圓筒型柴油機有什麼結構

圓筒型柴油機結構有活塞元件、連桿元件、曲軸、飛輪。小型筒形柴油機的機架和氣缸體鑄成一個整體，曲軸是整體鍛造，活塞是組合式。柴油發動機是燃燒柴油來獲取能量釋放的發動機。它是德國發明家魯道夫狄塞爾於1892年發明的，為了紀念這位發明家，柴油就是用他的姓Diesel來表示，而柴油發動機也稱為狄塞爾發動機。由於柴油機工作壓力大，要求各有關零件具有較高的結構強度和剛度，所以柴油機比較笨重，體積較大；柴油機的噴油泵與噴嘴製造精度要求高，所以成本較高。

圓筒型柴油機結構有活塞元件、連桿元件、曲軸、飛輪。小型筒形柴油機的機架和氣缸體鑄成一個整體，曲軸是整體鍛造，活塞是組合式。柴油發動機是燃燒柴油來獲取能量釋放的發動機。它是德國發明家魯道夫狄塞爾於1892年發明的，為了紀念這位發明家，柴油就是用他的姓Diesel來表示，而柴油發動機也稱為狄塞爾發動機。由於柴油機工作壓力大，要求各有關零件具有較高的結構強度和剛度，所以柴油機比較笨重，體積較大；柴油機的噴油泵與噴嘴製造精度要求高，所以成本較高。

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柴油機一般由哪些結構組成？其功用如何？

柴油機型式很多，具體結構也不完全相同，但基本上由機體缸蓋機構、曲柄連桿機構、配氣機構與換氣系統、燃油供給系統、潤滑系統、冷卻系統和啟動系統組成。

（1）曲柄連桿機構與機體零件

曲柄連桿機構主要由活塞、連桿、曲軸及飛輪等組成。主要功用是把活塞在汽缸中的往復運動變成曲軸的旋轉運動，又將曲軸的旋轉運動變為活塞的往復運動，以實現工作迴圈並輸出動力。

機體零件主要包括機體、汽缸套、汽缸蓋和油底殼等。這些零件構成了柴油機的骨架，所有運動零件和輔助系統都由它來支承。

（2）配氣機構與換氣系統

它包括空氣濾清器，進、排氣管道與消聲滅火器以及配氣機構等。主要功用是定時地排除廢氣和吸進新鮮空氣，同時還具有濾清空氣和消聲、滅火等作用。

（3）燃油供給系統

主要包括噴油器、噴油泵、調速器、輸油泵、燃油濾清器及油箱等。它的功用是根據柴油機工作的要求，將具有一定壓力的、乾淨的適量柴油，在適當的時間，以良好的霧化質量噴入燃燒室，並使它與空氣迅速而良好地混合和燃燒。

（4）潤滑系統

它主要由機油泵、機油濾清器、油壓表及有關油道組成。它的功用是將機油送到各運動件的摩擦表面，以減少運動件的磨損，減小摩擦阻力，並有冷卻、密封、防鏽等作用。

（5）冷卻系統

它包括水泵、風扇、水散熱器、機油散熱器等。其功用是將受熱零件的熱量散發到大氣中去，以保持柴油機適宜的工作溫度。

（6）啟動系統

它的功用是藉助於外力（人力或其他動力）將靜止的柴油機正常地運轉起來。由於啟動方式不同，所組成部件也不同。利用電啟動機啟動時，它包括電啟動機、蓄電池、傳動裝置及啟動開關等；利用輔助發動機啟動時，包括啟動發動機、傳動機構、操縱機構等。為了便於啟動，多數柴油機上還設有減壓機構，有的還設有預熱裝置。

柴油系統有哪些部件組成？

柴油機由機體、兩大機構（曲柄連桿機構、配氣機構）、四大系統（燃料供給系統、潤滑系統、冷卻系統、和啟動系統）組成。

機體是組成柴油機的框架，由氣缸體、曲軸箱組成，曲柄連桿機構由活塞連桿組、曲軸飛輪組等部分組成。配氣機構由氣門組、氣門傳動組、氣門驅動組組成。

燃油供給系統包括燃油供給裝置、空氣供給裝置、混合氣形成裝置和廢氣排出裝置。潤滑系統由機油供給裝置和濾清裝置組成。冷卻系統包括散熱器、水泵、風扇等。啟動系統包括啟動電動機或啟動內燃機、傳動機構。

擴充套件資料：

柴油發動機有一個較低的速度，扭矩，油耗低，高負載的重量，最常用的大，中型汽車。

 1976年，發達國家德國大眾汽車公司的第一批高速小型柴油發動機，柴油發動機汽車計劃，現在西方大約百分之三十的汽車和90%的商用車柴油發動機實用。

轎車柴油發動機採用每缸4氣門電噴系統，柴油發動機排放達到歐洲Ⅱ號標準。在這裡一提的是，在柴油發動機電子控制技術的應用更比汽油發動機困難。

柴油機的原理和構造 最好附帶圖片

簡而言之，就是柴油發電機驅動發電機運轉。在汽缸內，經過空氣濾清器過濾後的潔淨空氣與噴油嘴噴射出的高壓霧化柴油充分混合，在活塞上行的擠壓下，體積縮小，溫度迅速升高，達到柴油的燃點。柴油被點燃，混合氣體劇烈燃燒，體積迅速膨脹，推動活塞下行，稱為‘作功’。

各汽缸按一定順序依次作功，作用在活塞上的推力經過連桿變成了推動曲軸轉動的力量，從而帶動曲軸旋轉。將無刷同步交流發電機與柴油發電機曲軸同軸安裝，就可以利用柴油發電機的旋轉帶動發電機的轉子，利用‘電磁感應’原理，發電機就會輸出感應電動勢，經閉合的負載迴路就能產生電流。

柴油機的基本結構：由氣缸、活塞、氣缸蓋、進氣門、排氣門、活塞銷、連桿、曲軸、軸承和飛輪等構件構成。

擴充套件資料

柴油發動機的優點是扭矩大、經濟效能好。柴油發動機的每個工作迴圈也經歷進氣、壓縮、做功、排氣四個行程。但由於柴油機用的燃料是柴油，其粘度比汽油大，不易蒸發，而其自燃溫度卻較汽油低，因此可燃混合氣的形成及點火方式都與汽油機不同。

不同之處主要是，柴油發動機氣缸中的混合氣是壓燃的，而不是點燃的。柴油發動機工作時進入氣缸的是空氣，氣缸中的空氣壓縮到終點時，溫度可達500-700℃，壓力可達40—50個大氣壓。

活塞接近上止點時，發動機上的高壓泵以高壓向氣缸中噴射柴油，柴油形成細微的油粒，與高壓高溫的空氣混合，柴油混合氣自行燃燒，猛烈膨脹，產生爆發力，推動活塞下行做功，此時的溫度可達1900-2000℃，壓力可達60-100個大氣壓，產生的扭矩很大，所以柴油發動機廣泛的應用於大型柴油汽車上。

