相比於蒸汽機,內燃機結構就要複雜得多了。
不過也複雜不到哪裡去。
實際上如今蒸汽機也可以稱為外燃機,與內燃機不同,外燃機顧名思義就是將燃燒室置於氣缸之外。
而內燃機就是將燃燒室置於氣缸之內,通過燃燒室燃燒產生熱量,帶動活塞在氣缸內做活塞運動,繼而產生,輸出動力。
當然如今內燃機還處於設計階段,要打造,測試,最後投用還有一段相當長的時間。
但如今也是時候了。
通過燃料和空氣混合,在內置燃燒室內燃燒,產生高溫高壓燃氣,燃氣膨脹帶動活塞做功,再通過連杆,曲軸等等機械設計將其輸出即可。
內燃機雖然結構要比蒸汽機要複雜,但比起蒸汽機,內燃機可以打造得更小,更方便攜帶。
如汽油機,柴油機,活塞式發動機以及噴氣式發動機,都屬於內燃機的一種。
而內燃機所使用的燃料,煤油,汽油,柴油,均可。
整個過程包括進氣,壓縮,作功和排氣四個過程。
每進行一次進氣,壓縮,作功和排氣也叫做一個工作循環。
若曲軸每轉兩圈,活塞經過四個衝程完成一個工作循環的叫做四衝程內燃機,若曲軸每轉一圈,活塞隻經過兩個衝程就完成一個工作循環的叫做二衝程內燃機。
其中進氣衝程是實現吸進新鮮空氣的過程,靠飛輪旋轉慣性的作用帶動曲軸,將活塞由上止點位置逐漸拉向下止點,這時通過配氣機構開啟進氣門,關閉排氣門,隨著活塞向下移動,氣缸內的容積逐漸增大,產生真空吸力,新鮮空氣不斷地被吸進氣缸,活塞移動到下止點,即活塞移動一衝程,進氣衝程結束,進氣門關閉。
壓縮衝程是在飛輪帶動下,曲軸繼續旋轉推動活塞由下止點向上止點運動,這時進,排氣門均關閉,在活塞移動中氣缸內的容積逐漸減小,而氣體的壓力和溫度逐漸升高,至此活塞移動了第二個衝程,曲軸累計回轉了一圈,壓縮衝程結束。
作功衝程是當壓縮衝程接近終了時,進,排氣門繼續關閉,噴油器開始向氣缸內噴入霧狀燃料,在氣缸內高溫空氣的作用下,油霧很快被蒸發,並與高溫空氣混合成可燃混合氣體而迅速自行著火燃燒,放出大量熱能,使氣缸內氣體受熱發生猛烈膨脹,溫度也會升高至兩千度左右,從而產生很大的推力迫使活塞從上止點向下止點運動,並通過連杆使曲軸旋轉,從而帶動飛輪旋轉,起儲能作用,將燃油發出的熱能轉變為曲軸旋轉的機械能。
而隨著活塞向下止點運動,氣缸內氣體的壓力和溫度下降。
至活塞移動到下止點,曲軸累計回轉了一圈半,作功衝程結束。
到最後便是排氣衝程。
由飛輪帶動,曲軸繼續旋轉,活塞由下止點移向上止點,通過配氣機構開啟排氣門,氣缸中燃燒後的廢氣被向上運動的活塞擠壓,經排氣門排出氣缸,活塞到達上止點時,排氣衝程結束,排氣門關閉。
至此,活塞移動了四個衝程,曲軸累計回轉兩圈。
便完成了一次動力輸出和工作循環。
當活塞再次從上止點移向下止點時,又開始了第二個工作循環,如此周而複始,內燃機連續運轉,不斷向外輸出動力。
而在這個工和循環中曲軸回轉了兩圈,活塞經過了四個衝程,所以稱這種內燃機也被稱為四衝程內燃機。
不過這種工作方式主要還是以柴油機為主,四衝程的汽油機則稍有不同。
四衝程汽油機的工作過程與四衝程柴油機的工作過程類似,每一個工作循環同樣有進氣,壓縮,作功,排氣四個衝程。
其主要區彆包括在進氣過程中,進入氣缸的不是純空氣,而是空氣與汽油相混合的可燃混合氣,在進氣通道上裝有化油器,空氣在進氣衝程的吸力作用下,以較高的流速流經化油器,將被吸入化油器喉管的汽油吹散和霧化,形成可燃混合氣進入氣缸。