第二章 第二节 内燃机
夯实基础：
知识点1：内燃机
1.如图所示，在透明塑料瓶中滴入几滴酒精，再将盒盖盖好，然后按动火花发生器的按钮，会发生
现象。能量转化是由
能转化为
能。该实验过程与四冲程汽油机的
冲程相似。你认为这个装置应该属于热机中的哪一类，说明理由
。
如果小明要做这个实验，你会对他提出哪些建议
2.燃料在
内燃烧，产生的
直接推动
做功的热机，叫做活塞式内燃机。
3. 常见的活塞式内燃机有 和 。
4.如图所示，是汽油机的结构示意图。其中1是 、2是 、7是 、8是 。
知识点2：汽油机的工作过程
5.活塞在往复运动中 叫做一个冲程。多数汽油机是由 、 、 和 四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
6.如图所示是汽油机的一个工作循环，其中吸气冲程是图 ，进气门 排气门 ，活塞向 运动， 从进气门吸入汽缸。
其中图 是压缩冲程，进气门 ，排气门 ，活塞向 运动，燃料混合物被压缩，压强 ，温度 。把 能转化 能，是通过
方法增加混合物的内能。
其中图 是做功冲程，在压缩冲程结束时， 产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。 推动活塞向 运动，并通过连杆带动曲轴转动，对外做功。把 能转化 能。
内燃机学
Internal combustion engine fundamentals
第1章—绪论
Chaper 1 Introduction
课程内容：内燃机工作过程基础理论+内燃机总体及主要零部件结构
course content: internal-combustion engine operating process fundation
theory+general and main parts structure of it.
学时：64
academic period:64
第1章 概论 Chaper 1
Chaper 1 introduction
热机：（化学能 燃烧 机械能）heat engine: (chemical energy combustion
mechanical energy)
外燃机：燃料在气缸外燃烧，加热工质做功。
external combustion engin: burning fuels outside the engine, and heating
working fluids to work.
内燃机：燃料在气缸内燃烧，加热工质做功。包括：往复式和其它形式。往复式主要包括：压燃式，如柴油机和点燃式如汽油机，是本课程主要内容。
internal combustion engine: burning fuel inside the engine, and heating
working fluids to work. Including: reciprocating engine and others. The
reciprocating engine mainly including: compression-ignition engine such as
diesel engine and spark-ignition engine such as gasoline engine. Both of
第三节 内燃机
教学目的：
1．了解四冲程内燃机的构造和工作原理及．
2．了解四冲程内燃机工作过程中能量的转化．
教具：
四冲程汽油机和柴油机的示教模型．
重点、难点：
重点：汽油机的工作过程．
难点：汽油机和柴油机的做功冲程．
教学过程：
（一）引入新课
引导学生叙述交通工具中燃料的燃烧都在气缸内进行，从而获得更大的动力．热机的种类很多，燃料在气缸内燃烧的热机叫内燃机．
（二）进行新课
1．内燃机和种类
汽油机和柴油机．
（1）汽油机：用汽油做燃料的内燃机．
①构造
结合模型向学生介绍汽油机的基本构造，介绍各构造名称的同时介绍其功能，同时根据教材第33页图3－6向学生介绍汽油机的四个冲程，并强调这四个冲程周而复始，不断循环下去，汽油机就可以连续不断地对外做功．
②工作原理
结合模型讲解工作原理，为加深学生的理解，在讲解过程中设置以下问题：
a．吸气冲程燃气为什么会进人气缸？
b．猜测压缩冲程产生什么结果？能量如何转化？
c．做功冲程中燃气为什么能做功？能量转化如何？
d．排气冲程有什么作用？
通过教师引导，学生讨论得出：吸气冲程活塞下行，气缸内气体的体积增大，压强减小，大气压将混合燃料（或空气）压进气缸．压缩冲程将燃气压缩，同时温度升高，机械能转化为内能．做功冲程燃料燃烧产生高温高压的燃气，内能大大增加，因此能推动活塞做功，内能转化为机械能．排气冲程将废气排出后，开始新的吸气冲程．排气冲程排出的废气温度比较高，损耗一部分内能．四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功．
（2）柴油机：用柴油作燃料的内然机．
学生阅读教材并对比汽油机，将两者的主要构造和四个冲程加以比较，总结得出两者构造和工作过程的异同。然后引导学生讨论下列问题：
①柴油机是压燃式点火的，为什么能压燃？
（建议学生从对物体做功，物体内能会增大来考虑）
②柴油机的效率为什么比汽油机的高？ （建议学生比较两者压缩冲程末气缸内的压强和温度）
04、作业
1、换气过程的任务是什么？
2、何为气门重叠角？它是如何形成的？
3、何为充气系数？提高充气系数的措施有那些？
4、气门间隙的作用是什么？
04、作业
1、换气过程的任务是什么？
换气过程的任务是，清除上一循环的废气，向气缸充入尽可能多的新鲜混合气或空气。有时还需根据燃烧过程的要求，在气缸内造成一定强度的空气旋转运动。
换气的目的是尽量排净废气，最大限度充入新气，以完善燃烧，提高效率。
废气清除得越干净，充入的新气就越多；气流运动组织得越有利于混合气的形成；向气缸喷入的燃料可能增多，燃烧过程就进行得越完善。这样，发动机的动力性指标和经济性指标就越高。
2、何为气门重叠角？它是如何形成的？
运行时，要在短时间内使排气干净、进气充足是比较困难的。为了增加气门开启的时间，充分利用气流的流动惯性，减少换气过程的损失，从而改善换气过程，提高发动机的性能，进排气门一般都提前开启、迟后关闭，不受活塞行程的限制。
由于排气门延迟关闭、进气门提前开启，使得在上止点前后一定的曲轴转角范围内存在进、排气门同时开启的状态，称为气门重叠或气门叠开，气门叠开时曲轴相应转过的角度，称为气门重叠角或气门叠开角。
3、何为充气系数？提高充气系数的措施有那些？
所谓充气系数（充气效率、充量系数、供气效率）是：每循环实际进入气缸的新鲜充量与进气状态下充满气缸工作容积的新鲜工作充量之比，即：0/GGc
充气系数越大，说明每循环的实际充气量越多，每循环可燃烧的燃料也随之增加，因而单位气缸工作容积的有效功及发动机的扭矩和功率也就越大，其动力性好。
影响充气系数的因素是多方面的，可从多方面采取措施来提高充气系数。 1）减小进气系统统阻力，提高进气终了压力；
2）降低排气系统的阻力；
3）减少高温零件在进气过程中对新气的加热；
4）合理选择配气定时；
5）采用可变配气定时系统；
6）进气管内动力效应的应用。
除上述方案外，近年来还出现了用可变进排气系统来提高充气系数的方案。
