內(nèi)燃機（Internal combution engine  ），是動力機的一種，它是在機器中燃燒燃料，將釋放的熱能直接轉(zhuǎn)化為動力的熱機。一臺完整的內(nèi)燃機可以根據(jù)不同的類型包括曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、燃料供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、點火系統(tǒng)、啟動系統(tǒng)、進氣道和壓縮機、燃燒室和渦輪、噴管和加力燃燒室等。同時，內(nèi)燃機熱效率高，即油耗低、經(jīng)濟性好、功率范圍廣、結(jié)構(gòu)緊湊、重量輕、啟動快、操作簡單等優(yōu)點，在水陸交通、航空動力、工程機械、它已廣泛應(yīng)用于軍用船舶和農(nóng)業(yè)機械。此外，內(nèi)燃機在工作時還會產(chǎn)生排放污染和噪聲污染，因此需要相應(yīng)發(fā)展。 

內(nèi)燃機主要包括汽油機和柴油機，其中汽油機由”兩大機構(gòu)、五大系統(tǒng)“分別組成曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、燃料供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、點火系統(tǒng)和起動系統(tǒng)。柴油機由”兩大機構(gòu)、四大系統(tǒng)“組成（不包含點火系統(tǒng)）牛頓公司生產(chǎn)的內(nèi)燃機根據(jù)第三定律，噴氣發(fā)動機的結(jié)構(gòu)主要包括進氣口、壓氣機、燃燒室與渦輪、噴管和加力燃燒室。

曲柄連桿機構(gòu)

內(nèi)燃機的主要運動機構(gòu)之一是曲柄連桿機構(gòu)，它將作用在活塞上的力轉(zhuǎn)化為曲軸輸出的扭矩，將活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動，從而帶動汽車車輪的轉(zhuǎn)動。具體而言，柴油發(fā)動機中的曲柄連桿機構(gòu)主要由主體組構(gòu)成、活塞連桿組、曲輪飛輪組、平衡機構(gòu)所構(gòu)成。

機體組

發(fā)動機缸體由缸體組成、汽缸套、氣缸墊和氣缸套。

汽缸體

氣缸體是整個內(nèi)燃機的骨架，一般由鑄鐵制成。曲軸等許多重要零件、凸輪軸、調(diào)速器、平衡機構(gòu)、機油濾清器水箱和油箱都裝在上面。內(nèi)燃機工作時，活塞會在缸套內(nèi)做往復(fù)直線運動，所以缸套是燃油膨脹燃燒的區(qū)域。因為它承受內(nèi)燃機燃燒產(chǎn)生的高壓、高溫，同時與活塞環(huán)發(fā)生摩擦，因此為了獲得優(yōu)異的耐磨性和高強度，它一般由優(yōu)質(zhì)合金鑄鐵制成。

氣缸套

氣缸套通常與氣缸體是一體的、干式、濕式有三種，干式氣缸套的外表面不會直接接觸冷卻水，而濕式氣缸套的外表面會直接接觸冷卻水。

氣缸蓋

氣缸蓋用于密封氣缸頂部，一般由鑄鐵制成。相應(yīng)的孔和表面將在進氣門的內(nèi)表面和外表面上加工、排氣門、噴油器、搖臂排氣管和空氣濾清器的安裝。

氣缸墊

氣缸墊是為了保持氣缸蓋和氣缸墊緊密結(jié)合，因此通常安裝在它們之間以防止漏水、漏氣現(xiàn)象的發(fā)生。

活塞連桿組

活塞

活塞包括活塞頂部、活塞頭部、活塞裙和活塞槽。氣缸內(nèi)的氣體壓力大部分由活塞承擔(dān)，壓力通過活塞銷傳遞給連桿，使曲軸旋轉(zhuǎn)氣缸蓋、氣缸壁也將與活塞頂部形成一個燃燒室。由于活塞工作時與高溫氣體直接接觸，承受的氣體壓力也很大，因此要求有足夠的強度和剛度來可靠地傳遞力、良好的導(dǎo)熱性和耐高溫性、高壓，耐磨，重量輕，以盡量減少往復(fù)慣性力。

活塞環(huán)

