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物理《内燃机》教案设计

2023-08-31 08:13:12 收藏本文下载本文

“第二人生的達達”通过精心收集，向本站投稿了19篇物理《内燃机》教案设计，以下是小编帮大家整理后的物理《内燃机》教案设计，欢迎大家分享。

物理《内燃机》教案设计

篇1：物理《内燃机》教案设计

物理《内燃机》教案设计

【课题】内燃机

【重难点】内燃机的构造和工作原理；汽油机和柴油机的区别和联系．

【教学过程设计】

一．汽油机

方法1、教师简介汽油机，指出汽油在汽油机汽缸中燃烧，高温高压的燃气推动活塞做功，能量转化是内能转化为机械能．运用挂图表现汽油机的四个冲程，分析每个过程和四个冲程之间的逻辑联系，学生在观察和分析的过程中可以思考下面的问题：

a．汽油机的结构主要有哪些；每部分的用途是什么．

b．运动四个冲程，说明汽油机的曲轴能带动活塞连续转动．

c．四个冲程的特点是什么．

学生理解了四个冲程后，教师可以讲解汽油机的应用，可以提供关于汽油机的资料，学生阅读，提高利用信息学习的能力．

方法2、对于基础和设备条件较好的班级，教师可以利用多媒体资料辅助学习，例如可以用电话展示，学生利用课件的交互功能，自主的学习汽油机的结构、作用、各个冲程的工作情况等．对于汽油机的应用，仍可以向学生提供资料，学生利用信息学习，提高采集信息和处理信息的能力．

二．柴油机

方法1、利用媒体资料辅助学生学习，可以有：柴油机的剖面图、柴油机四个冲程的挂图、柴油机的应用举例．可以组织学生小组讨论，对比柴油机和汽油机的冲程，找出汽油机和柴油机的相同点和不同点．柴油机的应用可以教师提供资料，学生阅读，自己从信息中学习．

方法2、对于基础较好的班级，可以组织学生实验探究，参考课题可以是：发动机的原理和作用，学生组织成小组，自行制订计划和实施方案，主要了解蒸气机、内燃机、气轮机、喷气发动机的简单原理和这些发动机对生产力的发展所作的贡献．

【板书设计】

第三节内燃机

一．汽油机

1．汽油机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．

2．汽油机的应用

二．柴油机

1．柴油机和汽油机的区别

2．柴油机的应用

探究活动

实验探究：发动机的原理和作用

【课题】发动机的原理和作用

【组织形式】学生活动小组

【活动流程】提出问题；猜想与假设；制订计划与设计实验；进行实验与收集证据；分析与论证；评估；交流与合作。

【参考方案】了解蒸气机、内燃机、汽轮机、喷气发动机的基本原理及这些发动机对生产力发展所起的作用。

【备注】

1、写出探究过程报告。

2、发现新问题。

探究活动范例：参观汽车修配厂

活动内容

参观汽车修配厂，重点观察汽车发动机――汽油机．

活动目的

亲眼目睹汽车发动机，在增加感性认识的基础上，使学生进一步了解汽油机的构造及作用．

活动准备

1、知识预习：①内燃机的有关知识；②燃料及燃烧值；③内能的利用和环境保护．

2、组织安排：全班分为5个小组，进行纪律、安全教育．

活动过程

1、参观修配厂工作环境，听修配厂负责人介绍该厂基本情况

2、听技术人员讲解汽车发动机――汽油机的`主要构造及作用

①机体――机体是发动机各机构、各系统和一些部件的安装基础．

②曲柄连杆机构――主要包括活塞、活塞销、连杆曲轴、飞轮、气缸体等．其作用是将燃料在气缸内所产生的热能转变成曲轴旋转的机械能，并输送给传动系．

③配气机构――主要包括排气门、气门挺杆、气门弹簧等．其作用是按一定的时间使可燃混合气和空气充入气缸，并按一定的时间将废气从气缸中排出．

④供给系――包括燃油箱、汽油泵、汽油滤清器、空气滤清器、化油器、进气管等．其作用是把汽油和空气按一定比例混合成可燃混合气并送入气缸，以备燃烧．

⑤润滑系――包括集滤器、机油泵、润滑油道、限油阀、机油滤清器、机油散热器等．其作用是将润滑油送至各摩擦的摩擦面．

⑥冷却系――包括水泵、散热器、风扇、水套、分水管等．其作用是用冷却水带走受高温机件的热量，并通过散热器将热量散发到大气中，以保证发动机正常工作．

⑦点火系――汽油机的点火系包括蓄电池和发电机、点火线圈、分电器和火花塞等．其作用是定时地点燃气缸中的可燃混合气．

⑧起动系――起动系包括使发动机由静止到起动工作的起动机及附属装置．

3、学生深入到各修理车间调查、采访，并弄清有关问题

①发动机在工作时如何减小噪音？

废气从排气管排出时，如果直接进入大气，会产生强烈的排气噪音，为了减小排气噪音和消除废气中的火星，通常在排气管口处装上排气消声器．当废气通过消声器时，使气流方向改变、分散、冷却等等，从而大大降低废气的压力和温度，使排气噪音显著减弱．

②发动机冷却方式通常有哪两种？常常采用哪种冷却方式？为什么？

汽车发动机冷却方式有风冷式和水冷式两种．通常采用水冷式冷却．目的是为了增加气缸体的刚度．缩小体积、减轻重量等．

③水箱又叫什么？其功用是什么？

水箱即散热器，其功用是将水套流出的热水迅速冷却，保证发动机具有正常的工作温度．

④如何正确使用汽油？

根据发动机的压缩比，正确选用汽油．压缩比高的发动机应选用牌号较高的汽油．一般发动机的压缩比在7以下，可使用70号汽油，发动机的压缩比为7～8，可使用75号或者是80号汽油，发动机压缩比为8以上，可使用85号汽油．

⑤二行程发动机与四行程发动机比较，有何优缺点？

二行程发动机与四行程发动机比较．其优点是：在压缩比、工作容积和转速同的条件下，其功率可提高1．5倍～1．6倍，运转比较平稳；在功率相同时，其发动机的体积小、重量轻、结构简单、保修方便．可燃混合气随废气排除，经济性较差，所以不如四行程发动机使用广泛．

活动小结

本次活动，学生亲眼目睹了发动机的构造及工作过程，不仅加深了对汽油机的认识，而且拓宽了学生的视野．例如，李为同学体会到：看课本上的汽油机构造图那样简单，但一接触实际的汽油机，才觉得在课堂上只学了其中的一点点，显得太微不足道了．李华强同学体会到：看了工人师傅维修汽车发动机的情景，那种娴熟、精湛的技术，真让我羡慕不已，在今后的学习中，我一定要好好学习知识，尤其在动手方面要加强，积极参加物理兴趣小组活动，特别是要改掉做实验时，只看不动手的习惯．黄伟同学这样说：我爸爸也是搞修理的，以前常听他说汽车上的一些部件名称，听起来似懂非懂，今天通过参观，特别是听了技术人员详细地介绍，不仅解开了原来的一些疑问，而且还激发了我进一步探求的兴趣，今后我要充分利用便利条件，多向我爸爸请教，拜他为师．

总之，本次活动学生兴趣高昂，学生与工人师傅相处融洽，尤其是学生敢于借助有限的知识，大胆提问、大胆探求的精神深受工人师傅的赞誉和肯定，收到了较好的效果．

篇2：内燃机的教案设计

内燃机的教案设计

知识目标

(1)知道热机中能量的转化

(2)知道四冲程内燃机的构造和工作原理

(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

了解这些内燃机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，思考汽油机和柴油机在工作过程中的相同点和不同点.

教法建议

本节利用挂图分析，要注重培养学生的观察能力和分析总结能力，培养学生的比较能力，所以在教法上有演示、引导学生观察、分析讨论、比较、联系实际这些环节.

汽油机利用挂图和实验仪器演示汽油机的四个冲程，使学生在理解工作过程的内在逻辑联系.体会到汽油机的发明是人们智慧的结晶，在技术应用领域人们可以充分发挥自己的聪明才智.

柴油机要注意比较教学，学生自主分析汽油机和柴油机的相同点和不同点，提高学生的甄别、判断、比较能力，教师还可以提供一些关于内燃机的资料，学生阅读，增强信息处理能力.

内燃机

【课题】内燃机

【重难点】内燃机的构造和工作原理;汽油机和柴油机的区别和联系.

【教学过程设计】

一.汽油机

方法1、教师简介汽油机，指出汽油在汽油机汽缸中燃烧，高温高压的燃气推动活塞做功，能量转化是内能转化为机械能.运用挂图表现汽油机的四个冲程，分析每个过程和四个冲程之间的逻辑联系，学生在观察和分析的过程中可以思考下面的问题：

a.汽油机的结构主要有哪些;每部分的用途是什么.

b.运动四个冲程，说明汽油机的`曲轴能带动活塞连续转动.

c.四个冲程的特点是什么.

学生理解了四个冲程后，教师可以讲解汽油机的应用，可以提供关于汽油机的资料，学生阅读，提高利用信息学习的能力.

方法2、对于基础和设备条件较好的班级，教师可以利用多媒体资料辅助学习，例如可以用电话展示，学生利用课件的交互功能，自主的学习汽油机的结构、作用、各个冲程的工作情况等.对于汽油机的应用，仍可以向学生提供资料，学生利用信息学习，提高采集信息和处理信息的能力.

二.柴油机

方法1、利用媒体资料辅助学生学习，可以有：柴油机的剖面图、柴油机四个冲程的挂图、柴油机的应用举例.可以组织学生小组讨论，对比柴油机和汽油机的冲程，找出汽油机和柴油机的相同点和不同点.柴油机的应用可以教师提供资料，学生阅读，自己从信息中学习.

方法2、对于基础较好的班级，可以组织学生实验探究，参考课题可以是：发动机的原理和作用，学生组织成小组，自行制订计划和实施方案，主要了解蒸气机、内燃机、气轮机、喷气发动机的简单原理和这些发动机对生产力的发展所作的贡献.

