發(fā)動機(jī)（Engine）它是一種能將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。僅僅過了200年，發(fā)動機(jī)已經(jīng)從蒸汽動力發(fā)展到燃料動力、電力到核能。未來的發(fā)動機(jī)更傾向于清潔燃料以保護(hù)環(huán)境。按種類主要可分為外燃機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、電動機(jī)、液壓機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)和噴氣發(fā)動機(jī)等。通常一些基本參數(shù)被用來描述發(fā)動機(jī)，例如氣缸的排列、氣缸數(shù)、氣門數(shù)、排氣量、最大輸出功率和最大扭矩等。日常生活中最常見的發(fā)動機(jī)有汽油機(jī)和柴油機(jī)，其中汽油機(jī)有兩個機(jī)構(gòu)和五個系統(tǒng)，而柴油機(jī)相比汽油機(jī)缺少點(diǎn)火系統(tǒng)。一般來說，工作過程包括四個階段，即進(jìn)氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在航空航天領(lǐng)域，通常使用噴氣發(fā)動機(jī)，燃?xì)廨啓C(jī)用于船舶和其他領(lǐng)域。

外燃機(jī)

外燃發(fā)動機(jī)是指燃料燃燒發(fā)生在氣缸外部，即鍋爐內(nèi)部的裝置。鍋爐在燃燒過程中釋放的熱能加熱水，將液態(tài)流體轉(zhuǎn)化為蒸汽，然后將蒸汽引入發(fā)動機(jī)，氣缸在發(fā)動機(jī)中膨脹做功。外燃機(jī)主要包括蒸汽機(jī)和汽輪機(jī)。與內(nèi)燃機(jī)相比，外燃機(jī)可以避免傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)中的爆震問題，進(jìn)而提高工作過程中的效率、降低噪音減少污染和節(jié)約成本等。

內(nèi)燃機(jī)

內(nèi)燃機(jī)是一種動力機(jī)器，它是通過在機(jī)器中燃燒燃料并將其熱能直接轉(zhuǎn)化為動力的熱機(jī)。按燃料可分為柴油機(jī)和汽油機(jī)，按缸數(shù)可分為單缸式和多缸式，按冷卻方式可分為風(fēng)冷和水冷，等等。為了促進(jìn)生產(chǎn)，國家、為識別和使用各種型號的內(nèi)燃機(jī)，規(guī)定了相應(yīng)的名稱和型號編制規(guī)則，主要包括四個部分。一臺完整的內(nèi)燃機(jī)主要由兩個機(jī)構(gòu)和五個系統(tǒng)組成。它們是曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)和起動系統(tǒng)。同時，內(nèi)燃機(jī)熱效率高，即油耗低，經(jīng)濟(jì)性好；功率范圍寬，結(jié)構(gòu)緊湊，重量輕；啟動快、操作簡單等優(yōu)點(diǎn)，在水陸交通、航空動力、工程機(jī)械、它已廣泛應(yīng)用于軍用船舶和農(nóng)業(yè)機(jī)械。

燃?xì)廨啓C(jī)

燃?xì)廨啓C(jī)是一種內(nèi)燃動力機(jī)械，它驅(qū)動葉輪高速旋轉(zhuǎn)，將燃料的能量轉(zhuǎn)化為有用功它是一種旋轉(zhuǎn)葉輪熱機(jī)，主要由三部分組成：壓縮機(jī)、燃燒室、水輪機(jī)。燃?xì)廨啓C(jī)在運(yùn)行過程中從高溫氣體中吸收能量，高溫氣體是通過燃燒汽油或燃燒天然氣形成的壓縮空氣流。從機(jī)械上講，燃?xì)廨啓C(jī)比內(nèi)燃機(jī)簡單。

噴氣發(fā)動機(jī)

