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《内燃机》知识清单一、内燃机的定义与工作原理内燃机是一种通过燃料在气缸内燃烧产生热能，并将热能转化为机械能的动力机械。
其工作原理基于热力学的基本定律。
首先，燃料和空气的混合物被吸入气缸，然后在压缩冲程中被压缩，使得混合物的温度和压力升高。
接下来，火花塞点火（对于汽油机）或者在高温高压下自行燃烧（对于柴油机），产生高温高压的气体。
这些气体膨胀推动活塞做功，通过连杆和曲轴将直线运动转化为旋转运动，最终输出机械能。
二、内燃机的分类1、按燃料类型分汽油机：以汽油为燃料，通常应用于小型汽车、摩托车等。
柴油机：以柴油为燃料，多用于卡车、大型客车、工程机械等。
2、按气缸排列方式分直列式：气缸呈直线排列，结构简单，制造成本低。
V 型：气缸呈 V 形排列，缩短了发动机的长度，常用于中高级轿车。
W 型：可以看作两个 V 型发动机的组合，结构更加紧凑，但制造工艺复杂。
3、按冷却方式分水冷式：通过冷却液在气缸周围的水道中循环来散热。
风冷式：利用空气直接冷却气缸。
三、内燃机的主要部件1、气缸体与气缸盖气缸体是内燃机的基本框架，容纳活塞和气缸。
气缸盖则封闭气缸顶部，上面安装有气门、火花塞或喷油嘴等部件。
2、活塞与连杆活塞在气缸内做往复运动，通过连杆与曲轴相连。
3、曲轴将活塞的往复运动转化为旋转运动，输出动力。
4、气门机构控制进气和排气，包括气门、气门弹簧、凸轮轴等。
5、燃油系统汽油机：包括油箱、油泵、喷油嘴等，将汽油雾化喷入气缸。
柴油机：由油箱、高压油泵、喷油器等组成，以高压喷射柴油。
6、点火系统（汽油机）产生高压电火花，点燃汽油与空气的混合物。
7、润滑系统减少零件之间的摩擦和磨损，保证发动机正常运转。
8、冷却系统防止发动机过热，保持在适宜的工作温度。
四、内燃机的性能指标1、功率表示发动机做功的快慢，单位为千瓦（kW）或马力（hp）。
2、扭矩反映发动机输出的转矩大小，单位为牛·米（N·m）。
3、燃油消耗率衡量发动机的经济性，通常以每千瓦小时消耗的燃料量来表示。
九年级物理内燃机知识点
九年级物理学习中，内燃机是一个重要的知识点。
以下是九年级物理内燃机的一些主
要知识点：
1. 内燃机的概念：内燃机是一种将燃料燃烧产生的热能直接转化为机械能的热机，燃
料在密闭燃烧室中燃烧产生高温高压气体，通过活塞的往复运动转化为机械能。
2. 内燃机的分类：内燃机可分为汽油机和柴油机两种类型。
汽油机使用汽油作为燃料，而柴油机使用柴油作为燃料。
3. 内燃机的工作循环：内燃机工作循环包括吸气、压缩、燃烧推进和排气四个过程。
吸气阶段，活塞从缸底部往上移动，将外部空气吸入燃烧室；压缩阶段，活塞向下运
动将空气压缩；燃烧推进阶段，燃料喷入燃烧室并点燃，燃烧产生的高温高压气体推
动活塞向下运动；排气阶段，活塞再次上升，将废气排出。
4. 内燃机的构造部分：内燃机主要包括缸体、活塞、曲轴、连杆、气门和点火系统等
部件。
5. 内燃机的性能参数：内燃机的性能参数包括功率、转速、扭矩和热效率等。
功率表
示单位时间内所做的功，转速表示活塞往复运动的频率，扭矩表示内燃机输出的转矩
大小，热效率表示燃料转化为有用功的比例。
6. 内燃机的应用：内燃机广泛应用于汽车、摩托车、机械设备等领域，是现代工业和
交通运输的重要动力来源。
以上是九年级物理学习中关于内燃机的一些基本知识点，学习这些知识可以帮助理解
内燃机的工作原理和应用。
第二章往复式活塞内燃机的定义与分类2.1定义活塞机器是将能量从流体（气体或液体）转移到运动的（displacer）活塞或者从活塞转移到流体的机器。
它们因而算是流体能量类机器，如从动机器，吸收机械能转换为被转移流体的能量。
