四个冲程的示意图) 。
汽油机的工作过程进气阀开关排气阀开关活塞运动曲轴运动冲程作用能量的转化吸气冲程开关向下半周吸入汽油和空气的混合物——压缩冲程关关向上半周燃料混合物被压缩，温度升高，压强增大机械能→内能做功冲程关关向下半周燃烧产生的高温高压燃气推动活塞向下运动，通过连杆带动曲轴对外做功内能→机械能排气冲程关开向上半周排除废气——说明一个工作循环中，有两次内能与机械能的转化：压缩冲程机械能转化为内能，做功冲程内能转化为机械能柴油机和汽油机的区别：汽油机柴油机构造不同汽缸顶部有火花塞汽缸顶部有喷油嘴燃料不同汽油柴油吸气冲程汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物柴油机在吸气冲程中只吸入空气点火方式压缩冲程末，火花塞产生电火花点燃燃料，称为点燃式压缩冲程末，喷油嘴向汽缸内喷出雾状柴油遇到温度超过柴油燃点的空气而自动点燃，称为压燃式效率效率低20%一30% 效率高30%～45%应用自重轻便，主要用于汽车、飞机、摩托车等机体笨重，主要用于载重汽车、火车、轮船等区分汽油机、柴油机以及判断内燃机的四个冲程的方法：区分汽油机和柴油机时，要从构造上区别，有喷油嘴的是柴油机，有火花塞的是汽油机，一要看进气门、排气门的开闭状态，二要看活塞的运动方向，在此基础上进行综合分析。
九年级物理内燃机知识点
九年级物理内燃机知识点
九年级物理内燃机的知识点包括以下内容：
1. 内燃机的基本原理：内燃机通过燃烧燃料产生高温高压气体，利用气体膨胀推动活
塞运动，从而做功。
一般包括四个基本过程：进气、压缩、燃烧和排气。
2. 内燃机的组成部分：内燃机主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、进气和排气系统、点
火系统以及冷却系统等部分组成。
3. 四冲程往复式内燃机：四冲程往复式内燃机包括进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和
排气冲程。
进气冲程进气门打开，活塞向下运动，气缸内充满混合气；压缩冲程进气
门关闭，活塞向上运动，将混合气压缩；燃烧冲程点火后，混合气燃烧膨胀，推动活
塞向下运动；排气冲程排气门打开，活塞向上运动，将废气排出。
4. 内燃机的燃料：常用的内燃机燃料有汽油和柴油。
汽油为轻质油品，在较低温度下
易挥发燃烧；柴油为重质油品，相对汽油燃点较高。
5. 点火系统：点火系统用于在燃烧室中提供电火花，点燃混合气。
包括点火塞、点火
线圈、分电器、蓄电池等组成。
6. 排气系统：排气系统用于将燃烧后的废气排出，包括排气管、消声器等。
7. 冷却系统：冷却系统用于保持发动机温度适宜，防止过热。
一般采用循环冷却方式，通过水泵将冷却液流动起来，带走发动机产生的热量。
8. 发动机效率：发动机的效率指的是发动机输出的功的比例。
理论上，发动机效率可
以达到百分之四十左右，但实际上常常小于这个值。
以上是九年级物理内燃机的一些基本知识点，希望对你有所帮助。
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作用于液滴表面张力
We
液滴张力
a d0 u2
a —周围空气密度，kg/m3；
u —气液两相间的相对速度，m/s；
—液体表面张力，N/m；
d0 —液滴直径，m。
We
破碎可能性 汽、柴油：Wec 10 ~ 14
液滴最大直径：d 0 m a x
Wec a u2
强化燃料雾化的方法：
提高燃烧室内的空气压力——增大周围空气密度； 提高燃料喷射压力——增大液滴的相对速度；
一、湍流（紊流，Turbulence）定义 流速大小和方向无规则变化的微元气体流动。
湍流影像
进气流场
压缩湍动能
二、湍流特征参数 ➢湍流强度
脉动速度uT 瞬时速度u
平均速度U
速度
曲轴 转角
ICE在第i个循环、曲轴转角为 φ时的瞬时湍流速度：
u(,i) U (,i) uT (,i)
集总平均速度：
➢高能点火可以拓宽着火极限
二、火焰的传播
已燃气体
火花
火焰前锋面
vL
气缸 未燃气体
火焰层厚度
未燃气体
预热区
反应区 已燃气体
混合气浓度
混合气温度
反应速度
燃烧速率：
dm dt
vL
FL
m
m —混合气质量 FL —火焰前锋表面积 m —混合气密度
燃烧放热速率：
dQB dt
vL FL m Hum
甲醇
提高燃烧室内空气温度——减小液滴表面张力。
一、喷雾特性
贯穿距离
喷雾特性 喷雾锥角
➢贯穿距离
喷雾粒径
要求：足够的距离，穿过火焰，防止“火包油”
孔式喷油器贯穿距离计算方法：
基于高压容器模拟的半经验公式
液柱开始分裂时间: tb
0 t tb 时：
1
LP
0.39