噴氣發(fā)動機(jī)可以將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為氣體的動能，并以極高的速度向后噴射以產(chǎn)生推力。噴氣發(fā)動機(jī)可分為空氣噴氣發(fā)動機(jī)和火箭發(fā)動機(jī)。空氣噴氣發(fā)動機(jī)利用空氣中的氧氣作為氧化劑，使燃料在與空氣混合的過程中燃燒產(chǎn)生高溫氣體，然后高速噴出產(chǎn)生推力。火箭發(fā)動機(jī)依靠其攜帶的氧化劑和燃料產(chǎn)生高溫高壓氣體，然后加速彈射產(chǎn)生推力。

電動機(jī)

電機(jī)是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)電能量轉(zhuǎn)換器。電動機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、能量轉(zhuǎn)換率高、優(yōu)異的控制性能在生活中得到了廣泛的應(yīng)用。按用途可分為工業(yè)電機(jī)、民用電機(jī)和專用電機(jī)。根據(jù)工作原理不同，可分為DC電機(jī)和交流電機(jī)。

液壓機(jī)

液壓機(jī)使用帕斯卡 s原理，以油或水為介質(zhì)，以靜壓傳動為工作條件，使滑塊能連續(xù)運(yùn)動、下往復(fù)運(yùn)動。按工作介質(zhì)可分為油壓式和水壓式。

氣缸排列

直列式排列

少于5個氣缸的大多數(shù)發(fā)動機(jī)氣缸都是直列式的，一些6缸發(fā)動機(jī)也是直列式的。直列發(fā)動機(jī)的氣缸是一字排開的，氣缸蓋、氣缸體和曲軸結(jié)構(gòu)簡單，制造成本低，扭矩特性好，油耗少，尺寸緊湊，應(yīng)用廣泛，但功率較低。

V形排列

在一些6缸或8缸及以上發(fā)動機(jī)中，氣缸通常排列成兩排，它們的軸線呈V形。V型發(fā)動機(jī)更緊湊，適用于多缸發(fā)動機(jī)，但其缸體結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工成本高。

水平對置式排列

針對航空上使用的活塞式發(fā)動機(jī)，有一種將曲軸左右放置的方式，稱為水平對置發(fā)動機(jī)。與其他形式相比，這種類型的氣缸配置有更多的氣缸和更好的慣性力平衡、振動小、部件少、結(jié)構(gòu)簡單。對于36的功率范圍.75~220.5kW航空發(fā)動機(jī)現(xiàn)在幾乎用于所有水平對置發(fā)動機(jī)，大多數(shù)輕型飛機(jī)也配備了這種類型的發(fā)動機(jī)。

臥式排列

由于固定的高度限制，無法采用直線排列，大多數(shù)將采用水平排列。

氣缸數(shù)

發(fā)動機(jī)常用的缸數(shù)一般為3、4、5、6、8缸。1升以下的發(fā)動機(jī)一般用3缸，1~2個.5升的發(fā)動機(jī)一般用4缸，3升左右的發(fā)動機(jī)一般用6缸。

氣門數(shù)

發(fā)動機(jī)

國內(nèi)發(fā)動機(jī)大多采用兩個氣門，一個是進(jìn)氣門，一個是排氣門。國外品牌汽車發(fā)動機(jī)一般每缸采用四氣門結(jié)構(gòu)，即兩個進(jìn)氣門和兩個排氣門，提高了進(jìn)排氣效率。有些汽車發(fā)動機(jī)采用每缸五氣門的結(jié)構(gòu)，即三個進(jìn)氣門，兩個排氣門其主要目的是增加排量，使燃燒更徹底。

排氣量

排氣量是不同類型汽車發(fā)動機(jī)的排氣標(biāo)準(zhǔn)，一般指各缸工作容積之和。排氣量通常是根據(jù)每公里排出的廢氣量來計(jì)算的。排氣量越大，汽車的功率越大，在相同的時間內(nèi)排出的氣體越多，但污染也越多。發(fā)動機(jī)排量比氣缸直徑和數(shù)量更能反映發(fā)動機(jī)功率的大小。

最高輸出功率

一般用千瓦（KW）或者馬力（HP）要表示發(fā)動機(jī)的最高輸出功率，1馬力大致等于0.75千瓦。發(fā)動機(jī)的輸出功率與轉(zhuǎn)速有很大關(guān)系隨著車速的增加，發(fā)動機(jī)的功率也隨之增加，但達(dá)到一定速度后，功率會呈現(xiàn)下降趨勢。

