第三章 内能的利用 热机
第三节 内燃机
(一)教学目的
1.常识性了解汽油机的基本构造和工作原理。
2.常识性了解柴油机与汽油机在构造和工作过程中的异同点。
3.常识性了解四冲程内燃机工作过程中的能量转化。
(二)教具
内燃机示教模型(带电源)，教学挂图。
(三)教学过程
1.复习
什么是热机
2.引入新课
用酒精灯给试管中的水加热，由于燃料在试管外燃烧，热量损失较大，内能的利用率较低。能不能把燃料移到内部去燃烧，来获得更大的动力？
3.进行新课
板书：〈第三节 内燃机
内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机〉
(1)汽油机
最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做汽油机和柴油机。我们首先介绍汽油机。
板书：
〈一、汽油机：用汽油作燃料的内燃机〉
①构造(出示模型或挂图。边指示边讲解)。
进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。(介绍名称的同时，介绍各部分的功能)
冲程：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程。
②工作原理。
(边动作边讲解，并提醒学生注意观察活塞、气门、连杆、曲轴的动作情况)
内燃机的工作过程以一个循环为一个单元，一个循环又分为四个冲程。
开始工作前，活塞位于气缸上端，进、排气门军关闭。工作时，活塞由上向下运动，进气门打开，排气门仍关闭。由于缸内体积增大，压强减小，空气和汽油的混合气体被吸入气缸。这是第一个冲程。
板书：〈吸气冲程〉
活塞运动到最下端，就开始转为向上运动。这时进气门、排气门都关闭，混合气体被强行压缩，使气体的温度升高，压强增大。这是第二个冲程。
板书：〈压缩冲程〉
压缩结束时虽然温度较高，但未能达到燃料的燃点。在压缩冲程结束的瞬间，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压燃气推动活塞向上向下运动，通过连杆带动曲轴转动。实现了内能向机械能的转化。这是第三个冲程。
板书：〈做功冲程〉
做功冲程结束，活塞继续向下向上运动，进气门关闭，排气门打开，燃烧后的废气被活塞推出缸外。这是最后一个冲程。
板书：〈排气冲程〉
此后，活塞又由上向下运动，从此进入下一轮循环。
③能的转化。
教师：汽车在开动前，是如何使内燃机起动的?
学生：接通电源，开动"马达"。
学生：用手"摇车"。
……
教师："马达"也好，"摇车"也好，都是为了给内燃机输入能量，通过外力先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，消耗机械能来帮助内燃机完成吸气、压缩两个冲程。内燃机一旦开始做功，内能就会转化成曲轴的机械能。这时曲轴获得的机械能一部分通过做功，一部分通过飞轮(与曲轴相连的质量较大的轮子)保存起来。然后依靠飞轮的惯性再反过来向外输出带动曲轴转动，靠消耗飞轮的机械能完成排气以及下一循环的吸气、压缩。这样内燃机就可连续工作下去了。
板书：〈在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能。其余三个冲程靠消耗飞轮的机械能来完成〉
(2)柴油机
板书：
〈二、柴油机：用柴油作燃料的内燃机〉
柴油机与汽油机有共同的地方，也有不同之外。
①柴油机与汽油机的相同点：都是内燃机；一个工作循环都要经历四个冲程。
②柴油机与汽油机的不同点：
构造方面：些油机没有火花塞，而在相应位置上安装的是喷油嘴。
工作过程上：
吸入的气体不同(问：汽油机压缩冲程末温度、压强多大?柴油机压缩冲程末，气体体积要小得多。所以压强更大，温度更高，这个温度早已超过了柴油的燃点)；
点火方式不同(汽油机靠火花塞点火。柴油机由于压缩气体温度已超过柴油燃点，从喷油嘴喷入雾状柴油便可立即燃烧。这种方式称为压燃式)；
用途方面：柴油机比汽油机便宜，但汽油机一般比柴油机轻巧，所以汽油机通常用在飞机、小汽车、摩托车及一些小型农用机械上。而柴油机一般用在舰船、载重汽车、拖拉机、坦克以及发电机等大型设备上。
4.小结(略)
5.布置作业
(1) 简述四冲程内燃机的工作过程。
(2)回答下列问题：
①内燃机的四个冲程顺序能颠倒吗?为什么?
②内燃机一个工作循环活塞往复运动几次?曲轴转动几周?
(四)说明
1.有条件的学校，可组织学生观看教学电影《内燃机》。
2.可给学生介绍一些有关多缸发动机的知识