人教版高中物理选修(2-2)《活塞式内燃机》ppt课件

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第一章 内燃机基本构造和原理

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

内燃机原理ppt课件

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活塞离曲轴中心最小 距离的位置称为下止点。
注意:在上、下止点时, 活塞的运动方向改变, 同时它的速度等于零。
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3、行程s(stroke):
上止点与下止点间的距离称为活塞 行程s。由图1—3可见,活塞行程s等于曲 柄半径r的两倍,即: S=2r
4、气缸工作容积V h :在一个气缸中,活
塞从上止点到下止点所扫过的容积称为
发展迅速。
柴油机采用电子技术优化控制喷油规律及喷 油量,控制预混合燃烧和扩散燃烧部分的燃油量, 提高柴油机的功率。
废气再循环(EGR)是汽油机和柴油机降低NOx 排放的有效措施。电控EGR可保证在各种工况下实 现最佳的EGR率。
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2、采用增压技术
3、汽油机稀燃—速燃技术:
稀燃可提高汽油机经济性和降低排放, 提高压缩比。
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二、内燃机的优缺点
(一)内燃机的优点:
1、热效率高;热效率高,即燃油消耗率低, 经济性好,尤其是柴油机,它是热效率最高 的热机,最高有效热效率巳达46%。
2、功率范围广;单机功率可从零点几千瓦 到上万千瓦,故适用范围大。
3、结构紧凑、质量轻、比质量较小、
便于移动。
4、起动迅速、操作简便,并能在起动后
的倍数,它对内燃机的性能有重要影响。
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二、总体构造
四冲程汽油机 :
主要由下列机构和系统组成:曲柄连 杆机构、配气机构、供给系、点火系、润 滑系、冷却系和起动装置。
1、曲柄连杆机构
曲柄连杆机构的主要机件是:气缸体、气 缸盖、活塞、连杆、带有飞轮的曲轴和曲轴箱。 曲柄连杆机构是内燃机的基本机构。在燃油燃 烧时,活塞承受气体膨胀的压力,并通过连杆 使曲轴旋转,将活塞的往复直线运动变为曲轴 的旋转运动而输出动力。

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pb=0.3~0.5MPa;Tb=1500 ~ 1700K
4. 排气过程
• 作用:排出气缸中燃烧后的废气,以便充入可 燃混合气。
• 实现:排气门开启,进气门保持关闭,活塞由 下止点向上止点移动排出废气。
• 主要参数:pr=0.105~0.12MPa;Tr=900 ~ 1100K • 残余废气占进入气缸的新鲜混合气质量比例
• 3.提高内燃机的可靠性和耐久性。 • 4.降低废气中有害排放和噪声。
(二)内燃机技术的发展动向
• 1.电子技术的应用。 • 2 .采用增压技术。 • 3.汽油机稀燃—速燃技术。 • 4.汽油机缸内喷射分层燃烧技术。 • 5.柴油机采用直喷式燃烧系统。 • 6 .提高柴油机燃油喷射压力。 • 7.排气后处理技术。 • 8.采用代用燃料。
燃机
• 5.进气状态:非增压式和增压式。 • 6.气缸布置形式:直列式、V形、卧式、对置式。 • 7.用途:汽车用、工程机械用、农用、拖拉机用、
发电用、机车用、船舶用、坦克用等。
• 8.转速:高速、中速和低速; • 9 .气缸数:有单缸、双缸、多缸内燃机。
二、内燃机的优缺点
• 优点: • 1.热效率高,即燃油消耗率低,经济性好,
2.压缩过程
• 作用:在燃烧前将混合气压缩,使其容积缩小, 密度增大,温度升高,在燃烧过程迅速燃烧以 产生较大的压力,使发动机发出较大的功率。
• 实现:进、排气门都关闭,曲轴继续旋转,活 塞自下止点向上止点移动,将气缸中的混合气 压缩。
• 主要参数:pc=0.85~2MPa;Tc=600 ~ 700K
• 工作条件:受力复杂, 受气体爆发压力、螺栓 预紧力、往复惯性力、 旋转惯性力、倾倒力矩 作用。
• 要求:强度、刚度大, 结构紧凑。

