1、第四节 热机第十章 机械能、内能及其转化将燃料燃烧时放出的内能转化为机械能的机器，统称为热机。例如，内燃机、蒸汽机、汽轮机、喷气式发动机等。一、什么是热机瓦特在17631764年制造了第一台蒸汽机，1782年发明了 联动式蒸汽机，1785年发明工业用蒸汽机。常见的内燃机：汽油机和柴油机1.汽油机a.汽油机结构汽油机的构造汽油机的构造火花塞火花塞气缸气缸进气门进气门活塞活塞连杆连杆排气门排气门曲轴曲轴汽油机的一个工作循环又分为四个冲程，分别为：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程 汽油机的工作过程及特点汽油机的工作过程及特点汽油机工作原理汽油机工作原理吸气冲程吸气冲程压缩冲程压缩冲程做功冲程做
2、功冲程排气冲程排气冲程吸气冲程吸气冲程汽油和空气的混合物吸入汽缸内汽油和空气的混合物吸入汽缸内 进气门打开，排气门进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端关闭。活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入燃料混合物从进气门吸入气缸。气缸。压缩冲程压缩冲程 进气门和排气门进气门和排气门都关闭，活塞向上运都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度缩，压强增大，温度升高。升高。能量的转化：在压缩冲程能量的转化：在压缩冲程中将机械能转化为内能中将机械能转化为内能做功冲程做功冲程 在压缩冲程末尾，在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃火
3、花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲运动，并通过连杆带动曲轴转动。轴转动。能量的转化：在做功冲能量的转化：在做功冲程中内能转化为机械能程中内能转化为机械能排气冲程排气冲程燃烧后的废气被排除燃烧后的废气被排除 进气门关闭，进气门关闭，排气门打开，活塞向排气门打开，活塞向上运动，把废气排出上运动，把废气排出气缸。气缸。汽油机工作的四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，内能转化为机械能。其余三个冲程都是辅助冲程，要靠飞轮的惯性来完成。汽油机在一个工作循环中有四个冲程，活塞往复两次，曲轴转两周，飞轮转两周，对
4、外做一次功。柴油机的构造柴油机的构造喷油嘴进气门活塞连杆排气门气缸曲轴柴油机工作原理柴油机工作原理吸气冲程吸气冲程 压缩冲程压缩冲程 做功冲程做功冲程 排气冲程排气冲程吸气冲程吸气冲程吸入汽缸内的物质只是空气吸入汽缸内的物质只是空气 进气门打开，排进气门打开，排气门关闭。活塞由上端气门关闭。活塞由上端向下端运动，将空气吸向下端运动，将空气吸进气缸。进气缸。压缩冲程压缩冲程 进气门和排气门都关闭，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气压活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，空气的压强更大，缩得很小，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，缸温度更高。在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴油的着
5、火内空气温度已超过柴油的着火点。点。能量的转化：在压缩冲程能量的转化：在压缩冲程中将机械能转化为内能中将机械能转化为内能做功冲程做功冲程 在压缩冲程末，从喷油嘴喷在压缩冲程末，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，烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。带动曲轴转动。能量的转化：在做功冲程中将能量的转化：在做功冲程中将内能转化为机械能内能转化为机械能排气冲程排气冲程燃烧后的废气被排除燃烧后的废气被排除 进气门关闭，排气门进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废打开，活塞向上运动，
6、把废气排出气缸。气排出气缸。汽油和柴油机异同点一一.相同点相同点1 1基本构造和主要部件的作用相似。基本构造和主要部件的作用相似。2 2 每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。3 3 四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。余三个冲程靠飞轮惯性完成。4 4 一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。动两周，做功一次。汽油和柴油机异同点汽油和柴油机异同点二二.不同点不同点1 1、构造不同：汽油机
7、气缸顶有火花塞，而柴油机、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。气缸顶部有喷油嘴。2 2、燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的、燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。燃料是柴油。3 3、吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体、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。，柴油机只吸进空气。4 4、点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压、点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。燃式点火。3.3.内燃机的应用内燃机的应用 汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。小型农业机械上面。(1)(1)汽油机的应用汽油机的应用(2)(2)柴油机的应用柴油机的应用 柴油比较便宜，但柴油机比较笨重，主柴油比较便宜，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。三、几个思考问题1.内燃机的一个工作循环是 个冲程；活塞往复 次；曲轴转动 周。2.内燃机的第一个工作循环是怎样开始工作的？3.除作功冲程外的其他三个冲程是怎样工作的？4.在压缩冲程中，是 能转化为 能的。