參考資料來源：百度百科-柴油發動機

參考資料來源：百度百科-柴油發電機

柴油發動機的組成是什麼？

柴油機的主要機構元件一般包括：機體、曲柄連桿機構、配氣機構、燃油系統、潤滑系統、冷卻系統、電器系統。

基本結構包括：曲柄連桿 機構、配氣機構、傳動機構、燃油供給系統、潤滑系統、冷卻系統和氣動系統（俗稱三大機構、四大系統）。

曲柄連桿機構、配氣機構和燃油供給系統是柴油機的三 大基本部分，它們互相配合，完成柴油機的工作迴圈，實現 能量轉換。

簡介

特點

柴油發動機的優點是扭矩大、經濟效能好。柴油發動機的工作過程與汽油發動機有許多相同的地方，每個工作迴圈也經歷進氣、壓縮、做功、排氣四個衝程。但由於柴油機用的燃料是柴油，它的粘度比汽油大，不容易蒸發，而其自燃溫度卻比汽油低。

因此，可燃混合氣的形成及點火方式都與汽油機不同。不同之處主要有，柴油發動機的氣缸中的混合氣是壓燃的，而非點燃的。柴油發動機工作時，進入氣缸的是空氣，氣缸中的空氣壓縮到終點的時候，溫度可以達到500-700℃，壓力可以達到40—50個大氣壓。

活塞接近上止點時，供油系統的噴油嘴以極高的壓力在極短的時間內向氣缸燃燒室噴射燃油，柴油形成細微的油粒，與高壓高溫的空氣混合，可燃混合氣自行燃燒，猛烈膨脹產生爆發力，推動活塞下行做功。

此時溫度可達1900-2000℃，壓力可達60-100個大氣壓，產生的扭矩很大，所以柴油發動機廣泛的應用於大型柴油裝置上。

發動機構造

發動機是將某一種型式的能量轉換為機械能的機器，其作用是將液體或氣體燃燒的化學能通過燃燒後轉化為熱能，再把熱能通過膨脹轉化為機械能並對外輸出動力。發動機是一部由許多結構和系統組成的複雜機器，其結構型式多種多樣，但由於基本工作原理相同，所以其基本結構也就大同小異，發動機的總體結構圖如下所示。

汽油發動機柴油發動機

汽油機通常由曲柄連桿、配氣兩大機構和燃料供給、潤滑、冷卻、點火、起動五大系統組成。柴油機通常由兩大機構和四大系統組成（無點火系）。

1．曲柄連桿機構

曲柄連桿機構是由氣缸體、氣缸蓋、活塞、連桿、曲軸和飛輪等組成。這是發動機產生動力，並將活塞的直線往復運動轉變為曲軸旋轉運動而對外輸出動力。

2．配氣機構

配氣機構是由進氣門、排氣門、氣門彈簧、挺杆,凸輪軸和正時齒輪等組成。其作用是將新鮮氣體及時充入氣缸，並將燃燒產生的廢氣及時排出氣缸。

3．燃料供給系

由於使用的燃料不同，可分為汽油機燃料供給系和柴油機燃料供給系。

汽油燃料供給系又分化油器式和燃油直接噴射式兩種，通常所用的化油器式燃料供給系由燃油箱、汽油泵、汽油濾清器、化油器、空氣濾清器、進排氣歧管和排氣消聲器等組成，其作用是向氣缸內供給已配好的可燃混合氣，並控制進入氣缸內可燃混合氣數量，以調節發動機輸出的功率和轉速，最後，將燃燒後廢氣排出氣缸。

柴油機燃料供給系由燃油箱、輸油泵、噴油泵、柴油濾清器、進排氣管和排氣消聲器等組成，其作用是向氣缸內供給純空氣並在規定時刻向缸內噴入定量柴油，以調節發動機輸出功率和轉速，最後，將燃燒後廢氣排出氣缸。

4．冷卻系

機動車一般採用水冷卻式。水冷式由水泵、散熱器、風扇、節溫器和水套（在機體內）等組成，其作用是利用冷卻水的迴圈將高溫零件的熱量通過散熱器散發到大氣中，從而維持發動機電動正常工作的溫度

5．潤滑系

潤滑系由機油泵、濾清器、油道、油底殼等組成。其作用是將潤滑油分送至各個相對運動零件的摩擦面，以減小摩擦力，減緩機件磨損，並清洗、冷卻摩擦表面。

6．點火系

汽油機點火系由電源（蓄電池和發電機）、點火線圈、分電器和火花塞等組成，其作用是按規定時刻及時點燃氣缸內被壓縮的可燃混合氣。

7．起動系

起動系由起動機和起動繼電器等組成，用以使靜止的發動機起動並轉入自行運轉狀態。

發動機工作原理

發動機將熱能轉變為機械能的過程，是經過進氣、壓縮、作功和排氣四個連續的過程來實現的，每進行一次這樣的過程就叫一個工作迴圈。凡是曲軸旋轉兩圈，活塞往復四個行程完成一個工作迴圈的，稱為四衝程發動機。曲軸旋轉一圈，即活塞往復兩個行程完成一個工作迴圈的，稱為兩衝程發動機。

1. 四衝程汽油機的工作原理：

(1) 進氣行程。曲軸帶動活塞從上止點向下止點運動，此時，進氣門開啟，排氣門關閉。活塞移動過程中，氣缸內容積逐漸增大，形成真空度，於是可燃混合氣通過進氣門被吸入氣缸，直至活塞到達下止點，進氣門關閉時結束。

由於進氣系統存在進氣阻力，進氣終了時氣缸內氣體壓力低於大氣壓力，約為0.075MPa～0.09MPa。由於氣缸壁、活塞等高溫件及上一迴圈留下的高溫殘餘廢氣的加熱，氣體溫度升高到370K～440K。

(2) 壓縮行程。進氣行程結束時，活塞在曲軸的帶動下，從下止點向上止點運動，氣缸內容積逐漸減小。此時進、排氣門均關閉，可燃混合氣被壓縮，至活塞到達上止點時壓縮結束。壓縮過程中，氣體壓力和溫度同時升高，並使混合氣進一步均勻混合，壓縮終了時，氣缸內的壓力約為0.6MPa～1.2MPa，溫度約為600K～800K。

(3) 作功行程。在壓縮行程末，火花塞產生電火花點燃混合氣，並迅速燃燒，使氣體的溫度、壓力迅速升高，從而推動活塞從上止點向下止點運動，通過連桿使曲軸旋轉作功，至活塞到達下止點時作功結束。

作功開始時氣缸內氣體壓力、溫度急劇上升，瞬間壓力可達3MPa～5MPa，瞬時溫度可達2200K～2800K。

(4) 排氣行程。在作功行程接近終了時，排氣門開啟，進氣門關閉，曲軸通過連桿推動活塞從下止點向上止點運動。廢氣在自身剩餘壓力和在活塞推動下，被排出氣缸，至活塞到達上止點時，排氣門關閉，排氣結束。因排氣系統存在排氣阻力，排氣衝程終了時，氣缸內壓力略高於大氣壓力，約為0.105MPa～0.115MPa，溫度約為900K～1200K。

2．四衝程柴油機的工作原理：

由於使用燃料的性質不同，四衝程柴油機的可燃混合氣的形成和著火方式與汽油機有很大區別。下面主要敘述柴油機與汽油機工作迴圈的不同之處。

(1) 進氣行程。進氣行程中進入氣缸的不是可燃混合氣，而是純空氣。

(2) 壓縮行程。壓縮行程中將進入氣缸的純空氣壓縮，由於柴油的壓縮比大，約為15～22，壓縮終了的溫度和壓力都比汽油機高，壓力可達3MPa～5MPa，溫度可達800K～1000K。

