第04讲 热机（原卷版）.docx

第04讲热机

模块一思维导图串知识

模块二基础知识全梳理（吃透教材）

模块三教材习题学解题

模块四核心考点精准练（5大考向）

模块五小试牛刀过关测（16题）

了解热机及其工作原理；

掌握汽油机和柴油机的构造及工作过程；

区分汽油机和柴油机的异同点。

■知识点一：热机

1.热机

（1）定义：如车、船、飞机等的发动机通过燃料燃烧，获得内能，并利用内能做功，像这样的机械叫热机。

（2）工作原理：利用内能来做功

（3）能量转化：

（4）热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。它们构造不同，但它们有一个共同特点，那就是利用内能做功。

2.内燃机

燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机中最常见的是汽油机和柴油机两类。

■知识点二：汽油机

1.工作原理

利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。

2.构造

（1）主要结构：如图所示，汽油机的主体是气缸。气缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞，活塞通过连杆与曲轴相连。

（2）冲程：活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。

利用气缸内汽油燃烧产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。

（3）试管实验与汽油机构造比较：如图。

3.工作过程

（1）汽油机的一个工作循环：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。通过四个冲程的不断循环来连续工作。

次序

1

2

3

4

冲程

吸气冲程

压缩冲程

做功冲程

排气冲程

工作

示意图

气门开闭

进开、排闭

进闭、排闭

进闭、排闭

进闭、排开

活塞运动方向

向下

向上

向下

向上

曲轴的运动

半周

半周

半周

半周

冲程的

作用

吸入汽油和空气的混合物

压缩空气和汽油的混合物，使其内能增加、温度升高

火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功

排出废气

能的转化

机械能转化成内能

内能转化成机械能

说明

1个工作循环，包含4个冲程，活塞往复运动2次，曲轴和飞轮运转2周，对外做功1次

判断内燃机处于哪个工作冲程应抓住两点：一是气门的开与关；二是活塞的运动方向。有火花塞的就是做功冲程，两个气门都关闭，也无火花塞，就是压缩冲程，若是吸气冲程，进气门打开，排气冲程，排气门打开。

（1）汽油机在开始工作时，要靠外力先使曲轴、连杆转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动以后，汽油机才能连续工作；

（2）在汽油机的一个工作循环中，包含4个冲程，活塞往复运动两次（两圈），曲轴转动两周，对外做功一次，巧记为“1-4-2-2-1”；

（3）在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能，其他三个冲程是靠飞轮的惯性来完成的，故飞轮的质量要足够大；

■知识点三：柴油机

1.工作原理

利用柴油在气缸内燃烧所产生的高温高压燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。

构造

汽油机和柴油机的异同点：

不同点

相同点

项目

汽油机

柴油机

（1）构造基本相同都是燃料在气缸内燃烧，都是内燃机。

（2）都将内能转化为机械能。

（3）每一个工作循环都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。

构造

汽缸顶部有火花塞

汽缸顶部有喷油嘴

点火

方式

压缩冲程末由火花塞放出电火花点燃，称点燃式

压缩冲程末由喷油嘴向汽缸内喷雾状柴油遇到高温高压的空气自动燃烧，称压燃式

燃料

汽油、吸气冲程吸进汽油和空气混合物

柴油、吸气冲程吸进汽缸的只是空气

压缩比

压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体积的1/9至1/6

压缩冲程末气体体积被压缩为吸进体积的1/22至1/16

做功

做功冲程初燃气压强为30至50个大气压，温度2000℃至2500℃，高温高压的气体推动活塞做功

做功冲程初燃气压强为50至100个大气压，温度1700℃至2000℃，高温高压的气体推动活塞做功

效率

效率较低20％至30％

效率较高30％至45％

用途

轻便，多用于汽车、飞机、小型农机具

笨重，多用于拖拉机、载重汽车、轮船等重型机械

扩散现象的认识和理解

（1）扩散现象只能发生在两种不同的物质之间，同种物质之间不能发生扩散现象；

（2）不同物质只有相互接触时，才能发生扩散现象，没有相互接触的物质，是不会发生扩散现象的；

（3）扩散现象是两种物质的分子彼此进入对方，而不是单一的某种物质的分子进入另一种物质；

教材习题01

除了飞机、汽车、摩托车之外，你还知道哪些地方用到了热机？你列举的这些热机中哪些是内燃机？

解题方法

①思考：什么是热机，内燃机和热机间是什么关系？

②举例说明

【答案】拖拉机、火箭、轮船、火车等拖拉机和火车属于内燃机

教材习题02

从能量转化的角度看，一台四冲程内燃机在一