在主动机器中，正相反，机械能在活塞或者曲柄机构上以有用功的形式释放。
工作体积随活塞运动周期性变化，是活塞式发动机的工作特性。
往复活塞式发动机与旋转活塞式发动机的一个区别就是活塞运动的本质不同。
在往复活塞式发动机，活塞呈圆柱形，往返于气缸内的两个极限位置——“止点（dead center）”。
术语“活塞（piston）”也常以非圆柱形式存在。
在旋转活塞式发动机中，旋转的活塞负责改变工作容积。
燃烧式发动机是燃烧空气和燃油的可燃混合物，将其中的化学能转化为机械能的机器。
最广为人知的燃烧式发动机是内燃机和汽轮机。
图表2-1是对此的概述内燃机是活塞式发动机。
往复活塞发动机与旋转活塞发动机区别在于密封结构，工作容积的改变形式和活塞运动的形式。
旋转活塞发动机又可以细分为旋转发动机（rotary engine，一个内转子，一个外转子绕固定轴纯粹的旋转）和行星旋转发动机（planetary rotary engine，一个内转子，圆周运动的轴）。
图表2-2显示了不同的工作原理。
只有汪克尔发动机（Wankel engine）—一种行星活塞发动机，实现了突破。
图2-1依据工作过程区分内燃机与外燃机也是必要的。
对于内燃机，工质同时也是燃烧所需的氧气的来源。
燃料燃烧产生废气，必须在每个工作循环前换气。
燃烧因而是周期性的，汽油机、柴油机和混合发动机（hybrid engine）的区别就在于燃烧过程。
对于外燃机（如斯特林发动机Stirling engine），工作室外连续燃烧产生的热量转到工作室内的工质。
这许可闭式循环工作过程（closed-circuit working process），可以使用任何燃料。
内燃机可以分为哪几类|内燃机的分类内燃机可以分为哪几类|内燃机的分类将燃料燃烧的热能转换为机械能的发动机称为热力发动机，其中热力发动机又分为外燃机和内燃机。
内燃机的特点是燃料在机器内部燃烧，产生的热能直接转变为机械能，内燃机具有热效率高，体积小，质量轻，便于移动、启动性能好等优点，广泛应用于各类车辆上。
广州瀚达汽修我认为：内燃机分类方法很多，按照不同的分类方法可以把内燃机分成不同的类型。
1)内燃机按所用燃料分类按照所使用燃料的不同，可分为汽油机、柴油机和气体燃料发动机。
使用汽油为燃料的内燃机，称为汽油机;使用柴油为燃料的内燃机，称为柴油机。
气体燃料则主要包括天然气、液化石油气等燃料。
2)内燃机按行程数分类依据行程数可分为四行程和二行程发动机。
曲轴转两圈(7200)，活塞在汽缸内上下往复运动4个行程，完成一个工作循环称为四行程发动机;而曲轴转一圈(3600)，活塞在汽缸内上下往复运动两个行程，完成一个工作循环则称为二行程发动机，汽车发动机广泛使用四行程内燃机。
3)内燃机按冷却方式分类按照冷却方式的不同，可分为水冷发动机和风冷发动机。
水冷发动机是利用在汽缸体和汽缸盖冷却水套中进行循环的冷却液作为冷却介质进行冷却的;而风冷发动机是利用流动于汽缸体与汽缸盖外表面散热片之间的空气作为冷却介质进行冷却的。
水冷发动机冷却均匀，工作可靠，冷却效果好，被广泛地应用于现代车用发动机。
4)内燃机按照汽缸数目分类按照汽缸数目的不同，可分为单缸发动机和多缸发动机。
仅有一个汽缸的发动机称为单缸发动机;有两个以上汽缸的发动机称为多缸发动机。
例如，双缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸发动机。
现代车用发动机多采纳四缸、六缸、八缸发动机。
5)内燃机按照汽缸排列方式分类按照汽缸排列方式的不同，可分为单列式和双列式。
单列式发动机的各个汽缸排成一列，一般是垂直布置的，但为了降低高度，有时也把汽缸布置成倾斜的甚至水平的;双列式发动机把汽缸排成两列，两列之间的夹角<1800(一般为900)为V形或W形发动机，假设两列之间的夹角等于180度称为对置式发动机。