(3)作功行程。在壓縮行程終了時，噴油泵將高壓柴油經噴油器呈霧狀噴入氣缸內的高溫高壓空氣中，被迅速汽化並與空氣形成混合氣。由於氣缸內的溫度高於柴油的自燃溫度（約500K左右），柴油混合氣便立即自行著火燃燒，且此後一段時間內邊噴油邊燃燒，氣缸內壓力和溫度急劇升高，推動活塞下行作功。

作功行程中，瞬時壓力可達5MPa～10MPa，瞬時溫度可達1800K～2200K。

(4)排氣行程。此行程與汽油機基本相同。

由上述四行程汽油機和柴油機的工作迴圈可知，兩種發動機工作迴圈的基本內容相似。四個行程中只有作功行程產生動力，其他三個行程是為作功行程做準備工作的輔助行程，都要消耗一部分能量。發動機起動時的第一個迴圈，必須有外力將曲軸轉動，以完成進氣和壓縮行程。當作功行程開始後，作功能量便通過曲軸儲存在飛輪內，以維持以後的迴圈得以繼續進行。

3．二衝程汽油機的工作原理：

二衝程發動機工作迴圈也包括進氣、壓縮、作功和排氣四個過程，但它是在活塞往復兩個行程內完成的。

(1)第一行程。活塞從下止點向上止點移動，當活塞上行至關閉換氣孔和排氣孔時，已進入氣缸的可燃混合氣被壓縮，活塞繼續上移至上止點時，壓縮結束。與此同時，活塞上行時，其下方曲軸箱內形成一定真空度。當活塞上行至進氣孔開啟時，新鮮的可燃混合氣被吸入曲軸箱，至此，第一行程結束。

(2)第二行程。活塞接近上止點時，火花塞產生電火花點燃被壓縮的可燃混合氣。燃燒形成的高溫、高壓氣體推動活塞下行作功。當活塞下行到關閉進氣孔後，曲軸箱內的混合氣被預壓縮；活塞繼續下行至排氣孔開啟時，燃燒後廢氣靠自身壓力經排氣孔排出；緊接著，換氣孔開啟，曲軸箱內經預壓的混合氣進入氣缸，並排除氣缸內殘餘廢氣。這一過程稱換氣過程，它將一直延續到下一行程活塞再上行關閉換氣孔和排氣孔為止。活塞下行到下止點時，第二行程結束。

由上兩個行程可知：第一行程時，活塞上方進行換氣、壓縮，活塞下方進行進氣；第二行程時，活塞上方進行作功、換氣，活塞下方預壓混合氣。換氣過程跨越二個行程。

發動機活塞

活塞的主要作用是承受氣缸中氣體壓力並通過活塞銷和連桿傳給曲軸。此外，活塞還與氣缸蓋、氣缸壁共同組成燃燒室，

由於活塞頂部直接與高溫燃氣接觸，承受很高的熱負荷；活塞還承受週期性變化的的氣體壓力和慣性力的作用， 因此要求活塞應有足夠的強度和剛度，質量儘可能小，導熱效能要好，要有良好的耐熱性、耐磨性，溫度變化時，尺寸及形狀的變化要小。

汽車發動機目前廣泛採用的活塞材料是鋁合金，有的柴油機上也採用合金鑄鐵或耐熱鋼製造活塞。

活塞的基本結構可分為頂部、頭部和裙部三個部分。

1.活塞頂部。活塞頂部是燃燒室的組成部分，用來承受氣體壓力。根據不同的目的和要求，活塞頂部製成各種不同的形狀：常見的有平頂活塞、、凸頂活塞、凹頂活塞及成型頂活塞。

(2)活塞頭部。活塞頭部是活塞環槽以上的部分。其主要作用是承受氣體壓力，並傳給連桿；與活塞環一起實現對氣缸的密封；將活塞頂所吸收的熱量通過活塞環傳給氣缸壁。

活塞頭部切有若干道用以安裝活塞環的環槽。汽油機活塞一般有3～4道環槽，上面2～3道用以安裝氣環，下面一道用以安裝油環。在油環槽底面上鑽有若干徑向小孔，以使被油環從氣缸壁上刮下來的多餘機油經過這些小孔流回油底殼。

(3)活塞裙部。活塞環槽以下的部分稱為活塞裙部。其作用是引導活塞在氣缸內作往復運動，並承受側壓力。

直列式氣缸體

氣缸體與上曲軸箱常鑄成一體，稱為氣缸體－曲軸箱，簡稱氣缸體。氣缸體上部有一個或數個為活塞在其中運動作導向的圓柱形空腔，稱為氣缸；下部為支撐曲軸的曲軸箱，其內腔為曲軸運動的空間。

氣缸體是發動機各個機構和系統的裝配基體，並由它來保持發動機各運動件相互之間的準確位置關係。

為了使氣缸散熱，在氣缸外部制有水套（水冷式發動機）或散熱片（風冷式發動機）。

在上曲軸箱有前後壁和中間隔板，其上制有主軸承座孔，有的發動機還制有凸輪軸軸承座孔。為了這些軸承的潤滑，在側壁上鑽有主油道，前後壁和中間隔板上鑽有分油道。

發動機氣缸排列常見的有單列式和雙列式兩種形式：單列式（直列式）發動機的各個氣缸排成一列，一般是垂直佈置。但為了降低發動機的高度，有時也把氣缸佈置成傾斜甚至水平的。雙列式發動機左、右兩列氣缸中心線的夾角γ＜180°者稱為V型發動機。

發動機相關術語

(1)上止點－－活塞離曲軸旋轉中心最遠處，通常即活塞的最高位置。

(2)下止點－－活塞離曲軸旋轉中心最近處，通常即活塞的最低位置。

(3)活塞行程－－上、下兩止點間的距離。

(4)衝程－－活塞由一個止點到另一個止點運動一次的過程。

(5)曲軸半徑－－曲軸與連桿大端連線的中心到曲軸旋轉中心的距離。

(6)氣缸工作容積－－活塞從上止點到下止點所讓出的空間的容積。

(7)發動機工作容積－－發動機所有氣缸工作容積之和，也稱發動機的排量。

(8)燃燒室容積－－活塞在上止點時，活塞頂上面的空間叫燃燒室，它的容積稱燃燒室容積。

(9)氣缸總容積－－活塞在下止點時，活塞頂上面整個空間的容積，它等於氣缸工作容積與燃燒室容積之和。

(10)壓縮比－－氣缸總容積與燃燒室容積的比值。

回答人的補充 2009-09-24 13:36 發動機是汽車的動力源泉，因此，發動機的效能成為評價一輛汽車的關鍵。那麼，如何評價不同發動機的效能呢？一個常見的做法就是查閱廠家提供的發動機的功率和扭矩的引數。但是，在我看來，這樣做是遠遠不夠的。因為，發動機引數其實只是一種理想狀態下的峰值，其對於實際駕駛影響甚微。

