九年级物理内燃机工作原理视频

初中物理新课程标准教材

物理教案( 2019 — 2020学年度第二学期 )

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物理教案 / 初中物理 / 九年级物理教案

编订：XX文讯教育机构

初中物理教案

文讯教育教学设计

内燃机

教材简介:本教材主要用途为通过学习物理知识，可以让学生培养自己的逻辑思维能力,对事物的理解认识也会有一定的帮助，本教学设计资料适用于初中九年级物理科目, 学习后学生能得到全面的发展和提高。本内容是按照教材的内容进行的编写，可以放心修改调整或直接进行教学使用。

教学目标

知识目标

（1）知道热机中能量的转化

（2）知道四冲程的构造和工作原理

（3）了解汽油机和柴油机的主要区别

能力目标

通过分析汽油机和柴油机的构造个工作过程的异同，学习分析和比较的研究方法．

情感目标

了解这些在生产和生活中的应用，感受到技术进步在工业文明发展中的重要作用．

教学建议

教材分析

教材利用图例说明了汽油机的结构，并用四个参考图详细分析了汽油机的四个冲程，指

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初中物理教案

文讯教育教学设计出汽油机实际工作时，是靠外力使曲轴和飞轮先转动起来，带动活塞运动后汽油机才自己工作．

柴油机教学比较简单，知识说明了其工作过程，并分析了和汽油机的区别，指出了柴油机的应用．教材最后还提出了问题，思考汽油机和

内燃机工作过程测量

工作过程测试包括气缸高、低压示意图，进排气管压力波，高压油泵油管压力波，高压油泵油管压力波及气门升程、喷油嘴针阀升程等的测试

1. 实验要求

了解发动机燃烧过程、喷油过程、换气过程的技术状态，了解测量内燃机示功图的目的、意义，了解示功图测量所需传感器和数据采集系统的原理，和内燃机上止点的确定方法，熟悉示功图分析常用的数学模型和经验公式。

2. 试验仪器仪表、发动机

1) DDM 型发动机综合试验台；

2) 电涡流测功器；

3) XXX 型发动机；

4) ECA912内燃机燃烧分析系统。

3. 数据采集系统工作原理

内燃机工作过程中各热力参数的变化都是以一定曲柄转角为周期的周期信号，在内燃机试验研究中，需要测定的是内燃机运转过程中各热力参数与曲柄转角之间的关系。其采样过程是以某一曲柄转角 为采样间隔进行的。

采样工作由数据采集系统中的模/数转换器(A/D)完成，如图10所示，在采样

过程中，各种传感器产生的信号经相应的前置放大器放大，转换成能代表被测参

数变化的模拟信号x( )。与曲柄转角相应的角标信号 n控制对模拟信号x( )每隔一定间隔 采样一次，将该时刻的模拟量x n 按比例转换成数字量D n ，得到所采集的一个结果，最后可得到一个数字

内燃机工作过程测量

工作过程测试包括气缸高、低压示意图，进排气管压力波，高压油泵油管压力波，高压油泵油管压力波及气门升程、喷油嘴针阀升程等的测试

1. 实验要求

了解发动机燃烧过程、喷油过程、换气过程的技术状态，了解测量内燃机示功图的目的、意义，了解示功图测量所需传感器和数据采集系统的原理，和内燃机上止点的确定方法，熟悉示功图分析常用的数学模型和经验公式。

2. 试验仪器仪表、发动机

1) DDM 型发动机综合试验台；

2) 电涡流测功器；

3) XXX 型发动机；

4) ECA912内燃机燃烧分析系统。

3. 数据采集系统工作原理

内燃机工作过程中各热力参数的变化都是以一定曲柄转角为周期的周期信号，在内燃机试验研究中，需要测定的是内燃机运转过程中各热力参数与曲柄转角之间的关系。其采样过程是以某一曲柄转角 为采样间隔进行的。

采样工作由数据采集系统中的模/数转换器(A/D)完成，如图10所示，在采样

过程中，各种传感器产生的信号经相应的前置放大器放大，转换成能代表被测参

数变化的模拟信号x( )。与曲柄转角相应的角标信号 n控制对模拟信号x( )每隔一定间隔 采样一次，将该时刻的模拟量x n 按比例转换成数字量D n ，得到所采集的一个结果，最后可得到一个数字