【板书设计】

第三节内燃机

一.汽油机

1.汽油机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程.

2.汽油机的应用

二.柴油机

1.柴油机和汽油机的区别

2.柴油机的应用

篇3：物理内燃机教案

教学目标

1、知识目标：

（1）知道热机中能量的转化

（2）知道四冲程内燃机的构造和工作原理

（3）了解汽油机和柴油机的主要区别

2、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．

3、情感目标：

了解这些内燃机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．

重点、难点

1、重点：汽油机的工作过程

2、难点：汽油机和柴油机的做功冲程的认识

教学过程

1、创设情景：

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？

2、合作共建

板书：第三节内燃机

内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机

课件展示：各种现代交通工具（让学生说说感受）

（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（课件展示，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、排气门均关闭。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由上向下运动，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，活塞继续由下向上运动，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

③能量的转化：

问：汽车在开动前，是如何使内燃机起动的？

学生回答后总结：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

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，也有不同之处。

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：柴油机没有火花塞，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（汽油机吸入的是什么？柴油机吸入的只是空气）；

压缩情况不同（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．知能应用

（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？

[作业布置]

篇4：九年级物理内燃机教案

汽车奔驰，列车飞驶，舰船劈波斩浪，飞机凌空穿去，你知道它们为什么能大展神威吗？讨论引入新课

一、内燃机

1、引出热机的概念

2、提出自学要求，在课本上画出热机的概念，热机的种类，内燃机的概念，并说出生活中最常见的内燃机

二、汽油机

1、构造

出示挂图、提出问题：汽油机是由哪几部分构成的，汽油机的燃料是什么？

出示汽油机模型，指出各部分的构造名称

板书：汽油机的构造

2、工作原理

出示自学提纲

（1）什么是一个冲程

（2）汽油机一个作循环包括几个冲程

（3）每个冲程是怎样完成的

（4）活塞是怎样运动的

（5）气阀如何关闭的

出示汽油机工作原理图：模型演示工作工作原理

板书：汽油机的工作原理

3、能量转化

汽油机各冲程中，除做功冲程为内能转化为机械能外，其余三个冲程都靠消耗机械能来完成。

三、柴油机

1、柴油机的构造和工作原理是怎样的？与汽油机的相比，它有哪些相同之处和不同之处

2、组织学生讨论交流汽油机和柴油机的构造和工作过程，列表比较?

篇5：初三物理《内燃机》教案

初三物理《内燃机》教案

教学目标

知识目标

(1)知道热机中能量的转化

(2)知道四冲程内燃机的构造和工作原理

(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

了解这些内燃机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

教法建议

本节利用挂图分析，要注重培养学生的`观察能力和分析总结能力，培养学生的比较能力，所以在教法上有演示、引导学生观察、分析讨论、比较、联系实际这些环节.

“汽油机”利用挂图和实验仪器演示汽油机的四个冲程，使学生在理解工作过程的内在逻辑联系.体会到汽油机的发明是人们智慧的结晶，在技术应用领域人们可以充分发挥自己的聪明才智.

“柴油机”要注意比较教学，学生自主分析汽油机和柴油机的相同点和不同点，提高学生的甄别、判断、比较能力，教师还可以提供一些关于内燃机的资料，学生阅读，增强信息处理能力.

教学设计方案

内燃机

【课题】内燃机

【重难点】内燃机的构造和工作原理;汽油机和柴油机的区别和联系.

【教学过程设计】

一.汽油机

a.汽油机的结构主要有哪些;每部分的用途是什么.

b.运动四个冲程，说明汽油机的曲轴能带动活塞连续转动.

c.四个冲程的特点是什么.

学生理解了四个冲程后，教师可以讲解汽油机的应用，可以提供关于汽油机的资料，学生阅读，提高利用信息学习的能力.

二.柴油机

【板书设计】

第三节内燃机

一.汽油机

1.汽油机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程.

2.汽油机的应用

二.柴油机

1.柴油机和汽油机的区别

2.柴油机的应用

探究活动

实验探究：发动机的原理和作用

【课题】发动机的原理和作用

【组织形式】学生活动小组

【活动流程】提出问题;猜想与假设;制订计划与设计实验;进行实验与收集证据;分析与论证;评估;交流与合作。

【参考方案】了解蒸气机、内燃机、汽轮机、喷气发动机的基本原理及这些发动机对生产力发展所起的作用。

【备注】1、写出探究过程报告。

2、发现新问题。

篇6：九年级物理内燃机知识点

九年级物理内燃机知识点

1、内燃机及其工作原理：

将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功，把内能转化为机械能。按燃烧燃料的不同，内燃机可分为汽油机、柴油机等。

(1)汽油机和柴油机都是一个工作循环为四个冲程即吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程的热机。

(2)一个工作循环中只对外做一次功，曲轴转2周，飞轮转2圈，活塞往返2次。

(3)压缩冲程是对气体压缩做功，气体内能增加，这时机械能转化为内能。

(4)做功冲程是气体对外做功，内能减少，这时内能转化为机械能。

(5)汽油机和柴油机工作的四个冲程中，只有做功冲程是燃气对活塞做功，其它三个冲程要靠飞轮的惯_完成。

(6)判断汽油机和柴油机工作属哪个冲程应抓住两点：一是气阀门的开与关;二是活塞的运动方向。

(7)汽油机和柴油机的不同处。

2、燃料的热值

(1)燃料燃烧过程中的能量转化：目前人类使用的能量绝大部分是从化石燃料的燃烧中获得的内能，燃料燃烧时释放出大量的热量。燃料燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释放，物体的化学能转化为周围物体的内能。

(2)燃料的热值

①定义：lkg某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。用符号“q”表示。

②热值的单位j/kg，读作焦耳每千克。还要注意，气体燃料有时使用j/m3，读作焦耳每立方米。

③热值是为了表示相同质量的不同燃料在燃烧时放出热量不同而引人的物理量。它反映了燃料通过燃烧放出热量本领大小不同的燃烧特_。不同燃料的热值一般是不同的，同种燃料的热值是一定的，它与燃料的质量、体积、放出热量多少无关。

(3)在学习热值的概念时，应注意以下几点：

①“完全燃烧”是指燃料全部燃烧变成另一种物质。

②强调所取燃料的质量为“lkg”，要比较不同燃料燃烧本领的不同，就必须在燃烧质量和燃烧程度完全相同的条件下进行比较。

③“某种燃料”强调了热值是针对燃料的特_与燃料的种类有关。

④燃料燃烧放出的热量的计算：一定质量m的燃料完全燃烧，所放出的热量为：q=qm，式中，q表示燃料的热值，单位是j/kg;m表示燃料的质量，单位是kg;q表示燃料燃烧放出的热量，单位是j。

3若燃料是气体燃料，一定体积v的燃料完全燃烧，所放出的热量为：q=qv。式中，q表示燃料的热值，单位是j/m3;v表示燃料的体积，单位是m3;q表示燃料燃烧放出的热量，单位是j。

常见的物理属性有什么

1.硬度：材料局部抵抗硬物压入其表面的能力称为硬度。固体对外界物体入侵的局部抵抗能力，是比较各种材料软硬的指标。硬度分为：①划痕硬度。②压入硬度。③回跳硬度。

2.密度：密度是对特定体积内的质量的度量，密度等于物体的质量除以体积，可以用符号ρ表示，国际单位制和中国法定计量单位中，密度的单位为kg/m³。

3.熔点：物质的熔点，即在一定压力下，纯物质的固态和液态呈平衡时的温度，也就是说在该压力和熔点温度下，纯物质呈固态的化学势和呈液态的化学势相等。

4.沸点：沸点是液体沸腾时候的温度，也就是液体的饱和蒸气压与外界压强相等时的温度。沸点指纯净物在1个标准大气压下沸腾时的温度。不同液体的沸点是不同的。沸点随外界压力变化而改变，压力低，沸点也低。

5.导热性：热传导简称导热。两个相互接触且温度不同的物体，或同物体的各不同温度部分间在不发生相对宏观位移的情况下所进行的热量传递过程称为导热。物质传导热量的性能称为物体的导热性。

热现象及物态变化知识点

1、温度：是指物体的冷热程度。测量的工具是温度计, 温度计是根据液体的热胀冷缩的原理制成的。

2、摄氏温度(℃):单位是摄氏度。1摄氏度的规定：把冰水混合物温度规定为0度，把一标准大气压下沸水的温度规定为100度，在0度和100度之间分成100等分，每一等分为1℃。

3、固体、液体、气体是物质存在的三种状态。

4、熔化：物质从固态变成液态的过程叫熔化。要吸热。

5、凝固：物质从液态变成固态的过程叫凝固。要放热.。

6、熔点和凝固点：晶体熔化时保持不变的温度叫熔点;。晶体凝固时保持不变的温度叫凝固点。晶体的熔点和凝固点相同。

7、晶体和非晶体的重要区别：晶体都有一定的熔化温度(即熔点)，而非晶体没有熔点。

8、汽化：物质从液态变为气态的过程叫汽化，汽化的方式有蒸发和沸腾。都要吸热。

蒸发：是在任何温度下，且只在液体表面发生的，缓慢的汽化现象。

沸腾：是在一定温度(沸点)下，在液体内部和表面同时发生的剧烈的汽化现象。液体沸腾时要吸热，但温度保持不变，这个温度叫沸点。

9、影响液体蒸发快慢的因素：(1)液体温度(2)液体表面积(3)液面上方空气流动快慢。

10、液化：物质从气态变成液态的过程叫液化，液化要放热。使气体液化的方法有：降低温度和压缩体积。(液化现象如：“白气”、雾、等)

