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内燃机的工作原理内燃机是一种将燃料燃烧产生的能量转化为机械能的设备，广泛应用于汽车、船舶、飞机等交通工具和发电机组等领域。
它通过内燃过程来驱动活塞，从而将热能转化为机械能。
本文将详细介绍内燃机的工作原理。
一、内燃机的组成部分内燃机主要由缸体、活塞、曲轴、气门机构和点火系统等组成。
缸体是内燃机的重要组成部分，它承载着燃料燃烧时产生的高压气体。
活塞是在缸内来回运动的部件，通过活塞的上下运动来完成吸气、压缩、燃烧和排气四个工作过程。
曲轴与活塞相连，将活塞的往复运动转化为旋转运动。
气门机构用于控制气门的开闭，从而调节燃气进出缸体的时间。
点火系统则负责提供高能火花以点燃混合气体。
二、内燃机的工作过程内燃机的工作过程主要包括吸气、压缩、燃烧和排气四个阶段。
1. 吸气阶段：活塞下行时，气门开启，气缸内的工作介质（燃气和空气的混合物）被大气压力推入气缸内。
2. 压缩阶段：活塞上升时，气门关闭，气缸内的工作介质被活塞推向缸顶，压缩成高压高温的混合气体。
3. 燃烧阶段：在高压高温条件下，点火系统释放高能火花，引燃混合气体，燃烧产生的热能使气缸内的压力快速增大，推动活塞下行。
4. 排气阶段：活塞再次上升时，气门再次开启，废气通过排气门排出气缸，为下一个循环做准备。
三、内燃机的燃油供给方式内燃机的燃料供给主要有喷射式和化油器两种方式。
1. 喷射式供油系统：喷射式供油系统是现代内燃机常用的供油方式。
它采用高压泵将燃油送至喷油嘴，通过精确的喷油控制，将燃油喷入气缸内，实现燃烧。
2. 化油器供油系统：化油器供油系统则是早期内燃机常用的供油方式。
它通过化油器将液体燃料雾化成可燃气体，混合后再进入气缸燃烧。
四、内燃机的工作原理内燃机的工作原理基于双冲程循环理论。
它具有以下几个特点：1. 自启动能力：内燃机可由点火系统提供的高能火花启动，无需外力辅助。
2. 高效率：内燃机可以通过调整气门的开闭时间和点火提前角来实现不同工况下的高效率工作。
内燃机基本工作原理内燃机是一种将燃料变为机械能的装置，其基本工作原理是通过燃烧燃料在气缸内产生高温高压气体，驱动活塞做功，将热能转化为机械能。
下面将详细介绍内燃机的基本工作原理。
内燃机的基本构造包括气缸、活塞、曲柄连杆机构和气门控制系统等。
内燃机工作的基本循环是四冲程循环，包括进气冲程、压缩冲程、燃烧冲程和排气冲程。
在进气冲程中，汽缸进气门打开，活塞从上死点向下运动，将空气抽入汽缸。
进气门关闭后，活塞开始向上运动，将进气气体压缩。
在压缩冲程中，当活塞靠近上死点时，活塞上面的火花塞产生一个火花，点燃压缩的混合气。
这个点火称为点火提前角，可以通过调整点火系统来控制。
在燃烧冲程中，混合气受到点火后迅速燃烧，产生高温高压气体。
这些气体向下推动活塞，活塞通过曲柄连杆机构将线性运动转化为旋转运动，驱动曲轴。
在排气冲程中，当活塞接近下死点时，排气门打开，将燃烧后的废气从汽缸排出。
排气门关闭后，活塞开始向上运动，进入下一个循环的进气冲程。
总体来说，内燃机的工作原理是通过燃烧燃料产生高温高压气体，利用活塞和曲柄连杆机构将线性运动转化为旋转运动，从而驱动机械设备工作。
下面分别介绍内燃机的各个关键步骤。
1.进气冲程：当活塞从上死点向下运动时，进气门打开，此时气缸内的压力低于大气压，空气通过进气阀门进入气缸。
进气门关闭后，活塞向上运动，将进气气体压缩。
2.压缩冲程：当活塞靠近上死点时，进气气体被压缩成高压状态，此时混合气达到最高点火压力。
在这个阶段，燃料喷射器将燃料注入气缸，与压缩气体混合。
3.燃烧冲程：通过点火系统点燃混合气，混合气迅速燃烧，产生高温高压气体。
这些气体向下推动活塞，推动曲柄连杆机构，将线性运动转化为旋转运动。
4.排气冲程：当活塞接近下死点时，排气门打开，废气通过排气阀门排出气缸。