活塞環(huán)可分為氣環(huán)和油環(huán)。氣環(huán)和活塞共同確保氣缸壁和活塞之間的密封，以防止大量高溫高壓氣體從曲軸箱中泄漏出來。油環(huán)將機油均勻分布在氣缸壁上，刮掉多余的機油并使其流回曲軸箱，從而減少機油消耗，達到減少活塞組與氣缸壁之間摩擦的目的。活塞環(huán)在高溫、高壓、高速工作時潤滑條件差，因此要求它們具有良好的彈性和耐磨性以及對氣缸壁的低磨損。所以活塞環(huán)多采用合金鑄鐵，第一氣環(huán)多采用鍍鉻或噴鉬處理。

活塞銷

活塞銷通常用于連接連桿的小端和活塞，并將活塞上的氣體壓力傳遞給連桿一般由低碳合金鋼或低碳鋼制成，其中心孔可分為圓柱體、兩段截錐以及一段圓柱體和兩段截錐的組合等。此外，活塞銷的連接方式可分為全浮動和半浮動。

連桿組

連桿是將活塞承受的力傳遞給曲軸的部件，使活塞的往復(fù)運動轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動。連桿由連桿小頭、連桿大頭和桿體，其中連桿大頭與曲軸的連桿軸頸連接，分為整體式和分體式（平分或斜分）兩種。V型發(fā)動機的連桿結(jié)構(gòu)通常分為主連桿和副連桿、平行連桿和叉形連桿。

曲輪飛輪組

曲軸

曲軸是發(fā)動機的重要部件，其作用是承受連桿傳遞的力，從而形成繞自身軸線旋轉(zhuǎn)的扭矩，再通過飛輪作為車輛的動力輸出。此外，它還用來驅(qū)動發(fā)動機的配氣機構(gòu)和其他輔助設(shè)備，包括風(fēng)扇、發(fā)電機、轉(zhuǎn)向油泵、空調(diào)壓縮機、冷卻水泵等。

飛輪

飛輪是鑄鐵圓盤，外緣鑲嵌優(yōu)質(zhì)中碳鋼齒圈，轉(zhuǎn)動慣量大。飛輪的作用是在發(fā)動機的做功沖程中儲存曲軸的部分能量，以便在其他沖程中克服各種阻力，使曲柄連桿機構(gòu)走過去、下止點確保曲軸的角速度和輸出扭矩盡可能一致；同時，它使發(fā)動機能夠克服短期過載。此外，飛輪常被用作摩擦離合器的驅(qū)動部件。

平衡機構(gòu)

其實內(nèi)燃機的平衡就是想辦法在內(nèi)部盡可能地平衡旋轉(zhuǎn)慣性力和往復(fù)慣性力，從而減少振動，減輕軸承的負荷。

單缸機的平衡

在新系列內(nèi)燃機中，平衡效果較好的一種平衡方式是雙軸式，一般用于1105型、190型、在195柴油機上。

兩缸機的平衡

雙缸發(fā)動機的平衡模式可分為：配重安裝在飛輪和皮帶輪上或曲柄上。

三缸機的平衡

三缸機通常在一、在三缸機的曲柄上增加配重稱為部分平衡法。

四缸機的平衡

四缸發(fā)動機通常在曲柄上有一個平衡塊，主要用來消除曲軸的附加載荷。

配氣機構(gòu)

配氣機構(gòu)的作用是根據(jù)發(fā)動機每個氣缸的工作循環(huán)和點火順序有規(guī)律地打開和關(guān)閉進氣口、排氣閥，以便新鮮可燃混合氣體（汽油機）或空氣（柴油機）及時入缸，及時排出廢氣。同時，當閥門關(guān)閉時，鋼瓶內(nèi)的高壓氣體可以被密封。目前，應(yīng)用最廣泛的配氣機構(gòu)是閥門—凸輪式配氣機構(gòu)，簡稱閥式配氣機構(gòu)。

燃料供給系統(tǒng)

燃油供給系統(tǒng)是內(nèi)燃機中的一項關(guān)鍵技術(shù)，主要是將空氣和燃油按比例混合以獲得最佳燃燒反應(yīng)。柴油機和汽油機有兩種完全不同的混合氣形成形式。該系統(tǒng)主要包括噴油器、噴油器、輸油泵、調(diào)速器、燃燒室等。柴油機采用燃油和空氣在缸內(nèi)相遇混合的內(nèi)部混合氣形成方式，缸外分別有一個供氣系統(tǒng)和一個供油系統(tǒng)。汽油發(fā)動機采用空氣和燃料在氣缸外相遇的外部混合氣形成方式，將它們均勻混合成理想比例的可燃混合氣，然后輸送到氣缸內(nèi)。

