內燃機是一種動力機械，它是通過使燃料在機器內部燃燒，并將其放出的熱能直接轉換為動力的熱力發動機。常見的有柴油機和汽油機，可以將內能轉化為機械能，極大地應用于交通運輸中，內燃機的發明可謂是人類交通運輸史上的一大里程碑。

現代內燃機

一般內燃機要完成能量轉換，實現工作循環，保證長時間連續正常工作，都必須具備以下一些機構和系統：曲柄連桿機構、 配氣機構、燃料供給系統、潤滑系統、冷卻系統點火系統和啟動系統。

活塞在汽缸內往復運動時，從汽缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。普通內燃機大多為四沖程內燃機。它分為吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。

吸氣沖程指沖程活塞在曲軸的帶動下由上止點移至下止點。此時排氣門關閉，進氣門開啟。在活塞移動過程中，氣缸容積逐漸增大，氣缸內形成一定的真空度。空氣和汽油的混合物通過進氣門被吸入氣缸，并在氣缸內進一步混合形成可燃混合氣。

壓縮沖程是在進氣沖程結束后，曲軸繼續帶動活塞由下止點移至上止點。這時，進、排氣門均關閉。隨著活塞移動，氣缸容積不斷減小，氣缸內的混合氣被壓縮，其壓力和溫度同時升高。

當壓縮沖程結束時，安裝在氣缸蓋上的火花塞產生電火花，將氣缸內的可燃混合氣點燃，火焰迅速傳遍整個燃燒室，同時放出大量的熱能。燃燒氣體的體積急劇膨脹，壓力和溫度迅速升高。在氣體壓力的作用下，活塞由上止點移至下止點，并通過連桿推動曲軸旋轉作功，這便是做工沖程。

最后排氣沖程開始，排氣門開啟，進氣門仍然關閉，曲軸通過連桿帶動活塞由下止點移至上止點，此時膨脹過后的燃燒氣體在其自身剩余壓力和在活塞的推動下，經排氣門排出氣缸之外。當活塞到達上止點時，排氣行程結束，排氣門關閉。其中，四個沖程中只有做功沖程對外做功，其他三個沖程都是靠做功沖程的慣性完成的。

內燃機工作原理

以上便是我們常常見到的汽車發動機的工作原理，第一臺四沖程內燃機的發明要追溯到19世紀。法國發明家羅斯·奧古斯特·奧托在1876年制造出第一臺四沖程內燃機，那就是至今已生產出數以億計的四部沖程內燃機的樣機。

尼考羅斯·奧古斯特·奧托于1832年出生在法國霍爾照森·鎮。約在1860年，奧托聽說艾蒂安·勒努瓦最近發明了燃氣機──第一臺可使用的內燃機，奧托開始了改進內燃機的研究。

1862年2月，奧托制造出一臺四部沖程引擎工作樣機。他在把這臺新引擎變得實用的過程中遇到了困難，特別是在點火裝置方面的困難，不久便把它擱置一旁。但是他又發明了“常壓引擎”，一種革新的二部沖程引擎，靠煤氣做動力。

1863年他獲得該項革新的專利權，1867年他的二部沖程引擎在巴黎世界博覽會上贏得一枚金牌。雖然二部沖程引擎創利巨多，但是奧托還是念念不忘他最初設想的四部沖程引擎。他確信四部沖程引擎如果對燃料與空氣的混合物先壓縮后點火，就會比任何改進的勒努瓦二部沖程引擎在效率上都要高得多。

二沖程內燃機

1876年，奧托運用羅沙的原理，創制成功第一臺往復活塞式、單缸、臥式、3.2千瓦(4.4馬力)的四沖程內燃機，仍以煤氣為燃料，采用火焰點火，轉速為156.7轉/分，壓縮比為2.66，熱效率達到14%，運轉平穩。在當時，無論是功率還是熱效率，它都是最高的。

奧托內燃機獲得推廣，性能也在提高。1880年單機功率達到11～15千瓦(15～20馬力)，到1893年又提高到150千瓦。由于壓縮比的提高，熱效率也隨之增高，1886年熱效率為15.5%，1897年已高達20～26%。1881年，英國工程師克拉克研制成功第一臺二沖程的煤氣機，并在巴黎博覽會上展出。

但是奧托的內燃機運用的燃料是煤氣，隨著石油的開發，比煤氣易于運輸攜帶的汽油和柴油引起了人們的注意，首先獲得試用的是易于揮發的汽油。1883年，德國的戴姆勒創制成功第一臺立式汽油機，它的特點是輕型和高速。當時其他內燃機的轉速不超過200轉/分，它卻一躍而達到800轉/分，特別適應交通動輸機械的要求。1885～1886年，汽油機作為汽車動力運行成功，大大推動了汽車的發展。

1892年，德國工程師狄塞爾（Diesel）受面粉廠粉塵爆炸的啟發，設想將吸入氣缸的空氣高度壓縮，使其溫度超過燃料的自燃溫度，再用高壓空氣將燃料吹入氣缸，使之著火燃燒。他首創的壓縮點火式內燃機(柴油機)于1897年研制成功，為內燃機的發展開拓了新途徑。

國產內燃機車

這種內燃機以后大多用柴油為燃料，故又稱為柴油機。1898年，柴油機首先用于固定式發電機組，1903年用作商船動力。

1913年第一臺裝置柴油機的內燃機車誕生，促進了鐵路運輸技術的發展，內燃機車同電氣機車一起逐步取代了蒸汽機車。1923年柴油機成為載重汽車的動力，隨后又在大客車方面與汽油機并駕齊驅。1927年林德伯格實現了從紐約到巴黎的不著陸飛行，全世界被這一空前的成就所震驚，更大、更安全的飛機從此得到改進和革新。

內燃機的發明使生產技術發生了重大的革命，內燃機一出現很快就開始取代畜力成為農業生產的動力。自1910年拖拉機成批生產以來，它的使用又促進了農用工具機，如播種機、收割機等機械的大量制造，加快了農業機械化的進程。

內燃機還被廣泛應用于軍事設施．例如：飛機、火箭軍艦、潛水艇、坦克、戰車等，成為現代化戰爭中不可缺少的動力設備。

如今，內燃機在其他領域中諸如發電、排灌、工程機械、地質鉆探等部門，都發揮著重要作用，內燃機正在廣泛應用中不斷得到改進，它的結構日趨成熟、完善，性能不斷提高，最高熱效率達到了46%。相信未來，內燃機的發展必將越來越完善，人們的生活也將隨著內燃機的進步而日益美好。

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現代運輸業的核心——內燃機

圖文簡介

內燃機是一種動力機械，它是通過使燃料在機器內部燃燒，并將其放出的熱能直接轉換為動力的熱力發動機。