轮机

中学物理内燃机的深度理解

发布时间:2024/1/14 12:59:05   
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1、热机:

定义:热机是利用内能来做功,把内能转化为机械能的机器。

热机的种类:蒸汽机、内燃机(汽油机和柴油机)、汽轮机、喷气发动机等。我们中学阶段主要研究内燃机,也就是汽油机和柴油机。

2、内燃机构造:

主要由气阀、气缸、活塞、曲轴、飞轮、火花塞(柴油机是喷油嘴)、连杆等构成。

3、内燃机四大冲程:

内燃机活塞在汽缸内往复运动时,从气缸的一端运动到另一端的过程,叫作一个冲程。

汽油机:

吸气冲程:进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,汽油和空气的混合物进入气缸。

压缩冲程:进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,燃料混合物被压缩。

做功冲程:在压缩冲程结束时,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功。

排气冲程:进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出汽缸。

#内燃机#

柴油机:

吸气冲程:进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,只有空气进入气缸。

压缩冲程:进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,气体被压缩。

做功冲程:在压缩冲程结束时,喷油嘴喷入柴油,此时气缸温度达到柴油燃点,燃料猛烈燃烧,产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功。

排气冲程:

4、常见计算

在单缸四冲程内燃机中,吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环,每个工作循环曲轴转2周,活塞上下往复2次,做功1次。

在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功,而其它三个冲程(吸气冲程、压缩冲程和排气冲程)是依靠飞轮的惯性来完成的。

5、能量转化

压缩冲程将机械能转化为内能。

做功冲程是由内能转化为机械能。

6、效率

汽油机20%~35%、柴油机35%~50%我国的汽油机最高效率达到了40%,年据潇湘晨报报道,柴油机达到了50.09%。

热机的效率:热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫作热机的效率。

7、柴油机效率这么高,为什么不大量使用柴油机呢?

配件贵,比如喷油嘴比火花塞贵很多。存在部分炼制柴油的原油不佳,一旦使用,容易对先进的柴油发动机造成故障。Ps柴油机在欧洲的普及率相当高,60%以上。



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