11、升华和凝华：物质从固态直接变成气态叫升华，要吸热(例如：樟脑丸变小，冬天结冰的衣服干了);而物质从气态直接变成固态叫凝华，要放热(例如：霜、冰花、雾凇)。

篇7：内燃机

教学目标

知识目标

（1）知道热机中能量的转化

（2）知道四冲程内燃机的构造和工作原理

（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

了解这些内燃机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，思考汽油机和柴油机在工作过程中的相同点和不同点．

教法建议

本节利用挂图分析，要注重培养学生的观察能力和分析总结能力，培养学生的比较能力，所以在教法上有演示、引导学生观察、分析讨论、比较、联系实际这些环节．

“汽油机”利用挂图和实验仪器演示汽油机的四个冲程，使学生在理解工作过程的内在逻辑联系．体会到汽油机的发明是人们智慧的结晶，在技术应用领域人们可以充分发挥自己的聪明才智．

“柴油机”要注意比较教学，学生自主分析汽油机和柴油机的'相同点和不同点，提高学生的甄别、判断、比较能力，教师还可以提供一些关于内燃机的资料，学生阅读，增强信息处理能力．

教学设计方案

篇8：内燃机

【重难点】内燃机的构造和工作原理；汽油机和柴油机的区别和联系．

【教学过程设计】

一．汽油机

a．汽油机的结构主要有哪些；每部分的用途是什么．

b．运动四个冲程，说明汽油机的曲轴能带动活塞连续转动．

c．四个冲程的特点是什么．

学生理解了四个冲程后，教师可以讲解汽油机的应用，可以提供关于汽油机的资料，学生阅读，提高利用信息学习的能力．

二．柴油机

【板书设计】

篇9：内燃机

一．汽油机

1．汽油机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．

2．汽油机的应用

二．柴油机

1．柴油机和汽油机的区别

2．柴油机的应用

篇10：物理教案设计

物理教案设计

知识目标

1、了解什么是激光和激光的特性．

2、了解激光的应用．

能力目标

培养自主学习能力

情感目标

通过组织学生从不同的媒体中学习有关激光的知识同时，让学生了解我国的科学事业，培养学生的爱国热情．

教学建议

本节内容可以作为阅读材料，指导学生自学，教师采取多种方式安排教学活动，以提高学生的学习兴趣，比如：组织学生观看有关激光的科技电影片，发动学生收集相关材料，组织阅读、参观等均可．以锻炼学生的自主学习能力．

让学生通过学习了解以下两点：

1、激光与自然光的`区别

激光与自然光比较，具有以下几个重要特点：

（1）普通光源发出的是混合光，激光的频率单一．因此激光相干性非常好，颜色特别纯，

（2）激光束的平行度和方向性非常好．

（3）激光的强度特别大，亮度很高．

2、激光的重要应用

激光的应用非常多，发展前景非常广阔，目前的重要应用有：光纤通信、精确测距、目标跟踪、激光光盘、激光致热切割、激光核聚变等等．

教学设计示例

关于本节内容，可以作为阅读材料，指导学生自学，在自学的时候，可以让学生思考如下几个问题：

1、究竟什么是激光呢？

2、激光是如何产生的？

3、激光都有那些特性和用途呢？

通过有关视频资料加深学生对激光的了解（可以参考媒体资料），物理教案－激光，物理教案《物理教案－激光》。

探究活动

查阅有关激光的资料（激光器的种类，应用等）

物理教案－激光

篇11：物理教案设计

关于物理教案设计

1．回归教材，注重基础

试卷遵循了考查基础知识为主体的原则，尤其是考试说明中的大部分知识点均有涉及，其中应用题与抗战胜利70周年为背景，把爱国主义教育渗透到试题当中，使学生感受到了数学的育才价值，所有这些题目的设计都回归教材和中学教学实际，操作性强。

2．适当设置题目难度与区分度

选择题第12题和填空题第16题以及解答题的第21题，都是综合性问题，难度较大，学生不仅要有较强的分析问题和解决问题的能力，以及扎实深厚的数学基本功，而且还要掌握必须的数学思想与方法，否则在有限的'时间内，很难完成。

3．布局合理，考查全面，着重数学方法和数学思想的考察

在选择题，填空题，解答题和三选一问题中，试卷均对高中数学中的重点内容进行了反复考查。包括函数，三角函数，数列、立体几何、概率统计、解析几何、导数等几大版块问题。这些问题都是以知识为载体，立意于能力，让数学思想方法和数学思维方式贯穿于整个试题的解答过程之中。

篇12：物理教案设计

设计思想：

在通过前面的探究活动后，在这一节里再次进行探究活动的目的是激发学生学习物理的兴趣及探究物理的思想方法.本教案立意与探究活动中思想和方法的开放性，旨在让学生大胆探索物理规律，打开学习物理的思路，同时，希望学生在学习探究的过程中感悟物理的研究方法.

探究准备：

在事先分好组，按需要，一般是四五个同学一组为宜.同时提出要探究的课题.

探究中提供的实验仪器：

木块、铁块、弹簧称、天平、量筒等，还可根据学生的实验设计需要，为学生提供仪器.

探究中的具体操作：

1、提出问题：木块漂浮在水面上，二铁块却下沉，这到底是为什么呢?物体的沉浮条件又是什么?

2、请同学们提出猜想，猜想不拘一格;

3、根据自己的猜想，请同学们自己设计实验方案来验证自己的猜想;

4、在提出设计方案的基础上选择所需的实验仪器(也可自己设计实验仪器);

5、设计实验的记录表格;

6、写出实验步骤;

7、得出实验结论;

8、看实验结论和先前的猜想是否吻合;

9、写出个人自评.

以上的所有项目都填在下表里.

姓名实验日期

探究课题物体的沉浮条件

提出猜想

设计实验方案

实验仪器

实验的记录表格

实验步骤

实验结论

实验结论和猜想是否吻合

自评

学生将上表交回后，此课时完毕.

下一课时，选几组完成较好的方案，由学生边演示边讲解他们组的探究报告，得出实验结论.

教师就学生的探究过程作一总结，归纳出物体的浮沉条件：F浮G时，合力的方向向上，物体就会上浮;F浮=G时，合力为零，物体就会悬浮在液体中.

请同学们用物体的浮沉条件解释图8-33、图8-34、图8-36、图8-37等现象.

提出问题：物体的'重力与物体的密度有关，而物体排开液体所受的重力与液体的密度有关，那么，物体的浮沉条件与它们的密度有何关系呢?

结论：当液〈物时，必有F浮物时，必有F浮G物，物体上浮.

注意：这里要指出物体是实心的，如果用大密度的材料制成的物体要附在水面上，则可以把他制成空心的，如轮船等.

物体浮沉条件的应用请同学们学习阅读材料.

篇13：物理教案设计

教学目标

一、知识与技能

1.说出声音的特性。

2.说出乐音的音调和响度跟哪些物理量有关。

3.简述乐音的特点。

二、过程与方法

1.通过做音调与频率有关的实验和响度与振幅有关的实验，进一步了解物理学研究问题的方法。

2.培养科学探究的能力。

三、情感态度价值观

1.体会现实世界物体的发声是丰富多彩的，培养热爱世界、热爱科学的品质。

2.培养联系生活、生产和科学技术的意识。教学重、难点

1.重点：音调、响度、音色的概念及其相关因素。

2.难点：探究决定音调、响度的因素。

教学方法

探究法、演示法、讨论法。

教学媒体

钢尺(若干)、示波器、音叉、乒乓球(系有细绳)、铁架台、口琴、笛子、录音机。

课时安排

1课时

教学过程

课题引入

我们已经知道耳朵听到声音的过程，生活中我们听到的声音各种各样、千差万别，其中有许多声音让我们感到悦耳、动听，有的声音却使人烦躁、难受。即使同样是动听的乐曲，它们也存在不同的地方，有的音调声，

有的音调低：有的声音大，有的声音小，而且各种乐器，即使演奏同样的曲调，给人的感受也是不一样的，这就是我们今天要学习的声音的特性。

板书：三、声音的特性

新课教学

音调

演示实验：用口琴吹奏1、234、5、6、7时吹不同的孔，有的听起来音调高，有的听起音调低。

师：你发现生活中哪些声音的音调不同?

生甲：女生的音调高，男生的音调低。

生乙∶小孩的音调高?大人的音调低。

生丙：在键盘乐器中，越是右边的音，音调越高;越是左边的音，音调越低。

师：三位同学平时注意观察，事例举得很好。生活中还可以找到很多例子。声音为什么会有音调高低的不同?是什么因素决定音调高低?

点拨思路：声音是由于物体的振动产生的，声音的音调高低肯定与物体振动情况有关。猜想一下，音调的高低与物体振动的什么因素有关?

生：音调高低可能与物体振动快慢有关。

师：如何证实你的猜想?

生：进行实验。

师：好，大家现在基本上掌握研究物理问题的方法了，请你们分组讨论根据桌面上提供的器材设计实验。

生：将钢尺一端紧按在桌面上，另一端伸出桌边，拨动钢尺，它会振动发出声音，钢尺伸出桌边长度不同振动快慢不同，发出声音的音调高低也不同。

师：你设计得很好，大家掌声鼓励。在实验时要注意使钢尺两次的振动幅度大致相同，注意观察钢尺振动的快慢与音调的高低。

下面请大家分组进行实验。

学生分组实验，教师巡回检查。

师：通过实验，你们观察到什么现象?

生甲：两次振动快慢不同。

生乙：振动快的音调高。

师：物体振动得快，发出的音调高，振动得慢，音调就低，可见发声物体振动快慢是一个很重要的物理量它决定着音调高低。物理学中用每秒内振动的次数频率来描述物体振动的快慢，决定声音的音调。频率的单位为赫兹，简称赫，符号为Hz。物体在ls的时间里如果振动100次，频率约是100Hz。

板书：1.音调是指声音高低，频率决定音调的的高低。

师;下面请同学们阅读课本P20二、三、四段，你能获得哪些知识?

