内燃机是一种动力机械，它是通过使燃料在机器内部燃烧，并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。常见的有柴油机和汽油机，可以将内能转化为机械能，极大地应用于交通运输中，内燃机的发明可谓是人类交通运输史上的一大里程碑。

现代内燃机

一般内燃机要完成能量转换，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：曲柄连杆机构、 配气机构、燃料供给系统、润滑系统、冷却系统点火系统和启动系统。

活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。普通内燃机大多为四冲程内燃机。它分为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。

吸气冲程指冲程活塞在曲轴的带动下由上止点移至下止点。此时排气门关闭，进气门开启。在活塞移动过程中，气缸容积逐渐增大，气缸内形成一定的真空度。空气和汽油的混合物通过进气门被吸入气缸，并在气缸内进一步混合形成可燃混合气。

压缩冲程是在进气冲程结束后，曲轴继续带动活塞由下止点移至上止点。这时，进、排气门均关闭。随着活塞移动，气缸容积不断减小，气缸内的混合气被压缩，其压力和温度同时升高。

当压缩冲程结束时，安装在气缸盖上的火花塞产生电火花，将气缸内的可燃混合气点燃，火焰迅速传遍整个燃烧室，同时放出大量的热能。燃烧气体的体积急剧膨胀，压力和温度迅速升高。在气体压力的作用下，活塞由上止点移至下止点，并通过连杆推动曲轴旋转作功，这便是做工冲程。

最后排气冲程开始，排气门开启，进气门仍然关闭，曲轴通过连杆带动活塞由下止点移至上止点，此时膨胀过后的燃烧气体在其自身剩余压力和在活塞的推动下，经排气门排出气缸之外。当活塞到达上止点时，排气行程结束，排气门关闭。其中，四个冲程中只有做功冲程对外做功，其他三个冲程都是靠做功冲程的惯性完成的。

内燃机工作原理

以上便是我们常常见到的汽车发动机的工作原理，第一台四冲程内燃机的发明要追溯到19世纪。法国发明家罗斯·奥古斯特·奥托在1876年制造出第一台四冲程内燃机，那就是至今已生产出数以亿计的四部冲程内燃机的样机。

尼考罗斯·奥古斯特·奥托于1832年出生在法国霍尔照森·镇。约在1860年，奥托听说艾蒂安·勒努瓦最近发明了燃气机──第一台可使用的内燃机，奥托开始了改进内燃机的研究。

1862年2月，奥托制造出一台四部冲程引擎工作样机。他在把这台新引擎变得实用的过程中遇到了困难，特别是在点火装置方面的困难，不久便把它搁置一旁。但是他又发明了“常压引擎”，一种革新的二部冲程引擎，靠煤气做动力。

1863年他获得该项革新的专利权，1867年他的二部冲程引擎在巴黎世界博览会上赢得一枚金牌。虽然二部冲程引擎创利巨多，但是奥托还是念念不忘他最初设想的四部冲程引擎。他确信四部冲程引擎如果对燃料与空气的混合物先压缩后点火，就会比任何改进的勒努瓦二部冲程引擎在效率上都要高得多。

二冲程内燃机

1876年，奥托运用罗沙的原理，创制成功第一台往复活塞式、单缸、卧式、3.2千瓦(4.4马力)的四冲程内燃机，仍以煤气为燃料，采用火焰点火，转速为156.7转/分，压缩比为2.66，热效率达到14%，运转平稳。在当时，无论是功率还是热效率，它都是最高的。

奥托内燃机获得推广，性能也在提高。1880年单机功率达到11～15千瓦(15～20马力)，到1893年又提高到150千瓦。由于压缩比的提高，热效率也随之增高，1886年热效率为15.5%，1897年已高达20～26%。1881年，英国工程师克拉克研制成功第一台二冲程的煤气机，并在巴黎博览会上展出。

但是奥托的内燃机运用的燃料是煤气，随着石油的开发，比煤气易于运输携带的汽油和柴油引起了人们的注意，首先获得试用的是易于挥发的汽油。1883年，德国的戴姆勒创制成功第一台立式汽油机，它的特点是轻型和高速。当时其他内燃机的转速不超过200转/分，它却一跃而达到800转/分，特别适应交通动输机械的要求。1885～1886年，汽油机作为汽车动力运行成功，大大推动了汽车的发展。

1892年，德国工程师狄塞尔（Diesel）受面粉厂粉尘爆炸的启发，设想将吸入气缸的空气高度压缩，使其温度超过燃料的自燃温度，再用高压空气将燃料吹入气缸，使之着火燃烧。他首创的压缩点火式内燃机(柴油机)于1897年研制成功，为内燃机的发展开拓了新途径。

国产内燃机车

这种内燃机以后大多用柴油为燃料，故又称为柴油机。1898年，柴油机首先用于固定式发电机组，1903年用作商船动力。

1913年第一台装置柴油机的内燃机车诞生，促进了铁路运输技术的发展，内燃机车同电气机车一起逐步取代了蒸汽机车。1923年柴油机成为载重汽车的动力，随后又在大客车方面与汽油机并驾齐驱。1927年林德伯格实现了从纽约到巴黎的不着陆飞行，全世界被这一空前的成就所震惊，更大、更安全的飞机从此得到改进和革新。

内燃机的发明使生产技术发生了重大的革命，内燃机一出现很快就开始取代畜力成为农业生产的动力。自1910年拖拉机成批生产以来，它的使用又促进了农用工具机，如播种机、收割机等机械的大量制造，加快了农业机械化的进程。

内燃机还被广泛应用于军事设施．例如：飞机、火箭军舰、潜水艇、坦克、战车等，成为现代化战争中不可缺少的动力设备。

如今，内燃机在其他领域中诸如发电、排灌、工程机械、地质钻探等部门，都发挥着重要作用，内燃机正在广泛应用中不断得到改进，它的结构日趋成熟、完善，性能不断提高，最高热效率达到了46%。相信未来，内燃机的发展必将越来越完善，人们的生活也将随着内燃机的进步而日益美好。

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