二、燃烧分类
固相燃烧：氧化剂在燃料表面的氧化反应
燃烧
预混合燃烧：燃料与氧化剂按一定比例混合
气相燃烧
扩散燃烧： 燃料与氧化剂彼此分离
层流预混合燃烧
层流扩散燃烧
紊流扩散燃烧
着火延迟
火焰按准球面传播Leabharlann SI-ICE燃烧油束外围燃烧
多区域同时着火燃烧
CI-ICE燃烧
HCCI（柴油）燃烧
两种燃烧方式对比
燃烧速度 混合气浓度 裂解
CO发出高辉度冷焰（蓝焰） 形成热焰，着火
温度高，由蓝焰直接进入热焰，完成着火
ICE着火燃烧
SI-ICE 高温单阶段着火的预混合燃烧
低温多阶段着火的预混合燃烧
CI-ICE 高温单阶段着火的扩散燃烧
爆燃 HCCI
低温多阶段着火的预混合燃烧 低温多阶段着火的预混合燃烧
着火过程属于非常复杂的“化学反应动力学”过程 存在许多未知领域
1、复习两个气体燃料燃烧理论—热着火和链式着火理论； 2、掌握ICE的燃烧方式； 3、掌握湍流强度表达方式和对ICE燃烧的影响； 4、了解SI-ICE的火花点火过程和影响因素； 5、掌握喷油器的喷油过程和喷雾特性； 6、掌握影响雾化质量的因素； 7、了解示功图的测量过程； 8、掌握燃烧放热速率和累积放热率的概念。
Premixed Combustion
Diffusion Combustion
化学反应速度 混合速度
0.8～1.2 1.28～6.8
无PM 有PM
Spark Plug
Fuel Injector
火焰 无焰 有焰
回火 有 无
Hot Flam Region —NOx
Hot Flam Region
—NOx+PM
三、烃燃料的链式着火
着火界限
高温单阶段着火
着火半岛
600K 低温多阶段着火
低温多阶段着火
蓝焰
热焰
冷焰诱导
冷焰
➢低温多阶段着火
冷焰诱导阶段
CnHm 冷焰阶段
ROOH 蓝焰阶段
低温氧化反应 ROOH+C2H4O（乙醛） HCHO（甲醛） HCHO发出低辉度冷焰
HCHO
CO
CO
CO2
➢高温单阶段着火
油束核心
100 ～ 400m/s
分裂距离 贯穿距离
喷雾锥角
雾化区
β
0.12ms
0.38ms
0.63ms
柴油喷射压力：20～200MPa
空气卷入
➢液滴破碎及影响因素
液体压力形 成的推进力
飞行方向
空气阻力
重力
外力：推进力、空气阻力、重力 内力：表面张力、内摩擦力（粘度）
外力>内力
液滴破碎准则——维泊数（Weber）:
一、燃烧现象
燃烧过程（氧化过程）—着火阶段+燃烧阶段 ➢着火阶段 可燃混合气在一定压力、温度和浓度
反应速度
下，氧化反应突然加速，并出现火焰
的现象。 着火阶段——滞燃期
➢燃烧阶段
燃烧
滞燃期 i
着火后燃料与氧化剂剧烈放热的氧化反应。
ICE属周期性非稳定燃烧过程，燃烧持续期10-20ms, 着火过程只有0.3-0.03ms，滞燃期对性能影响大。
Re 2300 Re 2300 ~ 6000 Re 6000
层流火焰 湍流火焰 强湍流火焰
vL 1 m/s vL Re vLRe
火焰前锋面
已燃 气体
未燃 气体
层流火焰
湍流火焰
强湍流火焰
SI-ICE燃烧
一、液体燃料的雾化和扩散燃烧
喷油器
➢液体燃料的雾化过程
液柱阶段 喷雾过程
分裂雾化阶段
汽油多孔喷射的高速摄影 （压力：10MPa）
烃燃料层流燃烧
a 0.9 时，燃烧速度最快 vL
甲烷
vL 1m/s
cm/s
丙烷
汽油 异辛烷
1.1 燃空当量比
➢层流火焰
vL 1 m/s
而燃烧持续期<60 °CA
SI-ICE的实际燃烧速度 vL 1 m/s
ICE的火焰传播一定不是层流火焰，气缸内存在扰动
➢湍流火焰
湍流使火焰前锋面出现皱褶，传热、化学反应速度加快。
高电压（300～500V），低电流，温度3000K。 ➢火核形成
（二）点火能量 Eb Eb 30 ~ 50 mJ
过大
电极间隙 Sb 过小
Eb 50 mJ——高能点火
极间混合气多
Eb 大
电极散热快
Eb 大
Sbopt
Sb 0.6 ~ 0.8 mm
➢a 1.0 时，Eb 最小
➢每个 Eb 存在混合气的浓稀极限
U EA ()
1 N
N
u( , i)
i 1
湍流强度： UT,EA ()
➢湍动能
1 N
N i 1
uT (,i) 2
单位质量微元体湍流速度的涨落均方差。
KT
1 2
uT2
三、湍流对燃烧的影响
湍流可以强化传热传质过程，既而促进燃油与空气的
混合，提高燃烧速度。
一、火花点火过程 （一）火花点火过程（理论不成熟） ➢击穿阶段（10ns） 10～35kV的高压击穿火花塞间隙，形成离子通道， 温度60000K，压力十几兆帕，电流200A。 ➢电弧放电阶段（100μs） 低电压（10～100V），高电流，温度6000K。 积累能量 ➢辉光放电阶段（ms）