
[internal-combustion engine] 燃料在发动机本体内而不在炉子中进行燃烧生热的热机
热机的一种。燃料在汽缸里面燃烧,产生膨胀气体,推动活塞,由活塞带动连杆转动机轴。内燃机用汽油、柴油或煤气做燃料。
内燃机是以燃料在密闭气缸内部燃烧产生热能,并直接转化为机械能的热力发动机。其核心特征是燃料与空气混合后,在气缸内部通过点火或压燃方式瞬时燃烧,高温高压燃气推动活塞做功,最终通过曲柄连杆机构输出旋转动力。
“内燃”一词源自汉语“内部燃烧”,区别于蒸汽机等外燃机。《现代汉语词典》将其定义为“燃料在机器内部燃烧产生动力的发动机”,强调能量转换过程的直接性与高效性。
主要包含四大系统:
按燃烧方式可分为点燃式(如汽油机)与压燃式(如柴油机);按工作循环分为四冲程与二冲程;按气缸排列形式包含直列、V型、水平对置等。
遵循奥托循环(汽油机)或狄塞尔循环(柴油机),热效率公式为:
$$ eta = 1 - frac{1}{r^{gamma-1}} $$
其中$r$为压缩比,$gamma$为比热容比。
广泛应用于汽车、船舶、发电机组及工程机械,全球约85%的交通运输工具依赖内燃机驱动。中国内燃机工业协会数据显示,2024年我国内燃机年产销量突破8000万台。
内燃机是一种将燃料燃烧产生的热能直接转化为机械能的动力装置。其核心特点是燃料在机器内部燃烧(区别于蒸汽机等外燃机),通过燃烧产生的高温高压气体推动机械部件运动。以下是详细解析:
能量转换
燃料(如汽油、柴油)与空气混合后在密闭气缸内燃烧,释放化学能→热能→气体膨胀做功→活塞往复运动→曲轴旋转输出机械能。
四冲程循环(奥托循环)
按燃料分类
按循环方式分类
现代内燃机通过涡轮增压、缸内直喷、混合动力等技术提升效率并降低排放,但面临电动化的竞争。其核心原理仍是热能→机械能的高效转化,在可预见的未来仍将发挥重要作用。
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