内燃机的构造和工作原理内燃机是一种能够将化学能转化为机械能的热机。
在内燃机中，燃料在燃烧过程中释放能量，并通过往复循环过程转化为连续运动。
内燃机通常采用往复活塞式结构，包括气缸、活塞、连杆和曲轴等重要部件。
1.气缸：内燃机通常有一个或多个气缸，气缸壁内部光滑，充当活塞运动的导向面。
气缸通常用铸铁或铝合金制成。
2.活塞：活塞是内燃机的运动部件，通常是一个柱状或圆柱形的零件，位于气缸内。
活塞上下运动在曲轴的驱动下完成，将压力转化为机械能。
3.曲轴：曲轴是内燃机的核心组成部分，将来自活塞和连杆的往复运动转化为旋转运动。
曲轴通过连杆和活塞连接并驱动机械装置，将发动机的功率传递到外部。
4.连杆：连杆将活塞的往复运动转化为曲轴的旋转运动。
连杆连接着活塞与曲轴，通过摇杆机构使活塞的上下运动转变为曲轴的回转运动。
5.气门：气门是内燃机进、排气的关键部件。
气门通过气门弹簧和凸轮机构控制开关，使燃烧室与气缸通道正确连接，完成进、排气过程。
内燃机的工作原理如下：1.进气冲程：活塞下行，气缸内压力下降，气门打开，油气混合物通过进气道进入燃烧室。
同时，曲轴带动连杆将活塞向下推动。
2.压缩冲程：活塞上行，气门关闭，气缸内油气混合物被压缩，并使混合物中的燃料、空气更加充分混合并增加压力。
曲轴再次带动连杆将活塞向上推动，使体积变小。
3.燃烧冲程：当活塞达到最高点时，燃油喷射器向燃烧室喷射燃料，与空气形成可燃混合气体，然后通过火花塞产生的火花点燃混合气体。
燃烧产生的高温高压气体将活塞向下推动，曲轴再次带动连杆。
4.排气冲程：活塞再次向上移动，气门打开，废气通过排气道排出，气缸内压力下降。
曲轴带动连杆将活塞向上推动。
以上四个冲程完成一个完整的循环，并将化学能转换为机械能，推动发动机的运转。
总体而言，内燃机通过不断重复的往复运动将燃料在燃烧室内燃烧，释放出的能量转化为机械能，驱动发动机的运动。
内燃机在现代交通运输、工业生产和家庭用途中得到广泛应用。
第二章往复式活塞内燃机的定义与分类2.1定义活塞机器是将能量从流体（气体或液体）转移到运动的（displacer）活塞或者从活塞转移到流体的机器。
它们因而算是流体能量类机器，如从动机器，吸收机械能转换为被转移流体的能量。
在主动机器中，正相反，机械能在活塞或者曲柄机构上以有用功的形式释放。
工作体积随活塞运动周期性变化，是活塞式发动机的工作特性。
往复活塞式发动机与旋转活塞式发动机的一个区别就是活塞运动的本质不同。
在往复活塞式发动机，活塞呈圆柱形，往返于气缸内的两个极限位置——“止点（dead center）”。
术语“活塞（piston）”也常以非圆柱形式存在。
在旋转活塞式发动机中，旋转的活塞负责改变工作容积。
燃烧式发动机是燃烧空气和燃油的可燃混合物，将其中的化学能转化为机械能的机器。
最广为人知的燃烧式发动机是内燃机和汽轮机。
图表2-1是对此的概述内燃机是活塞式发动机。
往复活塞发动机与旋转活塞发动机区别在于密封结构，工作容积的改变形式和活塞运动的形式。
旋转活塞发动机又可以细分为旋转发动机（rotary engine，一个内转子，一个外转子绕固定轴纯粹的旋转）和行星旋转发动机（planetary rotary engine，一个内转子，圆周运动的轴）。
图表2-2显示了不同的工作原理。
只有汪克尔发动机（Wankel engine）—一种行星活塞发动机，实现了突破。
