《活塞式内燃机》教案2.doc

活塞式内燃机【教学课题】活塞式内燃机【教学目标】1.知识目标 了解活塞式内燃机的工作过程和工作原理。 对活塞式内燃机的技术指标认识和了解。2.能力目标通过对汽油机和柴油机的工作过程的认识，能构辨别和区分那种内燃机的热机效率高，应该选用哪种热机应用与汽车等行业当中。3.情感态度与价值观通过对两种内燃机的了解能够知道一些汽车上的燃油标号，通过燃油指标知道燃油的多少以及内燃机的类型是汽油机还是柴油机。【教学安排】90分钟【教学重难点】重点：内燃机的工作过程以及工作原理难点：计算内燃机的工作所做的功以及内燃机的功率以及及燃油标号上的标识符的认识。【教学方法】教法：物理教学是以实验探究为基础的，重在启发思维，教会方法。本节课利用多媒体辅助教学、创设情景观察分析猜想实验探究交流讨论归纳总结相结合的教学方法。学法：学生是课堂教学的主体，新课程理念更重视在教学过程中对学生的学法指导。本节课的教学过程中通过观察生活中的常见形变，巧用引导性提问，激发学生的积极性，让学生在轻松、自主、讨论的学习氛围中总结出本节的主要内容从而完成学习任务。【教学用具】投影仪、投影片【教学内容】1、 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。二、活塞内燃机 在所有活塞内燃机中，往复式活塞内燃机最普遍。顾名思义，往复式活塞内燃机中的活塞在汽缸中做往返运动。 按使用的燃料来分，活塞式内燃机通常可分为汽油机和柴油机两种。下面以汽油机为例说明活塞式内燃机工作原理。1、汽油机的构造2、 四冲程汽油机工作原理（1） 吸气冲程： 此时，活塞被曲轴带动由上止点向下止点移动，同时，进气门开启，排起门关闭。当活塞由上止点向下止点移动时，活塞上方的容积增大，气缸内气体压力下降，形成一定的真空度。由于进气门开启，气缸与进气管相通，混合气被吸入汽缸。 空气由空气滤清器经进气道上的化油器，将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。（2） 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6-8.5，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。（3）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。（4） 排气冲程 此时，排气门打开，活塞从下止点移动到上止点，废气随着活塞的上行，被排出气缸。由于排气系统的阻力，且燃烧室也有一点定的容积，所以在排气终了，不可能将废气排净，这部分留下来的废气称为残余废气。残余废气不仅影响充气，对燃烧也有不良影响。3、 活塞内燃机的主要技术指标1、排量 排量又称排气量，它等于各汽缸工作容积的总和。汽缸工作容积指活塞从上止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于汽缸直径好活塞上下运动的距离。 发动机的排量用升（L）来表示，是十分重要的技术指标，它比缸径和缸数更能代表发动机的功率大小，发动机的许多指标都同排气量密切相关。2、最高输出功率 最高输出功率一般用千瓦（KW）或马力来表示。发动机的输出功率同转速关系很大，随着转速的增加，发动机的功率也相应提高，但是到了一定的转速后，功率反而随转速增加而下降。 在使用说明中，最高输出功率与相应的转速同时表示。3、最大扭矩最大扭矩是指发动机从曲轴端输出的力矩，它也与转速有关。虽大扭矩一般出现在发动机的中等转速的范围，随着转速的提高，扭矩反而会下降。最大扭矩的表示方法也是扭矩和相应的转速一起表示，及Nm（rmin-1）。在选择汽车发动机时要根据以上三项技术指标全面权衡，尽量做到经济、合理选配发动机。汽车发动机还有一个经济指标，即百公里油耗。百公里油耗是指汽车运行100km所消耗燃油的多少，这个指标与车速有关，所以给出这个指标时都要说明是在什么速度下测出的。四、燃油标号 为了保证发动机正常运转保护发动机，必须正确选用发动机燃油标号。其实之所以有不同标号主要由标准汽油内的两种物质异辛烷和正庚烷的比值决定的。以93号汽油为例，它的异辛烷比例就约占93%，正庚烷的比例就约占7%。其中异辛烷的抗爆性较好，而正庚烷的抗爆性较差。而所谓抗爆性指的是汽油在发动机中燃烧时抵抗爆震的能力。也就是说97号汽油相比93号汽油的抗爆性会更高，因而适用于压缩比更高的发动机。而评定燃油的抗爆震性能，一般采用两种方法：马达法和研究法。两种评定工作都是在一台专门设计的可变压缩比的单缸发动机上进行的。只是评定条件稍有不同 总结成一句话：9x#代表汽油的辛烷值，标号越高抗爆震性能越好。0#是柴油的凝结温度，数字越大则表明允许的使用温