要評價一款發動機的效能，我以為，要看三組關係。

一是看功率、扭矩與轉速的關係。在評價發動機功率、扭矩表現時，切不可忽視了它們與轉速的關係，也就是說要看它們在多少轉速區間表現出來。舉例說明：1.6晶銳的發動機引數是功率77千瓦/5000轉，扭矩是155牛米/3800轉，而1.5飛度的發動機引數是功率88千瓦/6600轉，扭矩是145牛米/4800轉。初看起來，貌似1.5飛度的發動機比1.6晶銳的發動機強大了許多。但只要一看轉速你就會明白遠不是那麼回事。晶銳發動機在5000轉的時候就可以達到77千瓦的最大功率，在3800轉的時候就可以達到155牛米的最大扭矩，可是飛度呢，要到6600轉和4800轉才可以達到自己的最大功率和扭矩。我們先想想，我們什麼時候有機會把轉速拉高到6600轉？或者說轉速到達5000轉的時候是不是比6600轉的時候要多很多？而在扭矩方面，晶銳3800轉就可以實現最大扭矩，不僅扭矩比飛度大，而且實現峰值比飛度早了1000轉，這時候你就該明白到底是哪款發動機更實用，在實際駕駛中更強勁了吧？

或者再算個帳，通過引數和轉速的關係，我們可以計算出，當飛度達到3300轉的時候可以實現44千瓦的功率，那麼當晶銳達到3300轉的時候呢？它卻可以實現51千瓦的功率了。這就是為什麼很多發動機引數漂亮而實際表現不行、而很多發動機引數一般卻實際表現出色的真正原因，如果不參照轉速來考量發動機的功率和扭矩峰值，是真正意義上的“紙上談兵”，是毫無意義的。

二是看車輛的自重和最高車速的關係。一輛車如果自重大而且最高車速高，那麼它的發動機肯定要更為強勁。舉例說明：1.6晶銳的自重是 1115公斤，最高車速是185公里，而1.5飛度的自重是1080公斤，最高車速是160公里，也就是說精銳在比飛度自重重了35公斤的情況下最高車速比其快了25公里，這樣再綜合前面的轉速與引數的關係，你就可以知道到底哪款發動機更為強勁，效能更高了吧。

三是看車輛的最大承載重量。很簡單，承載重量大的而且最高車速高（或者最高車速相當）的發動機效能肯定更好。

總之，我這樣只是舉例只是為了說明問題，並提醒朋友們注意，衡量發動機的效能要綜合的看全面的看，這樣你才不至於被漂亮的資料迷惑而產生錯誤的判斷。

柴油機曲柄連桿機構的構造是怎樣的？

曲柄連桿機構是內燃機實現工作迴圈完成能量轉換的傳動機構，用來傳遞力和改變運動方式。工作中，曲柄連桿機構在作功行程中把活塞的往復運動轉變成曲軸的旋轉運動，對外輸出動力，而在其他3個行程中，又把曲軸的旋轉運動轉變成活塞的往復直線運動。總的來說曲柄連桿機構是發動機藉以產生並傳遞動力的機構。通過它把燃料燃燒後產生的熱能轉變為機械能。

曲柄連桿機構的主要零件可以分為3組：機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組。

（1）機體組

包括汽缸體、汽缸套、汽缸蓋、汽缸墊、曲軸箱等。

①汽缸體。汽缸體是汽缸的殼體，上曲軸箱是支承曲軸作旋轉運動的殼體。農用車柴油機的汽缸體和上曲軸箱常製成一體，合稱汽缸體，如圖3-5所示。它是柴油機各機構和系統的裝配基礎件。汽缸體不但承受各種力的作用，而且還承受燃燒氣體產生的熱量。因此要求汽缸體應具有足夠的強度、剛度，良好的耐熱性、耐腐蝕性等。汽缸體包括汽缸、水套、凸輪軸座孔、機油泵安裝孔、主軸承座、潤滑油道、水套進水口等。

圖3-5 單缸臥式柴油機的機體

1.氣缸孔 2.水箱孔 3.平衡軸孔 4.曲軸孔 5.惰輪軸孔 6.通機油濾清器 7.凸輪軸孔

②汽缸套。汽缸為引導活塞作往復運動的圓筒形內腔。它與活塞、汽缸蓋構成工作容積，其內壁承受燃氣的高溫、高壓和活塞的側壓力、摩擦阻力等。為了提高汽缸的耐磨性，又不增加機體的成本，柴油機上廣泛採用在汽缸體內鑲入可拆卸的汽缸套的結構。汽缸套常用高磷鑄鐵鑄造。它有溼式和乾式兩種，如圖3-6所示。

圖3-6 汽缸套

（a）溼式汽缸套 （b）乾式汽缸套 1.密封圈 2.汽缸套 3.汽缸體 4.水套 5.汽缸墊 6.凸肩 7.上定位凸緣 8.下定位凸緣

③汽缸蓋與汽缸墊。汽缸蓋與汽缸墊一起共同密封汽缸的上平面，並與活塞頂共同形成燃燒室，汽缸蓋上提供許多零件的安裝位置，如圖3-7所示。汽缸墊裝在缸蓋與缸體之間，以防止漏水、漏氣、漏油。缸蓋連同汽缸體靠缸蓋螺栓緊固。為保證結合面密封良好，在擰緊缸蓋螺栓時，必須使用力矩扳手，從中間開始向兩端，對角交錯，均勻用力，分2～3次擰緊到規定力矩。

圖3-7 四缸柴油發動機汽缸蓋

1.冷卻水出水道 2.噴油器孔 3.進氣道 4.冷卻水孔 5.缸蓋螺栓孔 6.排氣門座孔 7.進氣門座孔 8.冷卻水出水道

（2）活塞連桿組

活塞連桿組由活塞、活塞環、活塞銷、連桿、連桿軸瓦等組成，如圖3-8所示。

圖3-8 活塞連桿組

1.氣環 2.油環 3.活塞 4.連桿 5.連桿軸瓦 6.連桿螺栓 7.連桿蓋 8.連桿軸套 9.活塞銷卡簧 10.活塞銷

①活塞。活塞的功用是承受氣體壓力，並將其通過活塞銷傳給連桿驅動曲軸旋轉，活塞頂部還是燃燒室的組成部分。活塞在高溫、高壓、潤滑較差的條件下工作，因此要求活塞有足夠的剛度和強度，導熱效能好，要耐高壓、耐高溫、耐磨損，重量輕。活塞一般都採用高強度鋁合金製成，在一些低速柴油機上也採用高階鑄鐵或耐熱鋼。

活塞的基本構造可分為3部分：活塞頂部、活塞頭部和活塞裙部，如圖3-9所示。

圖3-9 活塞構造

1.頂部 2.防漏部 3.裙部 4.銷孔 5.銷座 6.氣環槽 7.油環槽

活塞頂部承受氣體壓力，其形狀、位置、大小都和燃燒的具體形式有關，都是為滿足可燃混合氣形成和燃燒的要求。其頂部形狀有4類：平頂活塞、凸頂活塞、凹頂活塞和成型頂活塞。

a.平頂活塞頂部是一個平面，結構簡單，製造容易，受熱面積小，頂部應力分佈較為均勻，一般用在汽油機上，柴油機很少採用。

b.凸頂活塞頂部凸起呈球頂形，其頂部強度高，起導向作用，有利於改善換氣過程，二衝程汽油機常採用凸頂活塞。

c.凹頂活塞頂部呈凹陷形，凹坑的形狀和位置必須有利於可燃混合氣的燃燒，有雙渦流凹坑、球形凹坑、U形凹坑等，柴油機活塞頂部一般是這種型別。

活塞頭部指第一道活塞環槽到活塞銷孔以上部分。它有數道環槽，用以安裝活塞環，起密封作用，又稱防漏部。柴油機壓縮比高，一般有4道環槽，上部3道安裝氣環，下部安裝油環。汽油機一般有3道環槽，其中有兩道氣環槽和1道油環槽，在油環槽底面上鑽有許多徑向小孔，使被油環從汽缸壁上刮下的機油經過這些小孔流回油底殼。第一道環槽工作條件最惡劣，一般離頂部較遠。