最大扭矩

最大扭矩是指發(fā)動機(jī)從曲軸端輸出的扭矩，一般出現(xiàn)在發(fā)動機(jī)中、在低速范圍內(nèi)，扭矩會隨著轉(zhuǎn)速的升高而降低。

效率特性

發(fā)動機(jī)的效率可以用幾種不同的方式表示，效率的數(shù)字表示是輸出比輸入。發(fā)動機(jī)經(jīng)常考慮機(jī)械效率、體效率和熱效率。機(jī)械效率是制動力和指示效率之間的比較；容積效率是指實(shí)際進(jìn)入燃燒室的燃油混合物與該速度下的理論進(jìn)氣量之間的比較；熱效率是指燃料中含有的能量與發(fā)動機(jī)實(shí)際輸出的能量之間的比較。

速度特性

發(fā)動機(jī)的性能指標(biāo)與轉(zhuǎn)速變化之間的關(guān)系稱為發(fā)動機(jī)的轉(zhuǎn)速特性。速度特性包括部分負(fù)載速度特性和外部特性。外部特性是發(fā)動機(jī)能夠達(dá)到的最高性能。

內(nèi)燃機(jī)

生活中典型的發(fā)動機(jī)有汽油機(jī)和柴油機(jī)，其中汽油機(jī)由”兩大機(jī)構(gòu)、五大系統(tǒng)“組成分別為曲柄連桿機(jī)構(gòu)、配氣機(jī)構(gòu)、燃料供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、點(diǎn)火系統(tǒng)和起動系統(tǒng)。柴油機(jī)由”兩大機(jī)構(gòu)、四大系統(tǒng)“組成（不包含點(diǎn)火系統(tǒng)）

功能結(jié)構(gòu)

發(fā)動機(jī)的主要運(yùn)動機(jī)構(gòu)之一是曲柄連桿機(jī)構(gòu)，它將作用在活塞上的力轉(zhuǎn)化為曲軸輸出的扭矩，并將活塞的往復(fù)運(yùn)動轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而可以驅(qū)動汽車車輪的旋轉(zhuǎn)。具體地，柴油發(fā)動機(jī)中的曲柄連桿機(jī)構(gòu)主要由主體組構(gòu)成、活塞連桿組、曲輪飛輪組、平衡機(jī)構(gòu)所構(gòu)成。

配氣機(jī)構(gòu)

配氣機(jī)構(gòu)的作用是根據(jù)發(fā)動機(jī)每個氣缸的工作循環(huán)和點(diǎn)火順序有規(guī)律地打開和關(guān)閉進(jìn)氣口、排氣閥，以便新鮮可燃混合氣體（汽油機(jī)）或空氣（柴油機(jī)）及時進(jìn)入氣缸，及時排出廢氣。同時，當(dāng)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(jī)構(gòu)是閥門—凸輪式配氣機(jī)構(gòu)，簡稱閥式配氣機(jī)構(gòu)。

燃料供給系統(tǒng)

燃油供給系統(tǒng)是內(nèi)燃機(jī)中的關(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(jī)和汽油機(jī)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(jī)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)。汽油機(jī)采用空氣和燃油在缸外相遇，均勻混合成理想比例的可燃混合氣，然后輸送到缸內(nèi)的外混合氣形成方式。

冷卻系統(tǒng)

內(nèi)燃機(jī)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(kuò)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(kuò)散到大氣中。其主要部件為：風(fēng)扇、溫度調(diào)節(jié)裝置和圓頂?shù)取Ｋ湎到y(tǒng)首先將高溫部件的熱量傳遞給水，然后水將其擴(kuò)散到大氣中其主要組成部分如下：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)