内燃机原理和构造.完整版PPT资料

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四冲程循环.swf
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二冲程柴油工作原理
如果在两个冲程里完成进气、压缩、做功 、排气这些循环动作,就叫二冲程,相应 的内燃机叫二冲程内燃机.
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柴油机工作原理
第一冲程——进气,它的任务是使气缸内充满新鲜空气。 当进气冲程开始时,活塞位于上止点,气缸内的燃烧室中 还留有一些废气。 当曲轴旋转时,连杆使活塞由上止点向下止点移动,同时 ,利用与曲轴相联的传动机构使进气阀打开。 随着活塞的向下运动,气缸内活塞上面的容积逐渐增大: 造成气缸内的空气压力低于进气管内的压力,因此外面空 气就不断地充入气缸。 当活塞向下运动接近下止点时,冲进气缸的气流仍具有很 高的速度,惯性很大,为了利用气流的惯性来提高充气量 ,进气阀在活塞过了下止点以后才关闭。虽然此时活塞上 行,但由于气流的惯性,气体仍能充人气缸。
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柴油机工作原理
四. 排气冲程 第四冲程——排气。排气冲程的功用是把膨胀后的废气排 出去,以便充填新鲜空气,为下一个循环的进气作准备。 当工作冲程活塞运动到下止点附近时,排气阀开起,活塞 在曲轴和连杆的带动下,由下止点向上止点运动,并把废 气排出气缸外。由于排气系统存在着阻力,所以在排气冲 程开始时,气缸内的气体压力比大气压力高0.025— 0.035MPa,其温度Tb=725~925K。为了减少排气时活 塞运动的阻力,排气阀在下止点前就打开了。排气阀一打 开,具有一定压力的气体就立即冲出缸外,缸内压力迅速 下降,这样当活塞向上运动时,气缸内的废气依靠活塞上 行排出去。为了利用排气时的气流惯性使废气排出得干净 ,排气阀在上止点以后才关闭。
影响:喷油提前角的大小对柴油机影响极大,若 其过大,将导致发动机工作粗暴;过小,最高压 力和热效率下降,排气管冒白烟。最佳喷油提前 角:即在转速和供油量一定的条件下,能获得最 大功率及最小燃油消耗率的喷油提前角。供油量 越大,转速越高,则最佳喷油提前角越大;最佳 喷油提前角还与发动机的结构有关

《活塞式内燃机》课件2

《活塞式内燃机》课件2

燃烧膨胀冲程
此时,进排气门同时关闭,火
花塞点火,混合气剧烈燃烧,汽缸
内的温度、压力急剧上升,高温、 高压气体推动活塞向下移动,通过 连杆带动曲轴旋转。在发动机工作 的四个过程中,只有这个在行程才
实现热能转化为机械能,所以,这
个行程又称为作工行程。
排气冲程
此时,排气门打开,活塞从下 止点移动到上止点,废气随着活塞
积增大,气缸内气体压力下降,形成一定的
汽油吸入并雾化成细小的油粒与空气混合, 即形成可燃混合气,而后进入汽缸。 当活塞移动到下止点时,汽缸内充满了新鲜 混合气以及上一个工作循环未排出的废气。
压缩冲程
活塞由下止点移动到下止点, 进排气门关闭。曲轴在飞轮惯性力 的作用下带动旋转,通过连杆推动 活塞向上移动,汽缸内的气体容积 逐渐减小,气体被压缩,汽缸内的 混合压力与温度随着升高。 一般压缩比不可太大,一般为68.5,个别可达9.5-10,,太大可引起可 燃混合气过早爆燃,和产生爆震, 导致汽油机功率下降,工作条件恶 化。
活塞式内燃机
从内燃到外燃 活塞内燃机 活塞内燃机的主要技术指标 燃油标号
一、从内燃到外燃
• 燃机技术的发展一直围绕着如何提高热机效率而展开。 其中一个重要的方面就是寻找燃烧值更高的燃料以及更 充分低利用燃烧放出的热量。较高效率的话活塞内燃机 的出现就是热机发展的重要标志。从蒸汽机到活塞内燃 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。 • 常见的汽油机就是一种内燃机。汽油机的汽缸内的汽 油经火花塞点火后,迅速燃烧,燃料直接在汽缸中燃烧, 产生 燃气。工质(燃气)的内能通过做工转换成活塞的 动能,全部能量转换过程在汽缸内完成,故而称为内燃。 这种燃烧方式热量损失小,做功效率高。