活塞頂部吸收的熱量主要也是經過防漏部通過活塞環傳給汽缸壁，再由冷卻水散熱。總之，活塞頭部的作用除了用來安裝活塞環外，還有密封作用和傳熱作用。

活塞裙部是從油環槽下端面起至活塞最下端的部分，包括裝活塞銷的銷座孔。活塞裙部對活塞在汽缸內的往復運動起導向作用，並承受側壓力。裙部的長短取決於側壓力的大小和活塞直徑。側壓力是指在壓縮行程和作功行程中，作用在活塞頂部的氣體壓力的水平分力使活塞壓向汽缸壁。壓縮行程和作功行程氣體的側壓力方向正好相反，由於燃燒壓力高於壓縮壓力，所以，作功行程中的側壓力也高於壓縮行程中的側壓力。活塞裙部承受側壓力的兩個側面稱為推力面，它們處於與活塞銷軸線相垂直的方向上。

②活塞環。活塞環是具有彈性的開口環，有氣環和油環之分。

功用：氣環用於保證汽缸與活塞間的密封性，防止漏氣，並且要把活塞頂部吸收的大部分熱量傳給汽缸壁，由冷卻水帶走，其中密封作用是主要的。如果密封性不好，高溫燃氣將直接從汽缸表面流入曲軸箱。這樣不但由於環面和汽缸壁面貼合不嚴而不能很好地散熱，而且由於外圓表面吸收附加熱量而導致活塞和氣環燒壞。油環起布油和刮油的作用，下行時刮除汽缸壁上多餘的機油，上行時在汽缸壁上鋪塗一層均勻的油膜。這樣既可以防止機油竄入汽缸燃燒掉，又可以減少活塞、活塞環與汽缸壁的摩擦阻力，此外，油環還能起到封氣的輔助作用。

氣環的斷面形狀很多，最常見的有矩形環、扭曲環、錐形環、梯形環和桶面環，如圖3-10所示。

圖3-10 活塞環

a.矩形環斷面為矩形，其結構簡單，製造方便，易於生產，應用最廣。但是矩形環隨活塞往復運動時，會把汽缸壁面上的機油不斷送入汽缸中。這種現象稱為“氣環的泵油作用”。為了消除或減少有害的泵油作用，除了在氣環的下面裝有油環外，廣泛採用了非矩形斷面的扭曲環。

b.扭曲環是在矩形環的內圓上邊緣或外圓下邊緣切去一部分，使斷面呈不對稱形狀，在環的內圓部分切槽或倒角的稱內切環，在環的外圓部分切槽或倒角的稱外切環。裝入汽缸後，由於斷面不對稱，產生不平衡力的作用，使活塞環發生扭曲變形。活塞上行時，扭曲環在殘餘油膜作用下上浮，可以減小摩擦。活塞下行時，則有刮油效果，避免機油燒掉。同時，由於扭曲環在環槽中上、下跳動的行程縮短，可以減輕“泵油”的副作用。目前被廣泛地應用於第二道活塞環槽上，安裝時必須注意斷面形狀和方向，內切口朝上，外切口朝下，不能裝反。

c.錐形環斷面呈錐形，外圓工作面上加工一個很小的錐面（0.5°～1.5°），減小了環與汽缸壁的接觸面，提高了表面接觸壓力，有利於磨合和密封。活塞下行時，便於刮油；活塞上行時，由於錐面的“油楔”作用，能在油膜上“飄浮”過去，減小磨損，安裝時，不能裝反，否則會引起機油上竄。

d.梯形環斷面呈梯形，工作時，梯形環在壓縮行程中和作功行程中隨著活塞受側壓力的方向不同而不斷地改變位置，這樣會把沉積在環槽中的積炭擠出去，避免了環被粘在環槽中而折斷。可以延長環的使用壽命。但其加工困難，且精度要求高。

e.桶面環外圓為凸圓弧形，是近年來興起的一種新型結構。桶面環上下運動時，均能與汽缸壁形成楔形空間，使機油容易進入摩擦面，減小磨損。由於它與汽缸呈圓弧接觸，故對汽缸表面的適應性和對活塞偏擺的適應性均較好，有利於密封，但凸圓弧表面加工較困難。

油環有普通油環和組合油環兩種，如圖3-11所示。

圖3-11 油環

（a）普通油環 （b）組合油環 1、3.刮油片 2.軸向襯環 4.徑向襯環

a.普通油環又叫整體式油環。環的外圓柱面中間加工有凹槽，槽中鑽有小孔或開切槽，當活塞向下運動時，將缸壁上多餘的機油刮下，通過小孔或切槽流回曲軸箱；當活塞上行時，刮下的機油仍通過回油孔流回曲軸箱。有些普通油環還在其外側上邊制有倒角，使環在隨活塞上行時形成油楔，可起均布潤滑油的作用，下行刮油能力強，減少了潤滑油的上竄。

b.組合油環有三片雙簧式、兩片一簧式和整體油環加螺旋彈簧式等，具有刮油能力強，密封效能好等優點。

③活塞銷。活塞銷的功用是連線活塞和連桿小頭，並把活塞承受的氣體壓力傳給連桿。

活塞銷在高溫下週期性地承受很大的衝擊載荷，其本身又作擺轉運動，而且處於潤滑條件很差的情況下工作，因此，要求活塞銷具有足夠的強度和剛度，表面韌性好，耐磨性好，重量輕。所以活塞銷一般都做成空心圓柱體，採用低碳鋼和低碳合金鋼製成，外表面經滲碳淬火處理以提高硬度，精加工後進行磨光，有較高的尺寸精度和表面粗糙度。

④連桿。連桿的功用是連線活塞與曲軸。連桿小頭通過活塞銷與活塞相連，連桿大頭與曲軸的連桿軸頸相連，並把活塞承受的氣體壓力傳給曲軸，使得活塞的往復運動轉變成曲軸的旋轉運動。連桿組結構如圖3-12所示。

圖3-12 連桿組

（a）斜切口式 （b）平切口式 1.連桿螺栓 2.連桿軸瓦 3.連桿螺母 4.連桿小頭襯套 5.連桿小頭 6.杆身 7.連桿大端 8.連桿瓦蓋 9.連桿螺栓 10.鎖片 11.定位套

（3）曲軸飛輪組

曲軸飛輪組主要由曲軸、飛輪和一些附件組成，如圖3-13所示。

圖3-13 曲軸

1.曲柄 2.連桿軸頸 3.主軸頸 4.定時齒輪軸頸 5.潤滑油道 6.擋油螺紋 7.飛輪接盤 8、12.螺塞 9、13、16.開口銷 10、14. 11、15.油腔

①曲軸。曲軸是發動機最重要的機件之一。它與連桿配合將作用在活塞上的氣體壓力變為旋轉的動力，傳給底盤的傳動機構。同時，驅動配氣機構和其他輔助裝置，如風扇、水泵、發電機等。