工作过程类型开式过程闭式过程内燃外燃燃烧气体=工质燃烧气体≠工质工质的状态变化不变变化燃烧类型周期性燃烧连续燃烧发火形式自燃外缘点火机器类型发动机柴油机混合动力汽油机Rohs发动机stirling发动机蒸汽机轮机——————燃气（gas）过热蒸汽superheatedsteam 蒸汽混合形式复杂多种混合heterogeneous均质混合（复杂多种混合）复杂多种混合heterogeneous （在燃烧室内）连续火焰依据工作过程区分内燃机与外燃机也是必要的。
对于内燃机，工质同时也是燃烧所需的氧气的来源。
燃料燃烧产生废气，必须在每个工作循环前换气。
燃烧因而是周期性的，汽油机、柴油机和混合发动机（hybrid engine）的区别就在于燃烧过程。
对于外燃机（如斯特林发动机Stirling engine），工作室外连续燃烧产生的热量转到工作室内的工质。
这许可闭式循环工作过程（closed-circuit working process），可以使用任何燃料。
只有往复活塞内燃机，循环燃烧(cyclical combustion is examined from this point on.)2.2分类方法potentials for classification由于复杂的相互关系，往复活塞式发动机的分类方法多种多样。
往复活塞式发动机可以按照燃烧过程、燃料、工作的循环、混合物生成系统、换气控制系统、充量系统（charging system）、构造分类。
进一步的特征差异表现在——点火系统、冷却系统、负荷调节系统、用途、速度和输出graduation。
然而，许多特征差异现在只有历史意义。
在众多燃烧过程中，最初差异只是在奥托循环和狄赛尔之间。
混合发动机展现出了奥托循环和狄赛尔循环两者的特性。
汽油机在外缘同步点火的作用下，燃烧压缩后的燃油和空气的混合物。
柴油机，则相反，空气充量压缩后被加热到燃料起燃温度，之后液态燃料被喷入燃烧室燃烧。
混合发动机以充量分层发动机和多燃料发动机In the case of hybrid engines, one differentiates between engines featuring charge stratification an气态的、业态的还有固态的燃料都在燃烧发动机中燃烧气态燃料：甲烷，丙烷，丁烷，天然气、发生炉瓦斯（generator）、高炉气（blast furnace，主要成分CO）、生物气（污泥和填埋废弃物产生，主要是甲烷）和氢气。
液体燃料清液态燃料：汽油、煤油、苯、醇类（甲醇、乙醇）、丙酮、乙醚、液化气（液化石油气、液化天然气）。
重液态燃料：石油、柴油、脂肪酸甲酯（fatty-acid methyl esters -FAME）和源于欧洲的菜籽甲酯（rape-seed56 methyl esters -RME）、生物柴油、植物油、重油（heavy fuel oils）和船用燃油（marine fuel oil --MFO）混合燃油：柴油+菜籽甲酯，柴油+水，还有汽油+酒精固体燃料：煤粉（Pulverized coal）工作循环的差别在于四冲程和二冲程。
两者都有的是第一阶段（冲程）充量（空气或燃油蒸汽与空气的混合物）压缩，活塞下行之前点火。
还有，燃烧使缸内压力提高，至到峰值；工作气在随后的冲程膨胀，对活塞做功。
这是两者共有的。
四冲程过程需要多两个冲程，以除去燃烧室内燃烧废气，填充新鲜充量。
燃机可以混合物生成方式区分。
外部生成混合物：燃油空气混合物在进气管内形成内部生成混合物：混合物在工作室内形成根据混合物生成质量分类：均质混合物生成：汽油机化油器和进气歧管喷射，或者汽油机进气行程直喷非均质混合生成：柴油机在极短的时间喷射和缸内直喷汽油机（GDI）根据混合物生成位置分类：直接喷入工作室，如直喷柴油机和GDI发动机。
喷射可以是air-directed, jet-directed, orwall-directed非直喷入附属燃烧室，如预燃室（antechamber）、预燃室（swirl-chamber）和（air-chamber）柴油机进气歧管喷射(汽油机)exchange control气门、气道和滑动气门正时系统用于换气控制。