冷卻系統(tǒng)

內(nèi)燃機中的冷卻系統(tǒng)主要用于冷卻內(nèi)部的高溫部件，使它們的熱量能夠迅速擴散到大氣中。冷卻系統(tǒng)可分為風(fēng)冷系統(tǒng)和水冷系統(tǒng)。空氣冷卻系統(tǒng)直接將高溫部件的熱量擴散到大氣中。空氣冷卻系統(tǒng)的主要部件有：風(fēng)扇、溫度調(diào)節(jié)裝置和圓頂?shù)取Ｒ话銇碚f，吹風(fēng)冷卻是風(fēng)冷內(nèi)燃機的首選，只有少部分內(nèi)燃機因為整體布局而選擇吸氣冷卻。水冷系統(tǒng)首先將高溫部件的熱量傳遞給水，然后水將其擴散到大氣中。水冷系統(tǒng)廣泛應(yīng)用于裝載機械，其主要部件如下：水泵、風(fēng)扇、分水管、鑄造在氣缸和氣缸蓋中的散熱器和水套。

潤滑系統(tǒng)

內(nèi)燃機的潤滑系統(tǒng)主要包括機油泵、油底殼、機油濾清器、集濾器等部件。它的作用是在內(nèi)燃機工作時清潔足夠的潤滑油（或稱為機油）不斷輸送到運動零件的摩擦面，在摩擦面之間形成油膜，實現(xiàn)液體潤滑，從而降低摩擦阻力功耗和零件磨損，達到提高發(fā)動機工作可靠性和耐久性的目的。根據(jù)內(nèi)燃機各運動部件的不同工況，可以采用不同的潤滑方式：飛濺潤滑、壓力潤滑、潤滑脂潤滑。

點火系統(tǒng)

點火系統(tǒng)是汽油發(fā)動機上的一個獨特系統(tǒng)，其主要部件包括：蓄電池、點火開關(guān)、點火線圈、火花塞等。它的主要作用是以一定的時間間隔向氣缸內(nèi)加入電火花，點燃其中的可燃混合物，點火方式也是從最早的萬磁王開始、熱管點火、電池點火已經(jīng)發(fā)展到今天的電子點火。

啟動系統(tǒng)

中小型內(nèi)燃機可用汽油或人力起動、電動機啟動和輔助發(fā)電機啟動。啟動系統(tǒng)的主要組件包括：蓄電池、起動機和起動機繼電器等。它的主要功能是啟動靜止的內(nèi)燃機，使其進入自運行狀態(tài)。

內(nèi)燃機

進氣道與壓氣機

進氣道和壓氣機是渦噴發(fā)動機的主要結(jié)構(gòu)，其中壓氣機由相互交錯的定子葉片和轉(zhuǎn)子葉片組成。它們的主要作用是在空氣進入壓縮機之前，將空氣調(diào)節(jié)到可以使發(fā)動機正常運轉(zhuǎn)的狀態(tài)。

燃燒室與渦輪

空氣經(jīng)壓縮機壓縮后將進入燃燒室與煤油混合燃燒，其中壓縮機和渦輪的轉(zhuǎn)速相同。

噴管和加力燃燒室

噴嘴的形狀和結(jié)構(gòu)決定了最終的排氣氣流狀態(tài)。

燃料及氧化劑

內(nèi)燃機對燃料的要求更高。它僅限于氣體燃料和液體燃料，而且主要是液體燃料。煤、木炭木柴等固體燃料燃燒后灰分高，不宜直接用作內(nèi)燃機燃料。其中，火箭噴氣發(fā)動機不同于其他類型的內(nèi)燃機因為它需要在大氣層外的真空環(huán)境中工作，所以無法從周圍環(huán)境中吸收氧氣它有自己的燃料和氧化劑，依靠氧化劑支持燃燒。