曲軸一般由主軸頸，連桿軸頸、曲柄、平衡塊、前端和後端等組成。1個主軸頸、1個連桿軸頸和1個曲柄組成了1個曲拐，曲軸的曲拐數目等於汽缸數（直列式發動機）；V型發動機曲軸的曲拐數等於汽缸數的一半。

主軸頸是曲軸的支承部分，通過主軸承支承在曲軸箱的主軸承座中。主軸承的數目不僅與發動機汽缸數目有關，還取決於曲軸的支承方式。曲軸的支承方式一般有兩種，一種是全支承曲軸，另一種是非全支承曲軸。

全支承曲軸：曲軸的主軸頸數比汽缸數目多1個，即每一個連桿軸頸兩邊都有1個主軸頸。如四缸發動機全支承曲軸有5個主軸頸。這種支承的曲軸的強度和剛度都比較好，並且減輕了主軸承載荷，減小了磨損。柴油機和大部分汽油機多采用這種形式。

非全支承曲軸：曲軸的主軸頸數比汽缸數目少或與汽缸數目相等。這種支承方式叫非全支承曲軸，雖然這種支承的主軸承載荷較大，但縮短了曲軸的總長度，使發動機的總體長度有所減小。有些承受載荷較小的汽油機可以採用這種曲軸形式。

由於發動機工作轉速較高，作為高速旋轉元件的曲軸必須進行動平衡處理，如四缸機採取曲柄對稱佈置的方式來平衡往復慣性力、離心力及其產生的力矩。而一缸機、三缸機無法採用曲柄對稱佈置，則採用在連桿軸頸相對側增加平衡重的方式進行平衡。

②飛輪。飛輪的功用是在發動機作功行程時儲存能量，在其他行程放出能量使發動機運轉均勻，並能幫助發動機克服暫時超負荷，傳遞動力，啟動時引入動力。飛輪在外圓端部壓裝有啟動用的齒圈，外圓表面刻有上止點記號或加工有上止點對位孔。飛輪的後端面是離合器的摩擦表面，在內側圓周上加工有定位孔和與曲軸接盤連線的螺栓孔。

船用柴油機主要有那些部件組成？

柴油機的主要機構元件一般包括：機體、曲柄連桿機構、配氣機構、燃油系統、潤滑系統、冷卻系統、電器系統。基本結構包括：曲柄連桿機構、配氣機構、傳動機構、燃油供給系統、潤滑系統、冷卻系統和氣動系統（俗稱三大機構、四大系統）。

曲柄連桿機構、配氣機構和燃油供給系統是柴油機的三大基本部分，它們互相配合，完成柴油機的工作迴圈，實現能量轉換。

柴油機在使用過程中，必須對以上各部分予以充分重視，不可忽視任何一個部分，否則，柴油機的正常工作將無法保證，甚至會造成柴油機的嚴重損壞。

對於現代柴油機而言，在上述基本結構的基礎上，通過增加增壓系統（提高進氣壓力）而成為增壓柴油機，通過對供油系統的電控化而成為電控柴油機（包括電控共軌柴油機和電控單體柴油機）。

柴油機的組成與分類

(一)柴油機的組成

柴油機是一種將柴油在發動機內部燃燒,並將燃燒釋放出的熱能通過活塞曲柄連桿機構轉變為機械能的熱力發動機。圖5-1為活塞式柴油機裝置示意圖。它是由一個的發動機所構成。工作時將柴油和空氣直接送到發動機的氣缸內部進行燃燒,放出熱能,形成高溫、高壓的燃氣,推動活塞移動。然後通過曲柄連桿機構對外輸出機械能。

圖5-l 柴油機裝置示意圖

1—氣缸體;2—噴油器;3—進氣門;4—排氣門;5—活塞;6—連桿;7—曲軸

柴油機是一種比較複雜的動力機械;在地勘鑽探工程施工中,被列為重要的鑽孔施工配套裝置。其主要由以下機構和系統組成。

1.機體

機體是柴油機的基礎部件,起支承和保護機件的作用。它由氣缸頭(蓋)、氣缸體、曲軸箱、油底殼、機座等組成。這些零件構成了柴油機骨架,所有運動件和輔助系統都支承在它上面。

2.曲柄連桿機構

曲柄連桿機構是柴油機的主要運動件。它由活塞、連桿、曲軸、飛輪等組成(圖5-2)。曲柄連桿機構中的活塞與氣缸共同組成可變的承壓室,承受氣體壓力。燃氣壓力將推動活塞運動,通過連桿和曲軸,變往復運動為旋轉運動,實現熱功交換,保證柴油機連續工作。

圖5-2 曲柄連桿機械

3.配氣機構與進、排氣系統

配氣機構與進、排氣系統的作用是配合曲柄連桿機構運動,定時開閉進氣門與排氣門(或氣窗),實現吸氣和排氣,提供燃料燃燒所需要的充足氧氣,以保證燃燒過程的充分進行。

柴油機的配氣系統主要是由進、排氣門、氣門彈簧、氣門座、搖臂、挺杆、推杆、配氣凸輪軸以及空氣濾清器、排氣消音器、進排氣管道等組成(圖5-3)。

4.燃料供給與調節系統

燃油供給與調節系統的作用是依據工作情況而變數供給燃料,並在壓縮衝程末期定時向氣缸中噴射具有一定壓力、質量、射程的霧狀柴油,以便與經過壓縮的高溫、高壓空氣相遇時迅速自燃。

柴油機燃油供給與調節系統由油箱、輸油泵、柴油濾清器、噴油泵、噴油器以及調速器等組成(圖5-4)。

圖5-3 頂置式配氣系統

1—凸輪;2—挺杆;3—推杆;4—搖臂軸;5—調整螺釘;6—氣門搖臂;7—氣門鎖夾;8—氣門彈簧座;9—氣門彈簧;10—氣門導管;11—氣門

圖5-4 X4105型柴油機燃油供給系統

1—輸油泵;2—噴油泵;3—調速器;4—高壓;5—預熱器;6—噴油器(嘴);7—回;8—油杯;9—濾清器

5.潤滑系統

潤滑系統是關係到柴油機壽命和工作情況的重要系統。它的作用有4個主要方面:①是向運動表面提供潤滑油,變幹摩擦為溼摩擦,以減輕機件的磨損,降低摩擦消耗功。②是通過潤滑油的流動,帶走摩擦熱和磨屑,使冷卻機件防止因受熱嚴重而變形卡滯,使零件保持正確的配合關係。③是密封運動間隙,防止氣缸漏氣,損失動力。④是保護金屬表面,防止氧化生鏽。

柴油機潤滑系統由油底殼、機油泵、濾清器、散熱器以及壓力調節、安全裝置、儀表(油溫表、油壓表)等組成(圖5-5)。

6.冷卻系統

冷卻系的作用是將受熱嚴重的機件(如氣缸、氣缸蓋等)用冷卻介質帶走熱量,以防止因過熱而造成機件強度、剛度下降,幾何尺寸的改變及運動偶件卡滯等現象。另外,潤滑油溫度高,會失去潤滑效果,也需要冷卻。

柴油機的冷卻介質是水與空氣,因而它的冷卻方式有水冷和風冷兩種。

柴油機水冷卻系統主要由水箱、散熱器、水泵、風扇、節溫器及水溫表等組成(圖5-6)。因為水冷卻效果可靠,故得到廣泛的採用。

圖5-5 X4105型柴油機潤滑系統

1—機油泵;2—油溫表;3—濾網盤;4—油底殼;5—曲軸;6—主軸道;7—油壓表;8—氣缸頭;9—搖臂;10—凸輪軸;11—濾清器;12—粗濾器;13—安全閥;14—調壓閥;15—散熱器