排气门关闭后，活塞向上运动，进入下一个循环的进气冲程。
内燃机中的曲轴是一个重要的部件，它通过连杆将活塞的线性运动转化为旋转运动。
机构和系统组成
发动机是一种由许多机构和系统组成的复杂机器。
无论是汽油机，还是柴油机；无论是四行程发动机，还是二行程发动机；无论是单缸发动机，还是多缸发动机。
要完成能量转换，实现工作循环，保证长时间连续正常工作，都必须具备以下一些机构和系统。
（1）曲柄连杆机构
曲柄连杆机构
曲柄连杆机构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。
它由机体组、活塞连杆组和曲轴飞轮组等组成。
在作功行程中，活塞承受燃气压力在气缸作直线运动，通过连杆转换成曲轴的旋转运动，并从曲轴对外输出动力。
而在进气、压缩和排气行程中，飞轮释放能量又把曲轴的旋转运动转化成活塞的直线运动。
（2）配气机构
配气机构的功用是根据发动机的工作顺序和工作过程，定时开启和关闭进气门和排气门，使可燃混合气或空气进入气缸，并使废气从气缸排出，实现换气过程。
配气机构
配气机构大多采用顶置气门式配气机构，一般由气门组、气门传动组和气门驱动组组成。
（3）燃料供给系统
汽油机燃料供给系的功用是根据发动机的要求，配制出一定数量和浓度的混合气，供入气缸，并将燃烧后的废气从气缸排出到大气中去；柴
燃料供给系统
油机燃料供给系的功用是把柴油和空气分别供入气缸，在燃烧室形成混合气并燃烧，最后将燃烧后的废气排出。
（4）润滑系统
润滑系统的功用是向作相对运动的零件表面输送定量的清洁润滑油，以实现液体摩擦，减小摩擦阻力，减轻机件的磨损。
并对零件表面进行清洗和冷却。
润滑系通常由润滑油道、机油泵、机油滤清器和一些阀门等组成。
（5）冷却系统
冷却系统的功用是将受热零件吸收的部分热量及时散发出去，保证发动机在最适宜的温度状态下工作。
水冷发动机的冷却系通常由冷却水套、水泵、风扇、水箱、节温器等组成。
冷却系统
（6）点火系统
在汽油机中，气缸的可燃混合气是靠电火花点燃的，为此在汽油机的气缸盖上装有火花塞，火花塞头部伸入燃烧室。
能够按时在火花塞电极间
产生电火花的全部设备称为点火系，点火系通常由蓄电池、发电机、分电器、点火线圈和火花塞等组成。
点火系统
（7）起动系统
要使发动机由静止状态过渡到工作状态，必须先用外力转动发动机的曲轴，使活塞作往复运动，气缸的可燃混合气燃烧膨胀作功，推动活塞向下运动使曲轴旋转。
发动机才能自行运转，工作循环才能自动进行。
因此，曲轴在外力作用下开始转动到发动机开始自动地怠速运转的全过程，称为发动机的起动。
完成起动过程所需的装置，称为发动机的起动
起动系统
系。
汽油机由以上两大机构和五大系统组成，即由曲柄连杆机构，配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系、点火系和起动系组成；柴油机由以上两大机构和四大系统组成，即由曲柄连杆机构、配气机构、燃料供给系、润滑系、冷却系和起动系组成，柴油机是压燃的，不需要点火系。
燃机的组成
往复活塞式燃机的组成部分主要有曲柄连杆机构、机体和气缸盖、配气机构、供油系统、润滑系统、冷却系统、起动装置等。
气缸是一个圆筒形金属机件。
密封的气缸是实现工作循环、产生动力的源地。
各个装有气缸套的气缸安装在机体里，它的顶端用气缸盖封闭着。
活塞可在气缸套往复运动，并从气缸下部封闭气缸，从而形成容积作规律变化的密封空间。
燃料在此空间燃烧，产生的燃气动力推动活塞运动。
活塞的往复运动经过连杆推动曲轴作旋转运动，曲轴再从飞轮端将动力输出。
由活塞组、连杆组、曲轴和飞轮组成的曲柄连杆机构是燃机传递动力的主要部分。
活塞组由活塞、活塞环、活塞销等组成。
活塞呈圆柱形，上面装有活塞环，借以在活塞往复运动时密闭气缸。
上面的几道活塞环称为气环，用来封闭气缸，防止气缸的气体漏泄，下面的环称为油环，用来将气缸壁上的多余的润滑油刮下，防止润滑油窜入气缸。