内燃机ppt课件

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❸汽油机与柴油机的比较
种类 项目 顶部构造
吸入气体
点火方式
汽油机
__火__花__塞___ _汽__油__和___空__气__的__混___ _合__气__体__
____点__燃__式______
柴油机
__喷___油__嘴_____ ___只__吸__入__空__气___
__压__燃__式___
主要缺点 应用
12.如图所示为四冲程内燃机的__吸__气___冲程,此时进气门打 开,活塞向_下___(选填“上”或“下”)运动。
13 . 甲 图 中 , 迅 速 向 下 压 活 塞 , 能 量 的 转 化 情 况 是 _机__械__能__转__化__为__内__能____。乙图内燃机的工作过程中与甲图能量 转化情况相同的冲程是__B__(填字母代号)。
【点拨】热机完成 1 个工作循环,经过 4 个冲程,活塞往返 2 次,飞轮转动 2 周,燃气对外做功 1 次,根据比例关系求 出活塞所做的功,再利用 P=Wt 求出功率。
效率低、汽油贵
笨重
小型汽车、摩托车
载重汽车、大型拖拉 机
1.如图所示的四种交通工具,不属于用热机作为动力机械的 是( A )
A.自行里的水加热,水蒸气会把软木 塞冲出去。在这个过程中,酒精燃烧,把酒精的化学能转化 为 __内__ 能 , 再传递 给 水 和 水 蒸气 , 最 后 转 化为 软 木 塞 的 __机__械___能。这个实验证明了我们可以利用内能来__做__功___, 热机就是利用这个原理来工作的。
10.在冬天,人们常常通过搓手取暖,这个过程中的能量转 化与四冲程内燃机的哪个冲程相同( B ) A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程
11.(模型构建)在如图所示的“汽油机模型”实验中,将少量 的汽油喷入筒内,用软木塞塞住筒口,摇动起电机,观察到 放电针放电,汽油燃烧,软木塞被高温高压的气体冲出。该 实验可模拟四冲程汽油机工作时的( C ) A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程

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只需看打开了哪个气门。
◆识别做功冲程与压缩冲程,在确定两个气门都关闭的
前提下,只需看活塞的运动方向。活塞向上运动为压
缩冲程,活塞向下运动为做功冲程。
◆做功冲程的最明显标志是火花塞点火。
感悟新知
知2-练
例2 [中考·邵阳] 如图2 是四冲程汽油机其中一个冲程的 工作示意图,它表示的是( ) A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
2. 活塞式内燃机的工作原理 汽油、柴油等燃料与空气混合, 如果遇到火花或遇到高温达到着火点,就会发生燃烧。 在活塞式内燃机里,这样的燃烧是在汽缸内进行的。汽 缸内的每次燃烧,都会生成高温高压的燃气,推动活塞 做功,而活塞通过连杆、曲轴与飞轮相连,从而使活塞 的移动带动飞轮转动。
感悟新知
知1-讲
3. 活塞式内燃机的种类 常见的活塞式内燃机有汽油机和柴 油机两种,以汽油为燃料的是汽油机,以柴油为燃料的 是柴油机。
感悟新知
知3-练
解析:柴油机和汽油机都属于内燃机,工作过程中, 汽油机吸入的是空气和汽油的混合物,柴油机吸入的 是空气,故A 错误;
特别提醒 汽油机和柴油机都属于内燃机,但它们
的结构、吸气冲程时吸入的工作物质、压缩 冲程时的压缩程度及点火方式等都有所不同。
感悟新知
知3-练
汽油机是通过火花塞点火的,而柴油机是压燃式点火 的,故B 错误;燃料在汽缸内猛烈燃烧,燃料热值保 持不变,故C 错误;压缩冲程中,活塞压缩气体,对 气体做功,气体的内能变大,故D 正确。
感悟新知
总结归纳 火箭发动机也是热机的一种,其工作原理是:
知4-讲
课堂小结
常见的活塞 式内燃机
内燃机
柴油机 汽油机
结构 工作过程 相同点和不同点