生阅读，思考。

生甲：人能感受的声音频率有一定的范围。大多数人能够听到的频率范围是20～0Hz。

生乙：频率高于20000Hz的声音叫做超声波，频率低于20Hz的声音叫做次声波。

生丙：动物的听觉范围通常和人不同，有些动物对高频声波反应灵敏，有些动物对低频声波反应灵敏。

生丁：大象的语言是次声波。地震、火山喷发、台风等都伴有次声波产生，一些机器工作时也会产生次声波。

生戊：猫能听到超声波，狗能听到次声波和超声波，海豚也能听到超声波。

师：同学们阅读很认真，自学能力很强，讲得很全面，全班同学以掌声鼓励。下面用示波器演示不同频率声波的波形。

演示与实验：①通过示波器观察两个频率不同的音叉发出声音的波形。

②通过示波器观察男女学生声音波形的不同。

师：频率(音调)不同的声音，波形有何不同?，

生：频率(音调)高的波形比较密一些，频率低的波形比较疏一些。

师：请大家看课本P21想想议议，并进行讨论：为什么我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音，却能听到讨厌的蚊子声?

生：蝴蝶的翅膀振动比较慢、频率比较低，低于20Hz，所以我们听不到蝴蝶翅膀振动发出的声音，而蚊子翅膀振动的较快，频率在20Hz～20000Hz之间，所以我们能听到蚊子翅膀振动发出的声音。

2.响度。

师：有的人说话声音宏亮，有的人说话声音很小。说明声音不仅有音调不同，也有强弱不同。物理学中，把声音的强弱叫，响度，对于声音的响度，你想知道什么?或你想提出什么问题?

生：声音的响度与什么因素有关?

师：你们的猜想是什么?

生：可能跟物体振动的幅度大小有关。

师：怎么证实你们的猜想?

生：实验。

师：对。下面分组讨论：根据桌面上提供的实验器材，如何设计实验，验证猜想。

生;将系在细绳上的乒乓球轻轻接触正在发声的音叉，观察乒乓球被弹开的幅度。使音叉发出不同的响：;度的声音，重做上面的实验。

师：你实验设计得很好，简单、容易操作，现象明显。下面各组进行实验，认真观察实验现象。

生甲;音叉的声音越响，乒乓球被弹得越开。

生乙：音叉的声音越响，线摆的角度越大。

师：两位同学说得都正确，乒乓球被弹得越开、线摆的角度越大，说明音叉振动的幅度越大。物理学中用振幅来描述物体振动的幅度。通过实验，可得出什么结论?

生：物体的振幅越大，声音的响度就越大。

板书：2.响度：指声音的强弱，响度与振幅有关，振幅越大，响度越大。

3.音色。

师：音调和响度完全相同的声音，是不是就完全一样?你能举例说明吗?

生：不一样。用口琴和笛子同时演奏C调1，我可以分辨出它们。

师：对。不同的物体发出的声音，即使音调相同，响度相同，我们还是能够分辨它们。这表明在声音的特征中还有一个因素是十分重要的，它就是音色。不同发声体的材料、结构不同，发出的声音音色也不同。

板书：3.音色与发声体材料、结构有关。

师：综上所述，声音有几个特性。

生：声音有3个特性：音调、响度、音色。

师：不同的物体，音色是不同的。如不同的乐器：大提琴、小提琴、钢琴等音色不同;不同的人音色不同;同：一个人不同年龄，音色也不同。音调相同、音色不同的声音，它们的波形有什么区别?

演示实验：将话筒接在示波器的输入端，用不同的乐器对着话筒发出相同音调的声音，示波器分别显示各种波形。

生甲：相同时间内振动次数相同，即音调相同。

生乙：振幅不同，即响度不同。

生丙：大振动波形相同，小振动的波形各不相同。

师：以上同学说得很好，波形各不相同，说明音色不同。

下面请同学们看课本P23想想议议，并进行讨论。

生甲：我认为录音机放出来的声音和我自己的声音不一样。

生乙：我听其他同学的讲话声和从录音机放出来的声音是一样的?

师：这是什么原因造成的?

生：自己的声音是骨传导，而从录音机放出来的声音是空气传导。声音主要是靠空气传导，平时别人听到的声音也是靠空气传导。传播途径不同，音色不同，所以自己的声音与从录音机里放出来的声音不同，而别人听起来相同。

下面请同学们阅读课本P23科学世界：乐音和乐器，并回答以下问题(多媒体字幕打出)：

(1)什么叫乐音?

(2)乐器的物理原理是什么?

(3)乐器分为哪几类型?怎样发声的?怎样改变音调的?

生甲：许多声音悠扬、悦耳，听起来感觉非常舒服，人们把这类声音叫乐音。

生乙：所以乐器的物理原理都是一样的：通过振动发出声音。

生丙：乐器分为三种主要类型：打击乐器、弦乐器和管乐器。

生丁：打击乐器是受到打击时发生振动，产生声音。如鼓皮绷得越紧，振动越快，音调越高;弦乐器是通弦的振动发声的。长而粗的弦发声的音调低，短而细的弦发声的音调高，绷紧的弦发声的音调高，不紧的弦音调低;管乐器抬起不同的手指，就会改变空气柱的长度，从而改变音调，空气柱长音调低，空气柱短音调高。

师：大家阅读很认真，每个问题都回答得很好，全班同学掌声鼓励。

课本展示：我国春秋战国时代的乐器编钟，敲击大小不同的钟发出不同的音调。

归纳小结与学习过程评估

师：通过本节课的学习，你有什么收获?

生讨论、交流得：通过本节课的学习，我们知道了声音的三个特性：音调、响度和音色。音调高低决定于发声体振动频率，响度大小由发声体振幅决定的。音色由发声体的材料、结构决定的。还知道了超声波和次声波。

师：你归纳得很全面，也很简练，大家掌声鼓励。下面每位同学都对自己在本节课的学习情况进行评估。

课后练习

1.课本P24：动手动脑学习物理：1、2、3、4

2.选用课时作业优化设计

板书设计

三、声音的特性

1.音调：声音的高低，决定于发声体振动的频率。

2.响度：声音的大小，决定于发声体振动的振幅。

3.音色：决定于发声体的材料、结构。

篇14：物理教案设计

14．1 欧姆定律

一、教学目标

1．理解产生电流的条件；掌握电流强度的定义、公式，并应用于实际问题；了解直流电和恒定电流

2．熟练掌握欧姆定律及其表达式I=U/R，明确欧姆定律的适用条件。

3．知道电阻的定义及定义式R=U/I；

4．使学生正确理解伏安特性曲线的物理意义

二、教学重点、难点分析

1．重点：欧姆定律的理解

2．难点：电阻的伏安特性曲线

3．疑点：由电阻定义式R=U/I，少数学生会产生电阻由电压和电流决定的想法。

4．解决方法：对重点和难点的解决有

（1）有条件的学校采取通过学校分组实验→数据分析→结论，加强感性认识，有利于定律的理解。

（2）关于电阻伏安特性结合数学知识，并尽可能举实例加强对知识的深化。

（3）关于疑点的出现，这是正常的，教师应借此机会，巧妙为下节课电阻定律作铺垫。

三、教学方法：实验演示，启发式教学

四、教具：小灯泡、干电池电线若干。伏特表（演示）安培表（演示）滑动变阻器学生电源

待测电阻（约10Ω～30Ω两只）晶体二极管导线若干电键

五、教学过程：

（一）引入新课

前面我们已学习了电场，电场对放入其中的电荷有力的作用，促使电荷移动，知道电荷的定向移动形成电流。由于电流与我们生活很密切，所以我们有必要去认识它，这节课我们将在初中的基础上对电流作进一步了解。

（二）进行新课

1、电流

众所周知，人们对电路知识和规律的认识与研究，也如对其他科技知识的认识与研究一样，都经历了漫长的、曲折的过程。

18世纪末，意大利著名医生伽伐尼受偶然发现的启迪，经进一步研究后，已能利用两种不同的金属与青蛙腿相接触而引起肌肉痉挛，于是伽伐尼电池诞生了。但他对此并不理解，认为这是青蛙体内产生了动物电。

伽伐尼的发现引起了意大利著名物理学家伏打的极大兴趣。经过一番研究，伏打于1792年将不同的金属板浸入一种电解液中，组成了第一个直流电源伏打电池。后来，他利用几个容器盛了盐水，把插在盐水里的铜板、锌板连接起来，电流就产生了。

（1）电流

①什么是电流？

大量电荷的定向移动形成电流。

②电流形成的条件

导体有自由移动的电荷，可以定向移动。导体包括金属、电解液等；自由电荷有电子、离子等。

但是只有导体还是不行，因为通常情况下，导体中自由电荷没有做定向移动。还必须有一股力量促使自由电荷做定向移动，这如同水流的形成一样，有自由流动的水是形成水流的内因，还必须有促使水流动的动力即水流形成的外因水压差。而对于电流，自由电荷是它产生的内因，那么它的外因是什么呢？

[演示1]按图连接

投影电路图

小灯泡发光

有电流流过小灯泡

导体两端存在电势差外因

当导体与电源连接时，它的两端有了电压，导体中就有了电场，这样导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动形成电流。

③持续电流的条件导体两端有持续电压。

我们都知道要使灯泡一直亮着，即有持续电流通过，在灯泡两端须保持有持续电压。

导体中的电流有强有弱，在物理学中我们用电流强度来描述电荷定向移动快慢，进而描述电流强弱。

（2）电流强度（I）

①定义通过导体横截面的电量跟通过这些电量所用时间的比值，叫做电流强度。简称电流，用I表示

②表达式：

③单位：安培（A）

④电流强度是标量

篇15：九年级物理《内燃机》的教学反思

九年级物理《内燃机》的教学反思

内燃机的教学一直以来是教学过程( )中的一个难点，主要是由于学生很难有机会亲眼看一看内燃机的内部的工作过程，仅仅靠文字性的'叙述和教师反复的讲解无法给学生留下深刻的印象，教材的配图或者教学挂图等静态图片也仅仅能增强学生对结构的理解，在学生的大脑里，内燃机工作过程的印象仍然是模糊的。如何才能让学生直观地看到内燃机的工作过程呢？当然多媒体手段的应用无疑提供了一个很好的平台，本人也想应用一下，不过也太遗憾了，多媒体教室里的投影机投出的图像实在太模糊了，根本无法用，在这种条件下，要用好活动挂图和内燃机模型，使教学过程变得比较直观，以加强对内燃机工作原理的理解，主要应让学生知道重点应掌握哪些内容，这要求教师及时引导和强调。

