汽車引擎又稱內燃機，那是什麼意思呢？

內燃機是熱機的一種，能將燃料的化學能轉化動能。一般的實現方式為，燃料與空氣混合燃燒，產生熱能，氣體受熱膨脹，通過機械裝置轉化為機械能對外做功。

內燃機的能量來自燃料燃燒產生的熱，即物質蘊含的化學能先要轉化為熱能，再成為機械能。液體通過相態的變化（汽化）就能增加壓力，而氣體受熱膨脹也能增大壓力，因此液體和氣體都理論上都可以作為工作介質使用。



*工作介質

內燃機的工作介質多為燃料與空氣混合燃燒產生的氣體，在受熱膨脹後，壓力增大，高溫高速的氣體再通過一定的機械裝置對外做工，比如汽油機中，汽油燃燒後的氣體直接推動活塞做功。

相對地，燃料不作為工作介質的熱機則稱為外燃機，比如蒸汽機的工作介質（蒸氣）並不是燃料。

對於內燃機而言，工作介質必須更換（開式循環），即排放燃燒過的氣體，進入新鮮氣體。



*工作原理

內燃機的氣缸蓋中有進氣道和排氣道，內裝進、排氣門。

新鮮充量(即空氣或空氣與燃料的可燃混合氣)經空氣濾清器、進氣管、進氣道和進氣門充入氣缸。

膨脹後的燃氣經排氣門、排氣道和排氣管，最後經排氣消聲器排入大氣。

進、排氣門的開啟和關閉是由凸輪軸上的進、排氣凸輪，通過挺柱、推杆、搖臂和氣門彈簧等傳動件分別加以控制的，這一套機件稱為內燃機配氣機構。

通常由空氣濾清器、進氣管、排氣管和排氣消聲器組成進排氣系統。

內燃機均設有供油系統，以向氣缸提供燃料。

汽油機通過安裝在進氣管入口端的化油器將空氣與汽油按一定比例(空燃比)混合，然後經進氣管供入氣缸，由汽油機點火系統控制的電火花定時點燃。

柴油機的燃油則通過柴油機噴油系統噴入燃燒室，在高溫高壓下自行著火燃燒。

內燃機氣缸內的燃料燃燒使活塞、氣缸套、氣缸蓋和氣門等零件受熱，溫度升高。

為了保證內燃機正常運轉，上述零件必須在許可的溫度下工作，不致因過熱而損壞，所以必須備有冷卻系統。

內燃機不能從停車狀態自行轉入運轉狀態，必須由外力轉動曲軸，使之起動。這種產生外力的裝置稱為起動裝置。常用的有電起動、壓縮空氣起動、汽油機起動和人力起動等方式。

內燃機的工作迴圈由進氣、壓縮、燃燒和膨脹、排氣等過程組成。

這些過程中只有膨脹過程是對外作功的過程，其他過程都是為更好地實現作功過程而需要的過程。按實現一個工作迴圈的行程數，工作迴圈可分為四衝程和二衝程兩類。



*內燃機的主要分類

內燃機均需要藉助於燃料燃燒，根據工作原理的不同，內燃機可表現出不同的燃燒方式，或者機械能產生與利用方式的區別。

內燃機具體實現的技術繁多，從工作原理上可以區分成循環燃燒、連續燃燒兩種模式，其中循環燃燒是指燃料的燃燒、做功、更換等過程都是可以從時間上區分的，內燃機總是在不斷重複每一次的循環過程。

而對於連續燃燒的內燃機而言，所有過程是混合在一起的，或者說時刻都在發生。

內燃機只有在作功的過程才可以產生動能，連續燃燒的內燃機隨時都有混合氣體在推動渦輪，產生動能，但單個循環燃燒的內燃機（轉子發動機除外），只有在做功過程才會產生動能，其他階段不會產生動能，因此轉矩的波動較大。

因此有些應用會使用多個內燃機，再用曲軸或其他機種輔助，使各內燃機做功的過程錯開，任一時間都有一內燃機在做功，可以減少轉矩的波動。

而在這當中，循環燃燒包括往復活塞式內燃機、轉子發動機；連續燃燒則有燃氣渦輪發動機、噴氣發動機等。



*內燃機使用的燃料

內燃機使用的燃料非常廣泛，一般都是碳氫化合物，跟汽車相關而比較常見的有汽油、柴油、液化石油氣、壓縮天然氣、生物燃料、氫氣等。

在這當中，汽油機普遍使用，多用於驅動汽車、摩托車等；柴油機也普遍使用，燃氣渦輪發動機上也常見。

液化石油氣方面，車用液化石油氣的性能與汽油和柴油大致相當，大多數使用液化石油氣的汽車同時會使用汽油或者柴油，即雙重燃料系統。

壓縮天然氣作為汽車發動機的燃料，有少量的應用；生物燃料則是可再生能源，如生物柴油、二甲醚、甲烷、乙醇等，都可以從生物質中獲取；氫氣則是氫氣車的燃料。

*內燃機所使用的氧化劑

內燃機的燃料需要氧化才能產生能量，因此也需要氧化劑。

最常見的氧化劑是空氣中的氧氣，好處是不需另外儲存，可以提昇功率重量比及功率體積比，在一些特別應用中會需要其他的氧化劑，例如在一些賽車用油中會加入硝基甲烷，以提昇功率並控制燃燒；另外，有些特種車輛會使用二氧化氮及額外的汽油來提昇瞬間的沖力。

*內燃機的冷卻方式

內燃機作為一種熱機，通常需要冷卻，最主要的冷卻方式為風冷和水冷。

其中，風冷是利用空氣壓力和/或風扇使冷卻空氣流經散熱片；水冷則是汽車普遍使用的冷卻方式，由循環流動的液體的為內燃機降溫，不過冷卻用的液體不一定是水。

*內燃機所造成的汙染

內燃機（例如往復式內燃機）在工作時會由於含碳燃料的不完全燃燒而排放大氣污染物。內燃機的最重要排放物是二氧化碳、水汽和一些碳黑顆粒物。

取決於工作狀況和油氣比例，內燃機還會排放一氧化碳、氮氧化物、硫化物（主要是二氧化硫）和一些未燃燒的碳氫化合物。內燃機工作時會產生顯著的噪音污染，比如公路上的汽車會產生噪音。

*內燃機的優缺點

內燃機和外燃機相比較，具有熱能利用率高、功率範圍廣、適應性能好、結構緊湊、重量輕、體積小、燃料和水的消耗量少、使用操作方便及起動快等優點。

但內燃機對燃料的要求較高，像高速內燃機一般利用汽油或輕柴油作料，並且對燃料的潔淨度要求嚴格。其次，內燃機對環境的污染多。



*內燃機的應用
儘管內燃機對燃料要求高，且會造成一些空氣及噪音汙染，但它仍有非常廣泛的應用，除了地面上各類運輸車輛（汽車、拖遝機、內燃機車等）以外，礦山、建築及工程等機械，也都用得上內燃機。

此外，內燃機在水上運輸可作內河及海上船舶的主機和輔機。在軍事方面，如坦克、裝甲車、步兵戰車、重兵器牽引車和各類水面艦艇等方面都大量利用內燃機。

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