氣體燃料

主要含有工業(yè)氣體、天然氣、從動植物廢料中提取的液化石油氣和甲烷等。由于氣體燃料通常在資源豐富的地區(qū)生產(chǎn)，因此為了節(jié)省存儲成本，氣體燃料通常用于固定式內(nèi)燃機。

液體燃料

內(nèi)燃機使用的液體燃料主要是汽油和柴油，也包括甲醇、乙醇（酒精）重油和一些動植物油被用作替代燃料，但這些替代燃料的使用效果往往比柴油和汽油差，因此這些替代燃料一般不會單獨使用。

氧化劑

內(nèi)燃機的氧化劑可分為空氣、氧氣和硝酸，大多數(shù)內(nèi)燃機使用空氣作為氧化劑，而火箭噴氣發(fā)動機使用液態(tài)空氣、液氧和硝酸用作氧化劑。

能量轉(zhuǎn)換

活塞式內(nèi)燃機主要是混合空氣和燃料，使其在氣缸內(nèi)燃燒其燃燒產(chǎn)生的熱能使氣缸產(chǎn)生高壓高溫氣體氣體的膨脹推動活塞做功，然后通過曲柄連桿機構(gòu)或其他機構(gòu)輸出機械能，使被驅(qū)動的機械運轉(zhuǎn)。柴油發(fā)動機和汽油發(fā)動機在生活中很常見，它們在工作過程中將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，即通過做功改變內(nèi)能。

旋轉(zhuǎn)葉輪發(fā)動機工作時，其工作介質(zhì)直接推動安裝在軸上的葉輪，帶動軸旋轉(zhuǎn)并向外界輸出動力。例如，噴氣式發(fā)動機將吸入的空氣壓縮，然后與燃料混合燃燒，然后產(chǎn)生強大的反作用力推動飛機高速飛行。

冷卻方式

以水作為傳熱介質(zhì)并將加熱機構(gòu)的熱量輻射到大氣中的稱為水冷式內(nèi)燃機。被加熱部件的熱量通過空氣直接散發(fā)到大氣中，這被稱為風(fēng)冷內(nèi)燃機。

優(yōu)點

熱效率高，即油耗低，經(jīng)濟性好。增壓柴油機的最高熱效率可達46%而蒸汽機只有11~16個%

功率范圍寬結(jié)構(gòu)緊湊重量輕體積小。最小內(nèi)燃機功率小于0.73千瓦，內(nèi)燃機最大功率可達34萬千瓦。

啟動快、操作簡單。一般來說，汽油發(fā)動機或柴油發(fā)動機可以在35秒內(nèi)啟動，并且它可以在短時間內(nèi)滿負荷運行。

缺點

噪音大，排放更多的污染氣體。一般來說，燃料在內(nèi)燃機中氧化燃燒后，會排放二氧化碳和水蒸氣，還有微量的二氧化碳，其中二氧化碳是主要的溫室氣體。

對燃料的要求高。內(nèi)燃機的直接燃燒燃料僅限于氣體燃料和液體燃料，以液體燃料為主。

結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件加工精度要求高。

隨著工業(yè)科技的發(fā)展，鐵路運行比以前更加方便，在各國逐漸普及。柴油內(nèi)燃機也裝載在車輛上、輪船和其他交通工具已經(jīng)被廣泛使用。噴氣式發(fā)動機和燃氣輪機體積很小、重量輕、結(jié)構(gòu)簡單、振動小、轉(zhuǎn)矩小的特點，所以是航空領(lǐng)域的主要動力裝置。由于內(nèi)燃機主要依靠燃料在氣缸內(nèi)直接燃燒產(chǎn)生巨大能量推動活塞做功，因此用于礦山、它也被廣泛應(yīng)用于建筑和其他領(lǐng)域的工程機械。

雖然各國都在大力發(fā)展核能燃氣輪機動力裝置，但在輕型船舶中，柴油機仍占主導(dǎo)地位。核潛艇、導(dǎo)彈艇、魚雷艇、巡邏艇、掃雷艇、在登陸艦和大多數(shù)常規(guī)潛艇及輔助艦艇中，柴油發(fā)動機仍被用作主要動力，只有少數(shù)水面艦艇使用木柴-燃組合裝置。此外，農(nóng)業(yè)要想進入機械化和集約化，其內(nèi)燃機的應(yīng)用將是不可或缺的推力和不可或缺的環(huán)節(jié)。