在这里必须要学生记住如下的要点：进排气阀的开闭情况、活塞的运动情况、有无能量转化、在这个地方一定要联系做工可以改变物体的内能，加深对做功和压缩冲程的理解，教学效率得到提高。

篇16：内燃机设计

内燃机设计

第一章

1-1.副作用：（1）摩擦损失增加，机械效率ηm下降，活塞组的热负荷增加，机油温度升高，机油承载能力下降，发动机寿命降低。（2）惯性力增加，导致机械负荷和机械振动加剧、机械效率降低、寿命低。（3）进气流速增加，导致进气阻力增加、充气效率ηv下降。 1-2.柴油机优点：

1）燃料经济性好。

2）因为没有点火系统，所以工作可靠性和耐久性好。

3）可以通过增压、扩缸来增加功率。

4）防火安全性好，因为柴油挥发性差。

5）CO和HC的排放比汽油机少。

汽油机优点：

1）空气利用率搞，转速高，因而升功率高。

2）因为没有柴油机喷油系统的精密偶件，所以制造成本低。

3）低温启动性好、加速性好，噪声低。

4）由于升功率高，最高燃烧压力低，所以结构轻巧，比质量小。

5）不冒黑烟，颗粒排放少。

1-4.不可以。对于汽油机能达到，但是柴油机不能。已知参数的设计条件，可得Vm=S*n/30=18 m/s，高出了柴油机的Vm的设计上限13m/s,即使设计出来，也无法使柴油机正常工作。 1-11.（见作业，找梦丽，哈哈）

首先计算活塞平均速度（P14），再根据发动机的类型和用途，利用表1-6(P13)选定平均有效压力，然后利用公式1-1（P4）计算标定功率和标定转速扭矩。根据表1-2（P5）确定发动机的扭矩适应系数和转速适应系数，进而初步确定最大转矩和最大转矩对应的转速（P5）。

第二章

2-1. 表达式：X = r[(1-cosα)+ λ/4(1-cos2α)] = XⅠ+XⅡ;

V = rω(sinα+sin2α*λ/2) = vⅠ+vⅡ;

a = rω2(cosα+λcos2α)= aⅠ+aⅡ;

用途：

1）活塞位移用于P-φ示功图与P-V示功图的转换，气门干涉的校验及动力计算；

2）活塞速度用于计算活塞平均速度Vm==18 m/s，用于判断强化程度及计算功率，

计算最大素的Vmax，评价汽缸的磨损；

3）活塞加速度用于计算往复惯性力的大小和变化，进行平衡分析及动力计算。

2-4. 答：（此图为P33图2-5）

侧向力FN，连杆力FL，曲柄切向力Ft，径向力Fk

FN = FL tanβ, FL = p/cosβ ，Ft = FL sin(α+β)

= sin(α+β) ， Fk = FL cos(α+β)

cos(α+β)

规定Ft 与ω同向为正，Fk指向圆心为正，转矩顺时针为正。

单缸转矩为

M = FL * r = F r

翻倒力矩 M′= - FN* h = -Ftanβ

r= - F r= - Fr

2-8.（P40-42）连杆轴颈的负荷与连杆轴承的负荷大小相等，方向相反。

主轴颈的负荷与主轴承的负荷大小相等，方向相反。

2-9.书P39. 4（1）（2）（3）（4）。

第三章

3-3解：点火间隔角为A=

（1）作曲柄图和轴测图

=240°

三拐曲轴一、二阶曲柄图和轴测图

（2）做惯性力矢量图

一阶惯性力二阶惯性力

得到? ????

（3）做力矩图

往复惯性力矩图旋转惯性力图旋转惯性力矩

（4）采用用整体平衡法

第四章

4-1. 定义：扭转振动是使曲轴各轴段间发生周期性相互扭转的振动，简称扭振。

现象：1）发动机在某一转速下发生剧烈抖动，噪声增加，磨损增加，油耗增加，功率下降，严重时发生曲轴扭断。

2）发动机偏离该转速时，上述现象消失。

原因：1）曲轴系统由具有一定弹性和惯性的材料组成。本身具有一定的固有频率。

2）系统上作用有大小和方向呈周期性变化的干扰力矩。

3）干扰力矩的变化频率与系统固有频率合拍时，系统产生共振。

4-2. 弹性力矩 M???C? ,惯性力矩MI??I? ??

M?=0 ，I?+ C?=0

此二阶线性齐次微分方程的解为：???sin(?et??) 根据理论力学，得MI+

??其中

????arctan：?0?e??2

4-3. I1?1??C(1?1??2)

I2?2?C1(?1??2)?C2(?2??3)

4-5.

1）当谐量的阶数为曲轴每一转中点火次数的整数倍时（k=2im/τ），该阶振幅矢量位于

同一方向，可以用代数方法合成，该阶谐量称为主谐量。

2）当k=(2m-1)i/τ时，各曲拐该阶力矩幅值作用在同一直线上，方向不同，称为次主谐量。 ??I3?3?C2(?2??3) ??

3）曲拐侧视图有q个不同方向的曲拐，则有qτ/2个相位图。

4-6. 曲轴固有频率与外界干扰力矩“合拍”，产生扭转共振的转速称为临界转速。共振时，

kωt =ωe ，则ωt =ωe /k ,其中ωt为曲轴转动角频率。

计算和分析扭转共振的三个条件为：

①nk在发动机工作转速范围内，方能称为临界转速

②一般只考虑摩托阶数k≤18的情况，因为k值太大时，对应的谐量幅值很小

③一般只考虑前两阶或前三阶固有频率

第五章

5-6. （P122）

xxxxxy?C0?C22?Cp()p?Cq()q?Cr()r?Cs()s

?????

p、q、r、s为设计变量。

5-8. （P115）气门最大升程Hmax与气门直径d的关系应为Hmax/d=0.25。考虑到惯性载荷和活塞上止点时可能与气门发生干涉的问题，一般进气门的H/dvi =0.26~0.28。为保证有足够的流通面积和减少活塞推出功，一般排气门H/dve =0.3~0.35。

5-9. ?Fm(Hmax?H0)? ，式中，ht为挺柱或气门的位移；?为凸轮工作半包角；Hmax为

挺柱或气门的最大位移或者升程；H0是缓冲段的高度；?c为挺柱位移对应的凸轮转

角。

凸轮型线丰满系数是一个相对量，表示的是位移曲线下的面积与最大升程和工作半包

角组成的矩形面积之比。在设计凸轮型线时，经常用来评判型线设计的好坏。 ???0(ht?H0)d?c

5-10. 一般发动机的气门锥角??45。而对于增压柴油机，气门锥角??30，这是因为增压发动机缸内压力高，气门盘受力变形大与气门座的相对滑移量大，而且不同于非增压发动机，完全排除了从气门导管获得机油的可能，因此，气门与气门座磨损的问题更加突出。增压发动机采用较小的气门锥角，就是为了减少与气门座的相对滑移量，减轻磨损。 5-11.

040801040280320360400440480520560600640680720 180??e1??e2

2排气凸轮工作段包角为

180??e1??e2?排半包?4排气凸轮工作段包角为

180??i1??i2?进?2进气凸轮工作段包角为

?排?

进气凸轮工作段包角为

同缸异名凸轮相对夹角为 ?进半包?180??i1??i24

2, 其中A为相应气缸点火间隔角异缸同名凸轮相对夹角为

180???e1??e2180???i1??i2?1 ??T??[360??e1??i2?()?()] 2222 1 ?90??(?e1??e2??i2??i1) 4

当活塞位于压缩上止点时，排气凸轮相对于挺柱轴线的夹角为?T ?TG?

?T?

5-13.配气相位指的是什么? 见P134

第六章

1. 结构措施：1）加大曲轴轴颈的重叠度A(A增大，曲轴抗弯和抗扭刚度增加)

2）加大轴颈附近的过渡圆角（可减小应力集中效应，提高抗弯疲劳强度）

采用空心曲轴（可提高曲轴抗弯强度，同时课减轻曲轴重量和曲轴离心力） 3）

4）沉割圆角（可在增加圆角半径的同时保证轴颈的有效承载长度）

5）开卸载槽（在相同载荷条件下，可使曲柄销圆角的最大压力值有所降低）工艺措施：1）圆角滚压强化（表面产生剩余压应力，抵消部分工作拉伸应力，提高曲轴

的疲劳强度，还可降低圆角的表面粗糙度值，消除表面缺陷）

2）圆角淬火强化（用热处理的方法是金属发生组织相变，发生体积膨胀而产

生残余压应力，提高疲劳强度，还能提高硬度和表面的耐磨性）

3）喷丸强化处理（属于冷作硬化变形，在金属表面留下压应力，是表面硬度

提高，从而提高疲劳强度）

4）氮化处理（利用辉光离子氮化或气体软氮化方法，使氮气渗入曲轴表面，

由于氮的扩散作用，使金属体积增大，产生挤压应力，提高疲劳强度）

6-2. D2不变，D1增大

优点: 1. 可提高曲轴刚度，增加曲柄刚度而不增加离心力

2. 可增加扭转刚度，固有频率We增加，转动惯量I增加不多

缺点：主轴承圆周速度增加，摩擦损失增加，油温升高。

6-3. 因为发动机工作时，连杆轴颈承受着由连杆传来的周期性变化的气体压力、活塞连杆

组件往复运动的惯性力及连杆大端回转运动离心力的作用；而主轴颈只是

由于受到连杆、连杆轴颈及曲柄臂离心的影响，所以连杆轴颈负荷大于主

轴颈负荷。实际的主轴颈D1大于连杆轴颈D2，D1/D2≈1.05～1.25。

6-5. 工作条件：1）受周期变化的`力、力矩共同作用，曲轴既受弯曲又受扭转，承受交变

疲劳载荷，重点是弯曲载荷；

2）由于曲轴形状复杂，应力集中严重，特别是在曲柄与轴颈过度的圆角部

分；

3）曲轴轴颈比压打，摩擦磨损严重。

设计要求：1）有足够的耐疲劳强度

2）有足够的承压面积，轴颈表面要耐磨；

3）尽量减少应力集中；

4）刚度要好，变形小，否则使其他零件的工作条件恶化。

一般在制造工艺稳定的条件下，钢制曲轴的安全系数n≥1.5，对于高强度球墨铸铁曲轴，由于材料质量不均匀，而且疲劳强度的分散度比较大，应取n≥1.8。

6-6．（略见P166） 180??e1??e2?1?(180???e1)222

6-9. 刚度和强度随着使用时间而降低，造成疲劳损坏，所以还是会发生少数曲轴破坏情况。 6-10.当发动机的输出转矩M大于阻力矩MR时，吸收多余的功，使转速增加较少；