活塞销呈圆筒形，它穿入活塞上的销孔和连杆小头中，将活塞和连杆联接起来。
连杆大头端分成两半，由连杆螺钉联接起来，它与曲轴的曲柄销相连。
连杆工作时，连杆小头端随活塞作往复运动，连杆大头端随曲柄销绕曲轴轴线作旋转运动，连杆大小头间的杆身作复杂的摇摆运动。
曲轴的作用是将活塞的往复运动转换为旋转运动，并将膨胀行程所作的功，通过安装在曲轴后端上的飞轮传递出去。
飞轮能储存能量，使活塞的其他行程能正常工作，并使曲轴旋转均匀。
为了平衡惯性力和减轻燃机的振动，在曲轴的曲柄上还适当装置平衡质量。
燃机的工作原理
气缸盖中有进气道和排气道，装进、排气门。
新鲜充量(即空气或空气与燃料的可燃混合气)经空气滤清器、进气管、进气道和进气门充入气缸。
膨胀后的燃气经排气门、排气道和排气管，最后经排气消声器排入大气。
进、排气门的开启和关闭是由凸轮轴上的进、排气凸轮，通过挺柱、推杆、摇臂和气门弹簧等传动件分别加以控制的，这一套机件称为燃机配气机构。
通常由空气滤清器、进气管、排气管和排气消声器组成进排气系统。
为了向气缸供入燃料，燃机均设有供油系统。
汽油机通过安装在进气管入口端的化油器将空气与汽油按一定比例(空燃比)混合，然后经进气管供入气缸，由汽油机点火系统控制的电火花定时点燃。
柴油机的燃油则通过柴油机喷油系统喷入燃烧室，在高温高压下自行着火燃烧。
燃机气缸的燃料燃烧使活塞、气缸套、气缸盖和气门等零件受热，温度升高。
为了保证燃机正常运转，上述零件必须在许可的温度下工作，不致因过热而损坏，所以必须备有冷却系统。
燃机不能从停车状态自行转入运转状态，必须由外力转动曲轴，使之起动。
这种产生外力的装置称为起动装置。
常用的有电起动、压缩空气起动、汽油机起动和人力起动等方式。
燃机的工作循环由进气、压缩、燃烧和膨胀、排气等过程组成。
这些过程中只有膨胀过程是对外作功的过程，其他过程都是为更好地实现作功过程而需要的过程。
按实现一个工作循环的行程数，工作循环可分为四冲程和二冲程两类。
四冲程是指在进气、压缩、做功（膨胀）和排气四个行程完成一个工作循环，此间曲轴旋转两圈。
进气行程时，此时进气门开启，排气门关闭。
流过空气滤清器的空气，或经化油器与汽油混合形成的可燃混合气，经进气管道、进气门进入气缸；压缩行程时，气缸气体受到压缩，压力增高，温度上升；膨胀行程是在压缩上止点前喷油或点火，使混合气燃烧，产生高温、高压，推动活塞下行并作功；排气行程时，活塞推挤气缸废气经排气门排出。
此后再由进气行程开始，进行下一个工作循环。
二冲程是指在两个行程完成一个工作循环，此期间曲轴旋转一圈。
首先，当活塞在下止点时，进、排气口都开启，新鲜充量由进气口充入气缸，并扫除气缸的废气，使之从排气口排出；随后活塞上行，将进、排气口均关闭，气缸充量开始受到压缩，直至活塞接近上止点时点火或喷油，使气缸可燃混合气燃烧；然后气缸燃气膨胀，推动活塞下行做功；当活塞下行使排气口开启时，废气即由此排出，活塞继续下行至下止点，即完成一个工作循环。
燃机的排气过程和进气过程统称为换气过程。
换气的主要作用是尽可能把上一循环的废气排除干净，使本循环供入尽可能多的新鲜充量，以使尽可能多的燃料在气缸完全燃烧，从而发出更大的功率。
换气过程的好坏直接影响燃机的性能。
为此除了降低进、排气系统的流动阻力外，主要是使进、排气门在最适当的时刻开启和关闭。
实际上，进气门是在上止点前即开启，以保证活塞下行时进气门有较大的开度，这样可在进气过程开始时减小流动阻力，减少吸气所消耗的功，同时也可充入较多的新鲜充量。
当活塞在进气行程中运行到下止点时，由于气流惯性，新鲜充量仍可继续充入气缸，故使进气门在下止点后延迟关闭。
排气门也在下止点前提前开启，即在膨胀行程后部分即开始排气，这是为了利用气缸较高的燃气压力，使废气自动流出气缸，从而使活塞从下止点向上止点运动时气缸气体压力低些，以减少活塞将废气排挤出气缸所消耗的功。
排气门在上止点后关闭的目的是利用排气流动的惯性，使气缸的残余废气排除得更为干净。
