相比于蒸汽机,内燃机结构就要复杂得多了。
不过也复杂不到哪里去。
实际上如今蒸汽机也可以称为外燃机,与内燃机不同,外燃机顾名思义就是将燃烧室置于气缸之外。
而内燃机就是将燃烧室置于气缸之内,通过燃烧室燃烧产生热量,带动活塞在气缸内做活塞运动,继而产生,输出动力。
当然如今内燃机还处于设计阶段,要打造,测试,最后投用还有一段相当长的时间。
但如今也是时候了。
通过燃料和空气混合,在内置燃烧室内燃烧,产生高温高压燃气,燃气膨胀带动活塞做功,再通过连杆,曲轴等等机械设计将其输出即可。
内燃机虽然结构要比蒸汽机要复杂,但比起蒸汽机,内燃机可以打造得更小,更方便携带。
如汽油机,柴油机,活塞式发动机以及喷气式发动机,都属于内燃机的一种。
而内燃机所使用的燃料,煤油,汽油,柴油,均可。
整个过程包括进气,压缩,作功和排气四个过程。
每进行一次进气,压缩,作功和排气也叫做一个工作循环。
若曲轴每转两圈,活塞经过四个冲程完成一个工作循环的叫做四冲程内燃机,若曲轴每转一圈,活塞只经过两个冲程就完成一个工作循环的叫做二冲程内燃机。
其中进气冲程是实现吸进新鲜空气的过程,靠飞轮旋转惯性的作用带动曲轴,将活塞由上止点位置逐渐拉向下止点,这时通过配气机构开启进气门,关闭排气门,随着活塞向下移动,气缸内的容积逐渐增大,产生真空吸力,新鲜空气不断地被吸进气缸,活塞移动到下止点,即活塞移动一冲程,进气冲程结束,进气门关闭。
压缩冲程是在飞轮带动下,曲轴继续旋转推动活塞由下止点向上止点运动,这时进,排气门均关闭,在活塞移动中气缸内的容积逐渐减小,而气体的压力和温度逐渐升高,至此活塞移动了第二个冲程,曲轴累计回转了一圈,压缩冲程结束。
作功冲程是当压缩冲程接近终了时,进,排气门继续关闭,喷油器开始向气缸内喷入雾状燃料,在气缸内高温空气的作用下,油雾很快被蒸发,并与高温空气混合成可燃混合气体而迅速自行着火燃烧,放出大量热能,使气缸内气体受热发生猛烈膨胀,温度也会升高至两千度左右,从而产生很大的推力迫使活塞从上止点向下止点运动,并通过连杆使曲轴旋转,从而带动飞轮旋转,起储能作用,将燃油发出的热能转变为曲轴旋转的机械能。
而随着活塞向下止点运动,气缸内气体的压力和温度下降。
至活塞移动到下止点,曲轴累计回转了一圈半,作功冲程结束。
到最后便是排气冲程。
由飞轮带动,曲轴继续旋转,活塞由下止点移向上止点,通过配气机构开启排气门,气缸中燃烧后的废气被向上运动的活塞挤压,经排气门排出气缸,活塞到达上止点时,排气冲程结束,排气门关闭。
至此,活塞移动了四个冲程,曲轴累计回转两圈。
便完成了一次动力输出和工作循环。
当活塞再次从上止点移向下止点时,又开始了第二个工作循环,如此周而复始,内燃机连续运转,不断向外输出动力。
而在这个工和循环中曲轴回转了两圈,活塞经过了四个冲程,所以称这种内燃机也被称为四冲程内燃机。
不过这种工作方式主要还是以柴油机为主,四冲程的汽油机则稍有不同。
四冲程汽油机的工作过程与四冲程柴油机的工作过程类似,每一个工作循环同样有进气,压缩,作功,排气四个冲程。
其主要区别包括在进气过程中,进入气缸的不是纯空气,而是空气与汽油相混合的可燃混合气,在进气通道上装有化油器,空气在进气冲程的吸力作用下,以较高的流速流经化油器,将被吸入化油器喉管的汽油吹散和雾化,形成可燃混合气进入气缸。