2—2 内燃机

学习目标

1．理解内燃机的基本原理，了解汽油机的工作过程。

2．了解汽油机与柴油机的异同。知道汽油机、柴油机是活塞发动机，知道轮机和火箭发动机的原理。

3．通过分析汽油机的四个冲程，了解活塞发动机的工作过程 课前学习 一、复习回顾

1．利用内能来 和 。热机的定义是 。 2．从能量的转化来说，热机是把 转化成 的装置。 3．热机的种类主要有 、 、 、 。 二、尝试学习（看书P21—25完成）

1． 叫活动塞式内燃机。常见的活塞式内燃机有 机和 机。 2．内燃机是将 能转化成 能。内燃机一个工作循环的四个冲程依次为 冲程、 冲程、 冲程和 冲程。 课堂学习

一、内燃机 演示点火爆炸实验———将内能转化为机械能

1． 叫活动塞式内燃机，常见的活塞式内燃机有

【内燃机原理】试卷（部分）

2010-2011学年 试卷1：

一、 简述题 （共28分） 1）升功率

2）比重量: 柴油机的重量指标一般用单位重量功率比来表示，称为比重量 3）可变进气涡流 4）稀燃

5）火焰传播速度

6）燃烧速度 7）不规则燃烧

8）预喷: 预喷即提前喷射. 多数共轨机, 喷油器并不只是喷射一次. 而是多次. 第一次喷射较早, 即为预喷. 多次喷射有助于油气混合, 不会导致局部混合气过浓. 对于排放有好处.

9）空间雾化 10）油膜蒸发

11）EGAS: 电子节气门，在加速踏板处有个位置传感器，电脑根据传感器传来的信号判断油门的大小，然后控制节气门开度的大小 12）GDI（BDE）: GDI是缸内直喷, GDI发动机有着实现分层燃烧的特点 13）HCCI: 均质混合气压燃烧技术

14）EGR（AGR）废气再循环系统

二、 论述题和计算题 （共72分）

1. 汽油机、柴油机的压缩比（包括增压和非增压）范围是多少，限制汽油机和柴油机压缩

比提高的主要因素是什么？（5分）

2. 推导整车百公里油耗与车用发动机油耗率的换算式。 （4分）

3. 组织气流运动有哪些方式，各有何特点。缸外喷射汽油机、缸内直喷汽油机和柴油机

（统一式和分隔式

内燃机学课后题

第二章：内燃机的工作指标

2-7 内燃机的动力性能和经济性能指标为什么要分为指示指标和有效指标两大类？表示动力性能的指标有哪些？它们的物理意义是什么？它们之间的关系是什么？表示经济性能的指标有哪些？它们的物理意义是什么？它们之间的关系是什么？

2-8 怎样求取发动机的指示功率、有效功率、平均指示压力和平均有效压力？ 2-9 机械效率的定义是什么？

2-10 平均有效压力和升功率在作为评定发动机的动力性能方面有何区别？ 2-11 充量系数的定义是什么？的高低反映了发动机哪些方面性能的好坏？ 2-12 试推导由吸入的空气量来计算平均有效压力的解析式及升功率的解析式，并分析提高发动机升功率的途径。

2-13 影响be的因素有哪些？降低be的途径有哪些？

2-14 过量空气系数的定义是什么？在实际发动机上怎样求得？

2-15 内燃机的机械损失由哪些部分组成？详细分析内燃机机械损失的测定方法，其优、缺点及适用场合。

2-16 要设计一台六缸四冲程高速柴油机，设平均指示压力，平均机械损失压力，希望在2000r/min时能发出的功率为73.5kW。

1）为将活塞平均速度控制在8m/s，缸径行程比取多大合适？ 2）为使缸径行程比为1:1.2，

内燃机学课后题

第二章：内燃机的工作指标

2-7 内燃机的动力性能和经济性能指标为什么要分为指示指标和有效指标两大类？表示动力性能的指标有哪些？它们的物理意义是什么？它们之间的关系是什么？表示经济性能的指标有哪些？它们的物理意义是什么？它们之间的关系是什么？