顶置和侧置（overhead and side-actuated）发动机的区别在于气门正时机构不同。
顶置执行机构的发动机有顶置气门，例如随着活塞到上止点，气门向同样的方向运动实现关闭；侧置气门执行机构发动机，有垂直气门，在活塞向下止点运动时，气门向同样的方向运动，实现关闭。
现代四冲程发动机只用顶置气门（OHV）布置。
二冲程发动机主要采用气孔正时系统（port-timing system）。
普通吸气发动，新鲜充量（空气或者混合气）通过活塞运动被吸入气缸（自然吸气）。
机械增压通过预压缩，提高了充量的量。
机械增压的最初目的是提高功率和扭矩输出，降低燃油消耗和废气排放。
图2-3列出可能的机械增压形式。
最广为应用的并且有效的机械增压是使用压气机的自动机械增压。
机械增压：压气机直接由发动机带动废气涡轮增压：涡轮（废气涡轮）驱动压气机。
无压气机，利用进气和排气系统的气体动力学来提升充量的方法也有使用。
在120多年的内燃机历史上，出现了众多的气缸布置形式，但是只有少数标准布置经受住了时间的考验。
车用发动机气缸数从单缸到12缸；航空发动机高达28缸，或者甚至高达48缸。
56缸的高性能发动机也曾被制造。
目前的重要布置形式直列发动机V型机——每个曲柄销对应两个连杆。
常见V型夹角有45度,60度,90度和180度。
VR发动机夹角15度，每个连杆都有单独的曲柄销W型发动机（三排气缸，一根曲轴）——在每个case，每个曲柄销对应三个连杆。
有两排VR气缸组成的V型发动机被称之为V-VR发动机，也被称为W型发动机。
水平对置发动机（boxer或flat-opposed）发动机——与180度夹角的V型机不同，每个连杆对应一个曲柄销。
曲柄连杆机构已经证明其在发动机设计上的价值。
Trunk活塞发动机与十字头发动机是其变形。
Slider crank机构和凸轮发动机在以后章节会讲，还有无曲轴发动机(curved-plate, curved-track, and swash-plate engines)。
单或双作用发动机（Single- and double-acting engines）根据其作用方式区分，取决于燃气只在活塞的一侧还是两侧作用。
双活塞发动机（double-piston engine）的燃烧室由两个活塞组成，活塞要么对置（对置活塞发动机opposed-piston engine），要么并置concurrent（U-piston engine）。
点燃或自燃发动机可以冷却保护零部件和润滑油，分为直接冷却和间接冷却。
直接冷却利用空气完成，配备风扇，也可以不配。
间接冷却时，发动机由水/防冻剂/防锈剂corrosioninhibitors的混合物冷却，或者用油（液体冷却）。
经过热交换器将发动机的热量散到环境中。
adjustment发动机输出P所以可以通过改变n和M（负荷）到达需要的功率。
量控制和充量控制——定空气过量系数λ，控制流入气缸的混合物的量质控制——对于柴油机和GDI汽油机的某些工作段，燃油按需计量，喷射量是变化的，而进气流量几乎是固定的（可变空气过量系数λ）陆地车辆/船舶/飞机/农用机械和车辆/商用和工业应用/固定发动机发动机功率从模型发动机0.1kW到50000kW的大型商用。
发动机转速也取决于输出功率和大小。
低速机，例如船用柴油机60-200rpm中速机，中速柴油机转速范围200-1000rpm；中速汽油机最高转速小于4000rpm高速机，例如摩托车（柴油机最高转速大于4000rpm；汽油机转速大于4000rpm）跑车和赛车发动机的转速高达22000rpm。