当发动机的输出转矩M小于阻力矩MR时，释放储存的能量，使转速减少较少。总之，飞轮的作用就是调节曲轴转速变化，稳定转速。

6-11. If = Ψ ≈ 10.8 x 106 （看P171公式）

随着气缸数的增加，ξ和δ都呈减小的趋势，而ξ减小的速度要快于δ，根据公式，可得：随着气缸数的增加，飞轮的转动惯量逐渐减小

第七章

7-2. 标定转速工况（最大转速）

7-3. 最大转矩工况和全负荷情况下的标定转速工况，而且要兼顾连杆侧弯的情况是否发

生。

7-5.平切口连杆一般是利用螺栓中部加工的凸出圆柱体来定位；斜切口连杆考虑到除定位

作用外还要承受较大剪切力，往往在分界面上做成止口定位或锯齿定位，也有采用套筒定位的；还有采用连杆大头裂解工艺，即整体加工出连杆大头，然后利用胀裂的方式裂解开连杆大头。

7-6. 有些内燃机为了既能增大曲柄销的直径，又能使连杆通过气缸把剖分面作成斜切口，

斜切口有利于减小连杆螺钉承受的拉伸载荷。

斜切口的连杆大头，其所连接的曲柄销的直径D2可以增大到0.67～0.68D。斜切口相对

于连杆轴线的斜角越小，大头上半部的横向宽度愈小，在连杆体能通过气缸的条件下，容许加大曲轴销直径的可能性愈大。但斜角愈小，螺钉或螺柱穿进杆身的深度也愈大，使杆身削弱过多。因此斜角一般在30?～60?之间。

7-7. 胀断式连杆是列解开连杆大头，这样产生的剖分面是凸凹不平的断裂茬口。可同时起

到两个方向的定位作用；抗剪能力强；两个连杆螺栓的距离短，使得连杆大头宽度最小。而且节省了加工工艺过程，使得制造成本降低30%左右。

7-8. 如下，F g和Fgmax为气压力和最大气压力，FL为连杆力，Fjmax为最大往复惯性力

??0 时 F g?0， Fj?Pjmax, FL?-Fj

??360 时 F g?Fgmax， Fj?Fjmax, FL?Fgmax-Fjmax

F0? (2~~2.5) F j ? F 2 7-9. 1）降低螺杆刚度C1，主要是通过光杆直径d0，一般d0=（0.8～0.85）d1.

2）提高被连接件的刚度C2；

3）增加过渡圆角半径，降低应力集中；

4）采用细牙滚压螺纹；

5）严格控制螺栓和被连接件的形位公差，减少附加弯矩。

7-10. 1）使用自锁螺母；

2）槽型螺母加开口销；

3）圆螺母止动垫圈，单耳止动圈；

4）锁片。

7-11. 连杆小头和杆身的应力，连杆大头盖都是与杆身成为一体了，接合面处的不应该出现

拉伸应力。

第八章

8-1.

1）高温―导致热负荷大 :活塞在气缸内工作时，活塞顶面承受瞬变高温燃气的作用，

燃气的最高温度可达～2500℃，因而活塞顶的温度也很高。温度分布不均匀，有很大的热应力；

2）高压―冲击性的高机械负荷：高压包括两方面①活塞组在工作中受周期性变化的气

压力直接作用，气压力Pz(MPa )一般在膨胀冲程开始的上止点后10°～20°达到最大。②活塞组在气缸里作高速往复运动，产生很大的往复惯性力Fjmax

3）高速滑动：内燃机在工作中所产生的侧向力是较大的，特别是在短连杆内燃机中； ??

4）交变的侧压力：活塞上下行程时活塞要改变压力面，侧向力方向不断变化，造成了

活塞在工作时承受交变的侧向载荷。

设计要求:

1）选用热强度好，散热性好，膨胀系数小，耐磨、有良好减磨性和工艺性的材料

2）形状和壁厚合理，吸热少，散热好，强度和刚度符合要求，尽量避免应力集中，与

缸套有最佳的配合间隙

3）密封性好，摩擦损失小

4）重量轻。

2. σmax + σ′max = 3.4Et2 / (D - t)2 = 常量

一般选择σ′max = （1.2 ～ 1.5）σmax ，因为套装时间很短。

3. 当转速n提高时，应提高p0。因为活塞速度高，由于截流作用，活塞环背压下降。当活塞直径增加时，活塞环的工作应力增加，应当适当减少初弹力p0，方能减少活塞环的工作应力。

?D??max?2D??1?? 8-4. （见书P209）工作应力 6 ，p0=0.141E?t

tS0

2所以最大工作应力?max=0.425E(D?t)，活塞环套装时必须使其内径大于活塞头部直

径，此时端距应该为8t左右。即套装时端距的变形量为8t-S0.则最大套装应力：

Et ( 8 t ? S 0 ) Et ? 8 t EtS 0 ??0.425?max?0.425?0. 22(D?t)(D?t)(D?t)2

Et2

?3.4??max 2(D?t) Et2 ??3.4?max??max?常量 (D?t)2

式中， ?max为最大工作应力；E为活塞环材料的弹性模量。

8-5. 要求（1）热强度好，散热性好；（2）重量轻，惯性小；（3）膨胀系数小；（4）密度小

（5）热导率大（6）有良好减摩性和工艺性

8-7. 1）尽量减小顶部受热面积；强化顶面，采用不同的材料或将表面进行处理。

2）保证热流畅通。

3）采用适当的火力岸高度。

4）顶部内侧喷油冷却。

5）顶部设油腔冷却。

8-8. 工作条件：活塞销座承受周期变化的气体作用力和活塞销座以上部分的往复惯性力的作用，这些力都是带有冲击性的；从运动情况看，活塞销在活塞销座中由于连杆小头的制约，其转动角度很小，在这样小的转动角度下，很难在销与销孔之间形成一层良好的油膜，所以润滑条件较差。

采取措施：1）在活塞销座与顶部连接处设置加强肋，增加活塞销座的刚度。

2）将销孔内缘加工成圆角或者倒棱，或将活塞销座内侧上部加工出一个弹性凹槽，可以减轻活塞销座的棱缘负荷； MmaxDD?3p0(?1)ttS03

3) 将销孔中心相对活塞销座外圆向下偏心3 C 4 mm，将活塞销座的厚度上

面比下面大些，以加强活塞销座承压强度；

4）将活塞销座间距缩小，以减小活塞销的弯曲；

5）铸铝活塞的销孔中压入锻铝合金的衬套，可提高抗裂纹能力。

第九章

9-1. （P227）轴承的过盈量主要通过3种表示方法：

1) 自由弹势?s

轴瓦在自由状态下的开口直径为d1+?s，一般为?s=（0.25~2.5）mm。

2) 半圆周过盈量h (mm)

?d0?min2?

2 式中，d0为轴瓦内孔直径（mm），d0=d1-t;?为应力系数（N/mm）; ?min为最小hmin?

预加压缩应力（N/mm）。

3) 余面高度 u (mm)

在试验压力F0(N)作用下，试验压缩量v(mm)为

v?6?10d0*tB ?6?d0F?min6?10?6d0*0tB 则umin= hmin ? v= 2? ?

式中，t为当量壁厚(mm)，t=（t?t0）+?t0,t0为减摩层厚度，?为减摩层折算系

数；B为宽度(mm)。

9-2. （P230）主要有三方面要求：

1) 抗咬粘性。油膜遭破坏时，轴承材料不擦伤和咬死轴颈，即亲油性好。

2) 顺应性。轴承副有几何形状偏差和变形时具有克服边缘负荷从而使负荷均匀的能

力。

3) 嵌藏性。具有以微量塑性变形吸收混在机油中的外来异物颗粒(金属磨屑，灰尘等)

的能力。

9-3. 计算轴心轨迹的意义：

1) 可作为判断轴承实现液体润滑情况的重要依据。由轨迹曲线可以找出一个工作循环**

中最小油膜厚度值（hmin）及其延续时间（下图A区）。hmin应小于由发动机结构刚度、工艺水平等确定的许用值，这一区域的时间不宜过长。

2) 帮助分析轴承损坏原因，改进设计。下图中C区表示轴心因高速向心运动使油楔

中出现局部真空，形成气泡；待到轴心高速离心运动时气泡破裂，突然放出很高的爆破压力击坏合金表面，形成穴蚀。D区出现多次高速离心运动，油膜压力峰值剧增，可达轴承平均比压的10倍以上，造成合金疲劳剥落。

3) 合理布置油孔、油槽的位置，使供油舒畅。

4) 实现轴承润滑的最佳设计。可以改变直接影响轴承工作能力的因素，如轴承的间隙、

机油粘度、轴承宽径比等，保证轴承处于液体润滑下工作。

9-4. （P226）试验证明，在其他条件不变的情况下，油膜压力与轴承宽度的三次方成正比，

这里可以简单的用B来代表轴承的承载能力。所以当轴承面积相同时，开油槽轴承的承载能力为2(B/2)?B/4,仅为无油槽轴承的1/4。所以，主轴承要在上轴瓦开槽，连杆轴承应在下轴瓦开槽，以避免轴承的承载能力下降。

333

第十章

10-1.