2-8 怎样求取发动机的指示功率、有效功率、平均指示压力和平均有效压力？ 2-9 机械效率的定义是什么？

2-10 平均有效压力和升功率在作为评定发动机的动力性能方面有何区别？ 2-11 充量系数的定义是什么？的高低反映了发动机哪些方面性能的好坏？ 2-12 试推导由吸入的空气量来计算平均有效压力的解析式及升功率的解析式，并分析提高发动机升功率的途径。

2-13 影响be的因素有哪些？降低be的途径有哪些？

2-14 过量空气系数的定义是什么？在实际发动机上怎样求得？

2-15 内燃机的机械损失由哪些部分组成？详细分析内燃机机械损失的测定方法，其优、缺点及适用场合。

2-16 要设计一台六缸四冲程高速柴油机，设平均指示压力，平均机械损失压力，希望在2000r/min时能发出的功率为73.5kW。

1）为将活塞平均速度控制在8m/s，缸径行程比取多大合适？ 2）为使缸径行程比为1:1.2，

内燃机功能剖析

1、内燃机概述

1.1 内燃机的发展概况

内燃机发展至今，约有一个半世纪的历史了。同其他科学一样，内燃机的每一个进步都是人类生产实践经验的概括和总结。内燃机的发明始于对活塞式蒸汽机的研究和改进。在它的发展史中应当特别提到的是德国人奥托和狄塞尔，正是他们在总结了前人无数实践经验的基础上，对内燃机的工作循环提出了较为完善的奥托循环和狄塞尔循环，才使得到他们为止几十年间无数人的实践和创造活动得到了一个科学地总结，并有了质的飞跃，他们将前任粗浅的、纯经验的、零乱无序的的经验，加以继承、发展、总结、提高，找出了规律性，为现代汽油机和柴油机热力循环奠定了热力学基础，为内燃机的发展做出了伟大的贡献。

1.2内燃机的工作原理

工作原理是让燃料在机器内燃烧产生热量向外界传输机械能。常见的内燃机有4个工作程序

1：吸气冲程，活塞下行形成气缸内压力小于大气压的差，这个压力差俗称真空度，由于真空度的存在使机器外的空气进如气缸。当活塞下行到最后位置进气阀门关闭吸气冲程完成。在机器运转中由于速度的关系在吸气冲程完成时气缸内的气压是大于大气压的，在设计上设置了一个进气门关闭的延迟时间就是为了提高进气量。

2：压缩冲程，吸气冲程完成后活塞上行压缩空气达到一定

石油产品

第 三 节

石油产品

、内一燃机的作特点及工内机油作用燃1、燃内机的作工点

(1) 温特度，温高大差 作过工程 :活塞顶、缸壁汽汽缸盖及：52~0300℃ 活裙塞：部11~150℃0 主 承轴曲、箱轴温油：5~985℃ 启冷：动零部的件温与环境温度接近度各

摩，擦易面生干摩发和半干摩擦擦。

石油产品

2( )运速度快动 曲 轴速转15:00~840r0m/ni 活塞 均速度平8~1:m/4 s() 3载大 (4) 易受到环境荷素的因响 影进 气冲程入的尘埃吸，料燃烧生燃的废气成 和固物态以及润，油滑高在温和低温氧下化生 的积成、炭膜和油漆泥等沉积物都，对会各 摩面擦起加磨损和增大腐蚀的速用，缩 作摩擦短件的使用寿零命。

石油产品

2

石油产品

、燃内润滑机油的用作 ①润滑作用

② 却作冷用③清洁作

用

④密封作用⑤防作锈用

缓冲(⑥阻尼减)作震用(1

石油产品

)润与滑摩作用减

发动机的重要摩擦 部曲轴与主件轴瓦、连与杆连 杆瓦、轴活塞与缸环、凸轮套与杆等由挺于 润滑油的覆盖摩擦副使间之的对相动运具有较低的 力阻并使其，磨减损至最低度，程而从 保持擦摩的副正运动。 汽常油一机般7有的燃%料能消耗在摩量擦损上失 ，其中塞环与活缸间套摩的擦损失

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