圖5-6 強制迴圈水冷系統

1—氣缸蓋;2—氣缸體;3—機油冷卻器;4—水泵;5—散熱水箱;6—風扇;7—回水

風冷卻系統多用於高速移動式小功率柴油機上,由風扇、風屏等組成。

7.啟動系統

柴油機由靜止狀態轉入運動狀態,必須藉助外力轉動曲軸,將空氣吸入氣缸,並在規定時刻噴油燃燒做功,才能開始進行工作迴圈。柴油機上設立啟動系統就是為其從靜止到工作狀態提供條件。目前國內中、小型柴油機根據用途和結構形式的不同,主要採用以下四種啟動方法:

(1)電力啟動

電力啟動裝置由蓄電池、電動機、繼電調節器、發電機和預熱塞等組成。

這種啟動方式是中等功率柴油機上採用較多的一種啟動方法,其直流電動機用蓄電池作電源。電力啟動特點是:結構緊湊,操作方便,但可靠性不高,受環境溫度(主要是低溫)影響大;因受蓄電池充電情況的,柴油機啟動次數也受。

(2)小型汽油機啟動

小型汽油機啟動主要通過小型汽油機和傳動裝置(減速器、離合器、制動器、自動分離機構)來完成。在一些中等功率的柴油機上採用小汽油機啟動的原因是:啟動效能可靠,受氣溫影響不大,啟動時間和次數不受。還可以利用汽油機的冷卻水和排氣管的熱量來預熱主機,提高機體溫度,減小啟動阻力。但結構較複雜,啟動操作不方便。這種方法一般在嚴寒地區和野外條件下比較適用。

(3)壓縮空氣啟動

壓縮空氣啟動是將高壓空氣按照柴油機工作順序,在做功衝程供入各個氣缸,藉助高壓氣體的膨脹推力來推動活塞移動,使曲軸以一定的轉速旋轉,實現柴油機的啟動。

壓縮空氣啟動裝置主要由貯氣瓶、控制閥、分配器、啟動閥,壓力錶等組成(圖5-7)。壓縮空氣啟動一般用於缸徑大於150mm的大、中型柴油機上。其特點是:具有較大的啟動力矩,啟動可靠快捷,不受低溫環境的影響。但它的結構較複雜,啟動次數受貯氣瓶壓縮空氣的氣壓。

圖5-7 壓縮空氣啟動裝置示意圖

1—貯氣瓶;2—啟動控制閥;3—壓力錶;4—空氣分配器;5—壓縮空氣管;6—啟動閥

(4)人力啟動

人力啟動一般只用於中、小型柴油機上,根據結構不同分為手搖啟動、拉繩啟動、慣性啟動和彈簧啟動4種。

許多20馬力以下的柴油機都採用手搖啟動,藉助一個搖把由慢漸快地搖動曲軸達到啟動目的。手搖啟動不僅用來啟動柴油機,有時還用來作為其他啟動方法的後備方法。

拉繩啟動一般在10馬力以下的柴油機上採用。它藉助一啟動繩在飛輪邊緣凹槽上繞1.5～2圈,拉動啟動繩、飛輪旋轉帶動曲軸轉動,完成柴油機的啟動。

慣性啟動是利用啟動裝置中的儲能飛輪,將人力做的功儲存起來,再釋放這個能量啟動柴油機。在缺乏電源的地區用它來代替電動機,啟動較大功率的柴油機。

彈簧啟動是利用人力轉動手柄改變彈簧的形狀將能量儲存在啟動器內,啟動柴油機時扳動釋放槓桿,把儲存的能量釋放出來進行啟動工作。由於操作簡單,啟動可靠,在低溫區、溫熱帶及環境惡劣地區應用較多。

8.增壓系統

增壓系統的作用是使進氣壓力增高,從而提高柴油機的有效功率。它是在增壓柴油機上裝置的一種特殊機構——增壓器。

(二)柴油機分類

柴油機的結構形式很多,分類方法也多,主要可按如下方式劃分多種型別:

1.按缸數分類

有單缸、雙缸和多缸式。

2.按冷卻方法分類

有水冷式和風冷式。

3.按轉速分類

有高速機、中速機及低速機。高速機額定轉速在1000r/min以上。中速機額定轉速在600～1000r/min範圍內。低速機額定轉速在600r/min以下。

4.按照用途分類

1)固定式。內燃機在一固定不變位置進行工作機。如鑽井、固定發電機等所用的內燃機。

2)移動式。作為移動機械動力的內燃機,包括:①汽車,拖拉機用:汽車、拖拉機等所用的內燃機。②船用:能滿足海上工作環境要求,用作船舶動力的內燃機。③鐵路牽引用:作為內燃機車動力用的內燃機。

5.按氣缸排列形式分類

按氣缸排列形式可以分為單列臥式、單列立式、V形並列式和對置臥式等(圖5-8)。

圖5-8 按氣缸排列分類

單缸柴油機的內部構造圖

單缸柴油機內部構造主要都是由下列機構和系統組成的:    

曲柄連桿機構（包括：氣缸體、曲軸、連桿、活塞、缸套、缸蓋等零部件）。   

配氣機構（包括：凸輪軸、進排氣門、挺柱、搖臂、傳動齒輪及皮帶輪等零部件）。  

潤滑系統（包括：機油池、機道、甩油盤、機油濾等零部件）。

供油系統（包括：油泵總成、噴油器、柴油慮、柴路等零部件）。  

冷卻系統（包括：風扇、散熱器、冷卻水管路等零部件）。

以下是單缸柴油機內部構造圖如下：

單缸柴油機的每個工作迴圈都經歷四個過程:進氣、壓縮、做功和排氣。在一個工作迴圈中只有一個行程是做功的，而其餘三個行程都是為做功行程創造條件的輔助行程，參考下面工作原理圖。

發動機由什麼部分組成的工作原理什麼？

這個比較複雜，細說起來就是一本書，建議看一下《內燃機原理》，下面是個簡述：

往復活塞式內燃機的組成部分主要有曲柄連桿機構、機體和氣缸蓋、配氣機構、供油系統、潤滑系統、冷卻系統、起動裝置等。

氣缸是一個圓筒形金屬機件。密封的氣缸是實現工作迴圈、產生動力的源地。各個裝有氣缸套的氣缸安裝在機體裡，它的頂端用氣缸蓋封閉著。活塞可在氣缸套內往復運動，並從氣缸下部封閉氣缸，從而形成容積作規律變化的密封空間。燃料在此空間內燃燒，產生的燃氣動力推動活塞運動。活塞的往復運動經過連桿推動曲軸作旋轉運動，曲軸再從飛輪端將動力輸出。由活塞組、連桿組、曲軸和飛輪組成的曲柄連桿機構是內燃機傳遞動力的主要部分。