机体的总设计原则是：在尽可能轻巧的前提下，尽量提高刚度(降低变形、振动噪声)。

提高刚度的途径主要有以下几个方面；

1) 将汽缸体与上曲轴箱铸造成一个整体，形成一个刚度很好的空间梁板组成结构，除非是比较大型的内燃机才采用汽缸体与曲轴箱分开的结构。

2) 汽缸之间加隔板，以提高机体横向刚度。

3) 降低上下曲轴箱的剖分面。

4) 采用全支撑曲轴。

5) 剖分面处采用梯形框架。

6) 采用下主轴承盖与下曲轴箱一体的整体式，缸盖螺栓最好与主轴承盖布置在同一平面内。

7) 机体表面布置加强肋。

10-2.

缸盖设计主要考虑的是；

1) 有足够的刚度和强度，工作变形小，保证密封。

2) 合理布置燃烧室、气门、气道，保证发动机的工作性能。

3) 工艺性良好，温度场尽量均匀，减少热应力，避免热裂现象。

10-3.

汽缸盖的内部形状和结构十分复杂，设计时主要优先考虑内部气道、燃烧室（另有预燃室、涡流室）、喷油器或火花塞、气门等功能部件的布置，然后在保证壁厚均匀、受力均匀、刚度足够的条件下考虑内部冷却水套的布置。

水套的厚度应尽量各处均匀，不宜太厚，否则流速过低，造成与气缸的热交换能力下降，一般情况下，水套各界面的水流速尽量不要低于0.5m/s。一般车用发动机的水套厚度应在4~10mm之间。具体厚度要根据水套流场的仿真分析结果确定。机体水套的长度，应能够保证当活塞在下止点时活塞环能得到很好的冷却。现代发动机的水套长度比上面提出的要求还要长一些，以便使溅到气缸壁面的机油得到冷却，但是此时需要验证是否与连杆和曲轴平衡块相碰。

第十一章

2．（P256）冷却水泵的泵水量通过下面三个式子来确定：

?WAgePeHu??w3600 qVP= ?V, qVW= ?tw?wcw，

3 式中，qV（m/s）是冷却水循环量，?tw为冷却水在内燃机种循环时的容许温升(?)，WqVW

?tw=0~12?c；?w为水的密度(kg/m3)；cw为水的比定压热容[kJ/(kg.?c)]，cw=4.187[kJ/(kg.?c)，?V为水泵的容积效率，主要考虑泄露情况，一般取0.6~0.85，?w为冷却系统散走的热量，A为比例系数，指传给冷却系统的热量占燃料热能的百分比；Hu为燃料低热值（KJ/kg）; ge为燃油消耗率[g/(kW?h)]; Pe为有效功率(Kw).

汽油机?0.23~0.3 A???0.18~0.25 柴油机?6．（P254）润滑油流量qVC一般由被机油带走的热流量c（kJ/h）计算：

?为机油密度，一般取?=0.85kg/L；c为机油比热容，一般

c=1.7~2.1kJ/(kg.?c);?t为机油出口的温差，一般取8~15?c。式中，qVC=?C?t，

3600Pe

而?c=（15%~20%）?f，?f为每小时加入内燃机的热量（KJ/h）。?f=?e，Pe为

?有效功率，有效效率柴油机为0.4，汽油机为0.33，所以?c?（160~280）Pe，根据c

范围和润滑油参数范围，可得 qVC的经验计算公式如下：不用机油冷却活塞时：qVC=（0.12~0.28）Pe 用机油冷却活塞时：qVC=（0.42~0.57）Pe。

7．一般希望润滑油的循环次数ny?3次/min.

篇17：内燃机设计

内燃机设计

曲轴圆角处断裂主要原因：由于在过渡圆角处应力集中现象严重，而且在曲柄中有油道通过，削弱了曲柄圆角处的强度，因此造成了曲轴在此处断裂。

解决曲轴疲劳强度的主要方法有：A 结构措施：增大重叠度；增大连杆轴经与曲柄过渡处的圆角半径；挖空主轴经或将连杆轴经内腔制成枣核形的空心；使用卸载槽。B 工艺措施：圆角滚压；圆角与轴经同时淬火；喷丸处理；氮化处理。C 材料措施和毛坯成型：使用强度更高的材料，制造毛坯时采用模锻。

活塞裙部在工作时销轴方向的变形大，请问原因是什么？一般采用什么措施来进行限制？答：活塞裙部在工作时沿着销座方向产生三种变形情况：（1）活塞受侧向力作用，由于侧向力作用在垂直于销座方向的裙部上，在侧向力作用下，活塞裙部在销座方向上的尺寸变大：

（2）由于作用在活塞顶上的燃气压力和惯性力的联合作用，使得活塞顶在销座的跨度内发生弯曲，使得整个活塞在活塞销座方向上尺寸变大；（3）由于温度升高引起热膨胀，其中活塞销座部分因壁厚比其它部分要厚，所以发生热膨胀的变形严重。以上三种情况共同作用的结果都是使活塞在工作时沿销座方向胀大使裙部变为椭圆形。

解决办法：主要有选择膨胀系数小的材料，进行反椭圆设计，采用绝热槽，销座采用恒范钢片，裙部加钢筒等。

销座裂纹的解决措施：将销座内缘加工成圆角、倒角或销座设计成弹性结构，减小销座边缘处的棱缘负荷；增加活塞销的刚度；增大销座承压表面的长度及采用阶梯形销座；滚压销座孔；材料的选择；适当加大活塞销与销座的配合间隙，在冷态时就有间隙。

气环的作用：密封汽缸中的气体，防止工作气体从活塞和气缸之间的间隙中大量漏掉，同时通过气环散走活塞顶所吸收的热量。

活塞环设计要求：有适当的弹力，以利初始密封；有较高的机械强度，热稳定性好；易磨合且有足够的耐磨性和抗焦结能力；加工工艺简单，成本低

实现措施：良好的材料和表面处理，正确选择环的截面形状、尺寸、运动间隙以及适当的工作和安装应力；采用合理的加工方法和加工要求等。

提高螺栓疲劳强度措施：1.降低螺栓刚度，提高被连接件刚度；2.降低应力集中（采用圆角）；

3.在螺栓头几个牙车出10~15度的倒角；4.防止螺栓承受附加弯矩；5.采用锻造毛坯，螺纹滚压。

提高机体刚度的措施：1.增设加强筋；2.使轴承盖螺栓与缸盖的螺栓在同一垂线上；3.增加曲轴箱的宽度B=（1.5~2）D；4.提高主轴承的刚度。

拉缸：粘着摩擦，指活塞在气缸中高速滑动时，由于油膜破坏，产生干摩擦，引起局部高温，使活塞与气缸接触的`地方活塞金属熔化，与缸套粘在一起，当活塞继续滑动时，造成在活塞上或汽缸上产生一道一道的痕迹。

防止拉缸措施：1.保证气缸套与活塞组有正确的几何形状和一定的刚度，合理布置气缸盖螺栓使气缸套受力均匀；2.使气缸套工作表面上有足够的润滑油量；3.在材料、工艺上采取措施，提供气缸套壁面储存机油的能力，提高耐粘着的能力。

干缸套：优点：整个机体用普通材料，只是干缸套用耐磨性好的材料，可节省耐磨稀有金属，机体刚度比湿缸套机体刚度大；缺点：加工复杂，拆装修理不方便，若装配不好，缸筒散热效果差。

湿缸套：优点：制造修理很方便；缺点：机体刚度较差。

穴蚀：发动机运转一段时间后气缸套外表面产生许多穴孔。生成机理：内因：制造有瑕疵；外因：振动，电化学，化学，应力的影响。减少措施：1.减少活塞与气缸之间的配合间隙以及减小气缸套与机体座的配合间隙；2.气缸套壁有一定的厚度；3.内燃机燃烧过程要柔和；

4.对气缸套外表进行表面处理；5.冷却水温不宜太低（90度以上）；6.水质要保持中性（pH7~8）

凸轮设计步骤：1.确定基圆半径 r0=0.5dB+(1~3) dB-凸轮轴直径 dB=(0.25~0.3)D 实际凸圆半径r0`=r0-(0.15~0.2)；2.凸轮宽度b=(0.75~1)r0;3.确定凸轮作用角φ=（180+θ早进+θ早排）*0.5;4.挺柱的升程；5.腹弧半径r1，顶弧半径r2。

气门弹簧的作用是：气门关闭时，依靠弹簧的预紧力使密封锥面密封的较好；进气过程中，保证排气门不被吸开；在负加速度段，要使弹簧的弹力大于配气机构的惯性力，使挺柱和凸轮不脱离；在配气机构回位时，使配气机构中的各零件保持正常的接触。气门弹簧的安装长度为：自由长度减去预压长度；气门弹簧的工作压缩长度为:气门的升程；气门弹簧的最大压缩长度为：预压缩长度加工作最大压缩长度。