工程热力学与传热学_活塞式内燃机循环

工程热力学与传热学_活塞式内燃机循环

热效率计算及分析
q51 q2 t 1 1 q1 q2 3 q3 4 Cv (T5 T1 ) 1 Cv (T3 T2 ) C P (T4 T3 ) T5 T1 1(T3 T2 ) k (T4 T3 )
混合加热循环参数计算及参数关系
压缩比compressionratio定容增压比pressureratio定压预胀比cutoffratio1压力升高比预账比不变压缩比升高t升高三定容加热理想循环ottocycle循环热效率压缩比升高升高四定压加热理想循环dieselcycle热效率计算及分析循环热效率活塞式内燃机各种理想循环的热力学比较一压缩比相同吸热量相同时的比较二循环pmaxmax相同时的比较
循环热效率
t 1
1
1

k 1
1 ( 1) k ( 1)
k
1

k 1
(预账比ρ =1)
压缩比ε 升高,η t升高
四、定压加热理想循环(Diesel cycle)
v1 v2 v3 v2
热效率计算及分析
循环热效率
t 1
1
1

T2 v1 k 1 v1 k 1 ( ) T2 T1 ( ) T1 k 1 T1 v2 v2 P3 T3 T2 T2 T1 k 1 P2 v4 T4 T3 T3 T1 k 1 v3
压缩比ε =v1/v2 压力升高比λ =P3/P2体积大,重量重,热效率低; • 内燃机结构紧凑、用水量少、操作方便、启动迅 速、热效率高,体积小,重量轻,便于移动;
1860’s,活塞式内燃机问世, 后广泛应用于 全 世界各种类型的汽车、拖拉机、农业机械、工程机 械、小型移动电站和战车等;海上商船、内河船舶 和常规舰艇,某些小型飞机也都由内燃机来推进。 世界上内燃机的保有量在动力机械中居首位。

发动机的分类PPT幻灯片课件

发动机的分类PPT幻灯片课件
发动机、P型(平卧式/对置式)发动机;
按混合气形成方式分为:化油器式发动机、直接喷射式发动机; 按是否对进气增压分为:非增压式发动机、增压式发动机; 按发动机安装位置分为:前置发动机、中置发动机、后置发动机;
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课堂小作业:
1.现在汽车上的发动机是靠( )工作的。
A.热力 B.水力 C.风力 D.以上都是
(1)点燃式发动机(如汽油机、气体 燃料发动机)Spark Ignition, SI
AUDI V12 TDI EURO5 (2)压燃式发动机(如柴油机) Compression Ignition, CI
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按冷却方式分类
26
水冷式
1、水冷式发动机:以水为冷却 介质的发动机。
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风冷式
2、风冷式发动机 以流动的空 气为冷却介质的发动机。
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按气缸数分类
单缸发动机 多缸发动机
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单缸发动机
仅有一个气缸的发 动机
仅有一个气缸的发动机,多采用在摩托车、拖拉机等上面。
30
多缸发动机
有两个气缸及以上 的发动机
有两个气缸及以上的发动机,目前采用在汽车上的有:双缸 →三缸 →四缸→五缸→六缸→八缸→十缸→十二缸→十六缸。
31
5、混合燃料发动机:同时使用电、气、
液其中两种燃料的发动机 。