活塞組由活塞、活塞環、活塞銷等組成。活塞呈圓柱形，上面裝有活塞環，藉以在活塞往復運動時密閉氣缸。上面的幾道活塞環稱為氣環，用來封閉氣缸，防止氣缸內的氣體漏洩，下面的環稱為油環，用來將氣缸壁上的多餘的潤滑油刮下，防止潤滑油竄入氣缸。活塞銷呈圓筒形，它穿入活塞上的銷孔和連桿小頭中，將活塞和連桿聯接起來。連桿大頭端分成兩半，由連桿螺釘聯接起來，它與曲軸的曲柄銷相連。連桿工作時，連桿小頭端隨活塞作往復運動，連桿大頭端隨曲柄銷繞曲軸軸線作旋轉運動，連桿大小頭間的杆身作複雜的搖擺運動。

曲軸的作用是將活塞的往復運動轉換為旋轉運動，並將膨脹行程所作的功，通過安裝在曲軸後端上的飛輪傳遞出去。飛輪能儲存能量，使活塞的其他行程能正常工作，並使曲軸旋轉均勻。為了平衡慣性力和減輕內燃機的振動，在曲軸的曲柄上還適當裝置平衡質量。

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。

為了向氣缸內供入燃料，內燃機均設有供油系統。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。

四衝程是指在進氣、壓縮、膨脹和排氣四個行程內完成一個工作迴圈，此間曲軸旋轉兩圈。進氣行程時，此時進氣門開啟，排氣門關閉。流過空氣濾清器的空氣，或經化油器與汽油混合形成的可燃混合氣，經進氣管道、進氣門進入氣缸；壓縮行程時，氣缸內氣體受到壓縮，壓力增高，溫度上升；膨脹行程是在壓縮上止點前噴油或點火，使混合氣燃燒，產生高溫、高壓，推動活塞下行並作功；排氣行程時，活塞推擠氣缸內廢氣經排氣門排出。此後再由進氣行程開始，進行下一個工作迴圈。

二衝程是指在兩個行程內完成一個工作迴圈，此期間曲軸旋轉一圈。首先，當活塞在下止點時，進、排氣口都開啟，新鮮充量由進氣口充入氣缸，並掃除氣缸內的廢氣，使之從排氣口排出；隨後活塞上行，將進、排氣口均關閉，氣缸內充量開始受到壓縮，直至活塞接近上止點時點火或噴油，使氣缸內可燃混合氣燃燒；然後氣缸內燃氣膨脹，推動活塞下行作功；當活塞下行使排氣口開啟時，廢氣即由此排出活塞繼續下行至下止點，即完成一個工作迴圈。

內燃機的排氣過程和進氣過程統稱為換氣過程。換氣的主要作用是儘可能把上一迴圈的廢氣排除乾淨，使本迴圈供入儘可能多的新鮮充量，以使盡可能多的燃料在氣缸內完全燃燒，從而發出更大的功率。換氣過程的好壞直接影響內燃機的效能。為此除了降低進、排氣系統的流動阻力外，主要是使進、排氣門在最適當的時刻開啟和關閉。

實際上，進氣門是在上止點前即開啟，以保證活塞下行時進氣門有較大的開度，這樣可在進氣過程開始時減小流動阻力，減少吸氣所消耗的功，同時也可充入較多的新鮮充量。當活塞在進氣行程中執行到下止點時，由於氣流慣性，新鮮充量仍可繼續充入氣缸，故使進氣門在下止點後延遲關閉。

排氣門也在下止點前提前開啟，即在膨脹行程後部分即開始排氣，這是為了利用氣缸內較高的燃氣壓力，使廢氣自動流出氣缸，從而使活塞從下止點向上止點運動時氣缸內氣體壓力低些，以減少活塞將廢氣排擠出氣缸所消耗的功。排氣門在上止點後關閉的目的是利用排氣流動的慣性，使氣缸內的殘餘廢氣排除得更為乾淨。

內燃機效能主要包括動力效能和經濟效能。動力效能是指內燃機發出的功率(扭矩)，表示內燃機在能量轉換中量的大小，標誌動力效能的引數有扭矩和功率等。經濟效能是指發出一定功率時燃料消耗的多少，表示能量轉換中質的優劣，標誌經濟效能的引數有熱效率和燃料消耗率。

內燃機未來的發展將著重於改進燃燒過程，提高機械效率，減少散熱損失，降低燃料消耗率；開發和利用非石油製品燃料、擴大燃料資源；減少排氣中有害成分，降低噪聲和振動，減輕對環境的汙染；採用高增壓技術，進一步強化內燃機，提高單機功率；研製複合式發動機、絕熱式渦輪複合式發動機等；採用微處理機控制內燃機，使之在最佳工況下運轉；加強結構強度的研究，以提高工作可靠性和壽命，不斷創制新型內燃機

變氣門，變升程，變相位，甚至停掉幾個缸的技術，都沒能做到在行進中連續變缸徑，但有等效的。

這種發動機有一個桶形缸體，桶底後，桶底中間有圓孔。還有一個缸體，好像一根筷子穿過一張厚的圓餅並粘合，筷子就是軸，這個軸也穿過桶形缸體底部的孔，餅形體也納入桶中，封閉成一個空心圓柱體的缸腔。這個缸腔的容積是可以變化的，比如只要固定桶，用機械裝置或者液壓裝置抽動軸就可以實現。

桶底從圓孔的邊到桶的內避割條縫，插入一個矩形板；餅面從圓邊到軸割條縫，也插入一塊矩形板，兩塊矩形板可以把缸腔一分為二，成為兩個密封缸腔，第一密封缸腔和第二密封缸腔。其中一個密封缸腔從桶壁的矩形板本側開口，充入高壓氣體，或充入油氣混合物並點燃；第二密封腔從桶壁上與前一開口相隔一個矩形板的位置開口放氣。固定桶，矩形板就牽引餅和筷子轉動，反過來也行。

第一個密封腔從最小、充氣到轉過一定相位（轉角）就停止供氣，可以用閥門或者控制油氣供應量來實現。由於高壓氣體膨脹，裝置會繼續轉動，第一密封缸腔內的氣壓會降低，直到稍微低於環境氣壓，這樣會產生轉動阻力。於是第二個矩形板需要在頭部靠近邊緣開一個孔，安裝單向閥，向內補氣。如果當初的氣壓適當，在第二塊矩形板轉到第二開口的時候，第一密封缸腔的氣壓正好等於或接近於環境氣壓，這是最經濟的。第三種情況是還有少量餘壓。

當兩個矩形板快要相遇的時候，需要避讓。於是從桶的裙部內圓刻成曲線滑槽，裝上滑動塊，滑動塊與第二塊矩形板連線；從軸穿出桶底的一側套裝一個空心圓柱體，外圓面刻曲線滑槽，裝上滑動塊，與第一塊矩形板連線。滑槽由圓和擺線構成，控制矩形板前衝、頂住和抽回。桶底和餅都夠厚，所以不會抽脫。第二塊矩形板在轉動方向上，和餅一塊轉動；在軸向上，則由桶上的滑槽控制，所以變換容積的時候仍能抵住桶的底部。同樣道理，第一塊矩形板總是能抵住餅的內表面。

這種裝置在一個著力面上沿弧形軌跡，把高壓氣體的內能轉化為動能，是一種動力機械裝置。反過來，也可以在機械的帶動下反向轉動，製取壓縮空氣，或者作為一個剎車器。做一個容量小的壓氣裝置，製取高壓油氣，配上點火裝置，再做一個容量動力機械裝置，將燃燒後大量高溫高壓氣體的內能轉化為動能，就是一臺發動機。