發(fā)動機(jī)的潤滑系統(tǒng)主要包括油泵、油底殼、機(jī)油濾清器、集濾器等部件。它的作用是在發(fā)動機(jī)工作時清潔足夠的潤滑油（或稱為機(jī)油）不斷輸送到運(yùn)動零件的摩擦面，在摩擦面之間形成油膜，實(shí)現(xiàn)液體潤滑，從而降低摩擦阻力功耗和零件磨損，達(dá)到提高發(fā)動機(jī)工作可靠性和耐久性的目的。根據(jù)發(fā)動機(jī)中各運(yùn)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(diǎn)火系統(tǒng)

點(diǎn)火系統(tǒng)是汽油發(fā)動機(jī)上的一個獨(dú)特系統(tǒng)，其主要部件包括：蓄電池、點(diǎn)火開關(guān)、點(diǎn)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中添加電火花，以點(diǎn)燃其中的可燃混合物，而點(diǎn)火方法也是來自最早的萬磁王、熱管點(diǎn)火、電池點(diǎn)火已經(jīng)發(fā)展到今天的電子點(diǎn)火。

啟動系統(tǒng)

中小型內(nèi)燃機(jī)可用汽油或人力起動、電動機(jī)啟動和輔助發(fā)電機(jī)啟動。啟動系統(tǒng)的主要組件包括：蓄電池、起動機(jī)和起動機(jī)繼電器等。它的主要作用是啟動固定式內(nèi)燃機(jī)，使其進(jìn)入自運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

進(jìn)氣沖程

在汽油發(fā)動機(jī)中，活塞在曲軸和連桿的驅(qū)動下從上止點(diǎn)移動到下止點(diǎn)曲軸同時帶動活塞運(yùn)動，正時齒輪帶動配氣機(jī)構(gòu)運(yùn)動此時，凸輪軸的進(jìn)氣凸輪將通過配氣機(jī)構(gòu)的傳動機(jī)構(gòu)打開進(jìn)氣門隨著活塞的向下運(yùn)動，活塞上方氣缸的容積增大，形成一定程度的真空，化油器中形成的可燃混合氣被吸入氣缸。柴油發(fā)動機(jī)的進(jìn)氣沖程吸入空氣。

壓縮沖程

隨著汽油機(jī)曲軸的運(yùn)動，活塞被從下止點(diǎn)推向上止點(diǎn)此時氣缸蓋上的進(jìn)氣門和排氣門同時關(guān)閉，氣缸成為一個密封的空間隨著活塞的向上運(yùn)動，活塞上方的氣缸容積逐漸減小，混合氣被壓縮3356，溫度升高當(dāng)混合氣被壓縮到上止點(diǎn)時，由凸輪軸控制的點(diǎn)火系統(tǒng)向火花塞提供高壓電，形成強(qiáng)大的電火花點(diǎn)燃可燃混合氣，推動活塞做功。在柴油機(jī)的壓縮沖程中被壓縮的仍然是空氣。

做功沖程

壓縮沖程結(jié)束后，當(dāng)活塞即將到達(dá)上止點(diǎn)時，霧化的高壓柴油將噴入氣缸并與壓縮的高溫空氣混合開始燃燒。此時，因?yàn)檫M(jìn)氣門和排氣門都是關(guān)閉的，燃燒時壓力高、高溫氣體會推動活塞從上止點(diǎn)運(yùn)動到下止點(diǎn)，并通過連桿推動曲軸旋轉(zhuǎn)當(dāng)活塞到達(dá)下止點(diǎn)時，工作沖程結(jié)束。

排氣沖程

當(dāng)做功沖程結(jié)束時，活塞再次從下止點(diǎn)運(yùn)動到上止點(diǎn)，排氣閥打開將燃燒后的廢氣排出氣缸，曲軸繼續(xù)旋轉(zhuǎn)當(dāng)活塞剛剛通過上止點(diǎn)時，排氣閥關(guān)閉，排氣沖程結(jié)束。

噴氣式發(fā)動機(jī)

一般來說，噴氣發(fā)動機(jī)主要用于航空和航天領(lǐng)域，將吸入的空氣壓縮并與燃料混合形成高溫高壓氣體后噴出，從而產(chǎn)生強(qiáng)大的反作用力。