18
混动(混合动力)发动机
以宝马的混动为例:
19
20
按工作循环的冲程数分类
21
四冲程发动机
四行程发动机B.swf
22
二冲程发动机
二行程发动机B.swf
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按发火方式分类
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例如:
Mercedes Benz AMG M157

2.2 内燃机(共20张PPT)

2.2  内燃机(共20张PPT)

长征一号是为发射我国第一颗人造地球卫星东方红一 号而研制的三级运载火箭。它的一、 二级火箭采用当时的成 熟技术,并为发射卫星做了适应性修改,第三级是新研制的 以固体燃料为 推进剂的上面级。1967年11月, 决定由中国 运载火箭技术研究院负责研制。1968年初,完成了 火箭的总 体设计,之后又用了两年左右的时间完成了各种大型的地面 试验。1970年4月24日,长 征一号火箭首次发射,将中国第 一颗人造地球卫星东方红一号顺利送入轨道,发射获得圆满 成 功。1971年3月3日,长征一号火箭第二次发射,把实践一 号科学试验卫星准确送入轨道,又一次 取得圆满成功。相对 于70度倾角、440公里高的圆轨道,长征一号火箭的运载能 力为300公斤,此 火箭共进行了两次发射,均获得成功。长 征一号的研制成功,揭开了我国航天活动的序幕 .
小结
一、什么是内燃机 二、汽油机的工作过程 三、飞向太空
结构 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 连续工作
3、做功冲程 在压缩冲程未 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。高温 高压燃气推动 活塞向下运动, 并通过连杆带 动曲轴转动。
二、汽油机的工作过程
结构 吸气冲程 压缩冲程 作功冲程 排气冲程 连续工作
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。
第二章 改变世Βιβλιοθήκη 的热机思考赛车场上,一辆 辆赛车发出阵阵轰鸣, 闪电般地飞驰。或许 你不知道,赛车的强 劲动力来自赛车内的 一系列燃烧。
一、什么是内燃机
观察:内能转化为机械能
在透明塑料盒上钻一个小孔,把电子式火花发生 器的放电针插进孔中,打开盒盖,在盒中滴入几滴酒 精,再将盒盖盖好,然后按下火花发生器的按钮,观 察发生的现象。
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2每一个工件循环都经历四 个冲程
3四个冲程中,只有做工冲 程对外做功,其余三个冲 程靠飞轮惯性完成 4一个工作冲程中,活塞往 复两次,飞轮转动两周。 做工一次。
4点火不同:汽油机属点燃式 点火,柴油机属压燃式点火
内燃机
定义: 将液体或气体燃料与空气混合后,直接输入汽缸内部的高压 燃烧室燃烧爆发产生动力。这也是将热能转化为机械能的一 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。 广义上的内燃机不仅包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发 动机和自由活塞式发动机,也包括旋转叶轮式的燃气轮机、 喷气式发动机等,但通常所说的内燃机是指活塞式内燃机。 活塞式内燃机以往复活塞式最为普遍。活塞式内燃机将燃料 和空气混合,在其气缸内燃烧,释放出的热能使气缸内产生 高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功,再通过曲柄连杆 机构或其他机构将机械功输出,驱动从动机械工作。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。
重点:汽油机的四个冲程工作过程 关键:辨别汽油机与柴油机构造 上的异同点
难点:理解汽油机与柴油机工作 过程的区别
1、汽油机与柴油机的构造
汽油机构造图
柴油机构造图
汽油机工作原理
吸气冲程
压缩冲程
做工冲程
排气冲程
柴油机的工作原理吸气冲程 压冲程柴油机的工作原理2.内燃机的启动
内燃机不能自动启动。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。
内燃机的应用
汽油机: 汽油机比较轻巧,常用在汽车,飞机和 小型农业机械上面 柴油机:
柴油机比较便宜,但柴油机比较笨重, 主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面
异同点
相同点:
1基本构造和主要部件的作 用相似 不同点: 1构造不同:汽油机气缸顶部 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,柴油机的燃料是柴油。 3吸气不同:汽油机吸进汽油 和空气的混合气体,柴油机 只吸进空气
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