配气凸轮除工作段外，都要有缓冲段，主要原因是：由于有气门间隙的存在，使得气门实际开启时刻迟于挺住动作时刻；由于弹簧预紧力的存在，使得配气机构在一开始要产生压缩弹性变形，等到弹性变形力克服了气门弹簧预紧力之后，气门才能开始运动；由于缸内气压力的存在，尤其是排气门，气缸压力的作用与气门弹簧预紧力的作用相同，都是阻止气门开启，使得气门迟开。由于以上原因的综合作用，使得气门的实际开启时刻迟于理论开启时刻，如果没有缓冲段，气门的初速度短时间内有零变得很大，有很强的冲击，同样，当气门落座时末速度很大，会对气门座产生冲击，气门结构的噪音和磨损加剧。为了补偿气门间隙以及预紧力和气缸压力造成的弹性变形，要在实际工作段前后增设缓冲段，保证气门开启和落座时处于很小的速度。

凸轮评价：设计凸轮时，希望时面值大，凸轮的丰满系数大，即增大R1，R1增大则a增大，导致凸轮作用力大；当凸轮的作用角一定时，具有相同曲率半径的圆弧凸轮要比函数的丰满系数大，即圆弧凸轮的丰满系数最大；当凸轮的作用角一定是，减小基圆半径，加速度值增大，使凸轮升程增大，丰满系数增大，即要增大丰满系数则a增大；凸轮升程的加速度段长度越窄，配气结构上的加速度载荷越大。负加速度段长度变大，需要弹簧载荷减小；对于配气结构工作平稳性，通常用k值来表征。k值反映出挺柱正加速度所占角度与配气系统振动之间的关系。

气门组工作条件：（1）机械负荷大，热负荷高；（2）摩擦，磨损严重；（3）冲击；（4）损坏。气门组设计要求：（1）足够热强度系数；（2）抗冲击，耐磨，耐腐蚀；（3）吸热少，散热快，重量轻，流动阻力小。

材料：进气门（中碳合金钢）排气门（耐热合金钢）

气门组结构设计：（1）头部：平顶；（2）直径：进气门 d1=(0.3~0.5)D 排气门 d2=(0.83~0.87)d1; 升程 htmax=0.25d1;(4)导管间隙 (5~10%)d;(5)气门锥角，进气30~45度排气45~60度；其他尺寸磨合面宽度b=(0.05~0.12)d 杆的直径d0=(0.16~0.25)d 头部厚度t=(0.1~0.12)d 过渡圆弧 R=(0.3~0.5)d 气门杆长l=(2.5~3.5)d ;(7)校核

提高气门组件耐磨性的措施：1、降低热负荷：a.增加气门杆直径；b.增加导管长度；c.增加气门座圈间的冷却；d.多气门；2、提高耐磨耐腐蚀性：a.气门座锥角大于气门锥角；b.加厚气门；3、工艺措施：堆焊，滚压，喷丸，淬硬。

起动措施和装置：1.在燃烧室中安装热电阻丝；2.用易燃燃料帮助起动；3.减少起动阻力；

4.采用空气预热装置。

起动方法：1.手起动：简单可靠，力矩小；2.电起动：低温条件下蓄电池能力下降很多；3.空气起动：起动扭矩大，设备较多，冷态起动困难，热状态起动时引起受热零件热裂；4.用小型汽油机起动内燃机：可以利用小汽油机的排气管道通过柴油机进气管，预热柴油机进气，水路与主机柴油机水套相通，利用小汽油机的热循环水预热柴油机，起动装置较大，成本高。

平衡重的作用：由于四冲程四缸机的离心力、离心力矩、一阶往复惯性力和力矩均平衡，在四缸机上加平衡重可以减轻主轴承的负荷。

篇18：内燃机教案

教学要求

1.常识性了解四冲程内燃机的构造和工作原理。

2.了解热机中能的转化。

3.了解汽油机和柴油机的主要区别。

教具

1.汽油机和柴油机的模型。

2.内燃机做功冲程演示器。

教学过程

(一)复习提问

1.改变物体内能的两种方法是什么?

2.内能有哪两方面的主要应用?举例说明。

3.什么叫热机?举出几种常见的热机说明热机中能的转化。

(二)进行新课

引入提问:内燃机是指燃料直接在气缸内燃烧的热机内燃机有哪两种?

本节将要学习汽油机和柴油机这两种内燃机的构造、工作原理以及它们之间的不同点。

(板书)内燃机;

1.汽油机

(1)简介什么叫汽油机指出汽油在汽油机气缸内燃烧、生成高温高压燃气,燃气推动活塞而做功。燃气的内能转化为活塞运动的机械能。

(2)汽油机的构造:

教师结合汽油机模型演示讲解汽油机的构造。并指出和演示什么叫做一个冲程

(板书)1.汽油机的构造:气缸、活塞连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞。

活塞在汽缸里往复运动、活塞从气缸的一端运动到另一端叫做一个冲程

讲解火花塞时,要演示火花塞产生电火花的现象,讲明它的主要功能是点燃汽油的作用。讲解并演示曲轴转动,说明活塞在汽缸中往复运动,通过曲轴变成转动。讲解进气门和排气门的开合,要说明它是由齿轮巧妙组合控制,以解开学生的疑点。

(3)汽油机的工作原理

教师演示汽油机模型。提问活塞在气缸中往复运动,有无规律?指出多数汽油机是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程不断循环、周而复始连续工作的。

①吸气冲程:

教师演示汽油机吸气冲程要求学生注意观察:活塞运动方向,进气门和排气门的开合情况。吸气冲程的作用是什么?看课本34页图3-8甲。

学生回答,教师小结:吸气冲程、活塞由上端向下端运动,此时进气门打开,排气门关闭。活塞向下运动使气缸里的气体体积变大,压强减小(低于大气压)于是汽油和空气组成的.混合物从进气门被吸入气缸里。

②压缩冲程:

教师演示汽油机模型压缩冲程要求学生观察进气门、排气门和活塞在气缸中的运动情况。压缩冲程能的转化。

学生回答,教师小结:压缩冲程进气门和排气门都关闭,活塞向上运动压缩汽油和空气燃料的混合物做功,活塞的机械能转化为燃料混合物的内能,压强变大,温度升高。

③做功冲程:

教师演示汽油机模型做功冲程,要求学生观察活塞运动方向,进气门排气门的开闭情况以及火花塞产生的电火花(汽油机模型是用小灯泡的发光表示火花塞产生电火花),并说明做功冲程能的转化。

学生回答,教师小结:压缩冲程末尾,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压燃气。高温高压燃气对活塞做功,推动活塞向下运动,并通过连杆带动轴转动。此时进气门和排气门均关闭。在做功冲程中,燃气的内能转化为活塞运动的机械能。

教师用汽油机做功冲程演示器,演示做功冲程,以加深对这个冲程的了解。

汽油机做功冲程演示器可自制,(装置如图)简介如下:取直径约9厘米的马口铁罐头盒做气缸。在罐头盒底中央凿孔恰能按装上汽车汽油机用火花塞将其罐口向上固定于铁架台上。用导线将产生高电压的感应圈和火花塞连接好。以开关控制电路之通断。以罐盒盖做活塞。并将装有汽油的喷雾器准备好。

演示时,用喷雾器向罐盒内喷入少量雾状汽油,将罐盖盖于罐口,接通电源使感应圈工作,由于火花塞产生电火花点燃罐内汽油和空气的混合燃料,产生高温高压燃气,将罐盖向上冲起。

提问:说说做功冲程能的转化。

答:汽油在气缸中猛烈燃烧,汽油的化学能转化为内能、释放热量。高温高压燃气膨胀对活塞做功,燃气的部分内能转化为机械能。

④排气冲程:

教师演示汽油机模型的排气冲程,观察活塞运动方向和进气门和排气门的开闭情况。并说明此冲程的作用。

图(18T321)

学生回答:教师小结:排气冲程、活塞向上运动、进气门关闭、排气门打开、废气被排到气缸外。

教师总结并(板书)2.汽油机是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。

说明:在开始运转时,要靠外力先使曲轴转动起来。由曲轴通过连杆带动活塞运动,待汽油机发动起来,它才能自己工作。

(4)应用:简介汽油机轻巧的特点,及常用在汽车、飞机和小型动力机械上面。

2.柴油机

(1)柴油机的构造和工作过程:

教师要求学生阅读课本35页柴油机一段课文。思考:柴油机与汽油机比较,在构造上、工作过程有哪些异同点?

在学生自学的基础上,组织学生就上述问题进行讨论,教师结合柴油机的模型,进行演示和讲解。

①汽油机和柴油机在构造上的异同:柴油机的构造和汽油机相似,主要的不同是柴油机气缸顶部没有火花塞,而有一个喷油嘴。由此喷油嘴可向气缸内喷入雾状柴油。

(板书)3.柴油机:①柴油机气缸顶部没有火花塞,而有一个喷油嘴。其它构造与汽油机相似。

②柴油机与汽油机工作过程的异同,柴油机的工作过程与汽油机一样也分为吸气、压缩、做功、排气冲程不同的是:柴油机在吸气冲程吸入气缸的是新鲜空气、而汽油机吸入的则是汽油和空气的混合燃料。在压缩冲程末汽油机是靠火花塞产生电火花,使燃料燃烧。而柴油机是在压缩冲程末、从喷油嘴喷出雾状柴油遇到热空气立即燃烧(汽油机的点火方式叫点燃式,柴油机的点火方式叫压燃式)。由于柴油机中燃气的温度和压强比汽油机中燃气的温度和压强高,所以做功冲程里柴油机燃气做的功也比较多。

(2)提问:说出柴油机的应用和优缺点。

教师小结:(板书)②柴油机的工作过程是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程的不断循环来连续工作的。

③柴油机吸气冲程吸入气缸里的只有空气。

④柴油机的点火方式叫压燃式。汽油机的点火方式叫点燃式。

⑤柴油机燃气做的功较汽油机燃气做的功多。

(三)总结本节知识要点:

1.汽油机和柴油机的工作过程包括哪四个冲程?

2.分析四冲程汽油机压缩冲程和做功冲程中能的转化。

3.比较汽油机和柴油机在构造上、工作过程中的异同点。

(四)布置作业

课本42页,“学到了什么”

【评析】