内燃机指标体系中主要有等几类指标

① 发动机的动力性能指标包括哪些

发动机的动力性能指标包括：

1、有效转矩：指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的扭矩。

2、有效功率：指发动机通过曲轴或飞轮对外输出的功率。

3、曲轴转速：指发动机曲轴每分钟的转数，通常用n表示，单位为r/min。

发动机性能的主要指标有:转速、功率、扭矩、燃油消耗率等等。这些指标，通常在汽车或发动机的说明书中予以标明。另外，还有一些相对性的指标，如:升功率、升扭矩、升质量、比质量等等，可在不同的发动机之间进行比较。

动力性：最大功率，最大扭矩，及其分别对应的转速，外特性上扭矩随转数变化的曲线
经济性：万有特性上的BSFC，及怠速油耗

拓展资料：

油污清洗

首先，用湿布擦拭。先用湿布擦擦看能不能去除发动机室的污垢，如果这样就能把发动机室清洁得很干净，那么就不要用水清洗。

其次，如果只用湿布不能清除二手车发动机油污，不妨试用普通的洗洁剂擦拭。

如果以上两种方法都试过之后，仍然无法清除二手车发动机油污，车主可以选择用水清洁。清洁时先把不能沾水的零部件都包裹好，再用刷子、水及洗洁剂去除污垢。

若碰上难以彻底清除的污垢，就需要使用发动机专用的清洁剂。车主最好选择泡沫式的清洁剂，因为泡沫停留在污垢表面的时间比较长，能分解污垢并使之浮出表面。但是这类清洁剂的化学作用通常都比较强烈，所以要用水冲洗起码10分钟才干净。

② 内燃机的动力性能和经济性能为什么要分为指示指标和有效指标2大类

指示指标是以工质对活塞所做的功为基准的，它不考虑动力输出过程中机械摩擦和附件消耗等外来因素的影响，可以直接反应由燃烧到热功转换的工作循环进行的好坏；有效指标是以曲轴输出功为计算基准的，用来直接评定发动机实际工作性能的优劣。

③ 内燃机的功率标定分为几种

标定功率：国家标准规定，内燃机的功率标定按用途和使用特点分为四种。
15min功率内燃机允许连续运转I5min的最大有效功率。适用于汽车、舰艇、坦克等用途的内燃机功率标定。
1h功率内燃机允许连续运转1h的最大有效功率。适用于工业用拖拉机、工程机械、内燃机车、船舶等用途的内燃机功率标定。
12h功率内燃机允许连续运转12h的最大有效功率。适用于农用拖拉机，农业排灌，内燃机车，内河船舶等用途的内燃机功率标定。
持续功率内燃机允许长期连续运转的最大有效功率。适用于农业排灌，远洋轮船及电站等用途的内燃机功率标定。
按照中国国家标准标定的柴油机功率称为标定功率。但是标准中并未规定标定功率与极限功率的关系，因此，标定功率只能通过生产实践合理确定。
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④ 发动机的有效指标主要有那些

发动机的性能指标用来表征发动机的性能特点，并作为评价各类发动机性能优劣的依据。一般有动力性指标、经济性指标、强化指标、紧凑型指标、环境指标、可靠性指标、耐久性指标、工艺性指标、内燃机速度特性等。

动力性指标是表征发动机做功能力大小的指标，一般用发动机的有效转矩、有效功率、转速和平均有效压力等作为评价发动机动力性好坏的指标。

发动机对外输出的转矩称为有效转矩，即发动机的扭矩。一般发动机的缸径越大，活塞行程越长，发动机的扭矩就越大，加速能力和爬坡能力就越强。

发动机经济性指标包括有效热效率和有效燃油消耗率等。强化指标则是指发动机承受热负荷和机械负荷能力的评价指标，一般包括升功率和强化系数等。紧凑型指标是用来表征发动机总体结构紧凑程度的指标，通常用比容积和比质量衡量。

环境指标用来评价发动机排气品质和噪声水平，关系到人类的健康及其赖以生存的环境。各国政府都制定出严格的控制法规，以期消减发动机排气和噪声对环境的污染。中国在2020年实行国六标准。

可靠性指标是表征发动机在规定的使用条件下，正常持续工作能力的指标。评价可靠性的指标有首发故障行驶里程、平均故障间隔里程、主要零件的损坏率等。

耐久性指标是指发动机主要零件磨损到不能继续正常工作的极限时间。通常用发动机的大修里程，即发动机从出厂到第一次大修之间汽车行驶的里程数来衡量。现在绝大多数的发动机的大修里程都在二十万公里以上。

工艺性指标是指评价发动机制造工艺性和维修工艺性好坏的指标。发动机结构工艺性好，则便于制造，便于维修，就可以降低生产成本和维修成本。

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保养注意事项：

空气滤清器直接关系到汽车在行驶过程中发动机的进气问题，车辆只在城市中行驶，空气滤清器还不会堵塞，但是汽车如果在灰尘较多的路面上行驶后，就需要特别关注一下空气滤清器的清洁问题了。

如果空气滤清器发生堵塞或积尘过多就会致使发动机进气不畅，而且大量的灰尘进入汽缸，会加快汽缸积炭速度，使发动机点火不畅，动力不足，车辆的油耗就自然会升高。

如果滤清器上积尘过多，可以考虑用压缩空气从滤芯内部向外吹，将灰尘吹净。但压缩空气的压力也不能过高，以防滤纸被损坏。在清洁空气滤清器时切不可用水或油，以防止油水浸染滤芯。

节气门处油泥产生的原因是多方面的，有些是燃料燃烧的废气在节气门处形成积炭；再就是没有被空气滤清器过滤的杂质在节气门处残留形成。油泥多了进气会产生气阻，从而导致油耗的增加。

在清洗节气门时，首先要拆除进气喉管，露出节气门，拆掉电瓶负极，关闭点火开关，把节气门翻板扳直，往节气门内喷少量化油器清洗剂然后用涤纶抹布或者高纺无纺布小心擦洗节气门深处，手够不着的地方可以用夹子夹住抹布小心擦洗，清洗干净后装好进气喉管和电瓶负极就可以点火了！

因为燃烧室容易产生积炭，而积炭会导致启动困难。喷油嘴积炭也会导致油道堵塞、汽油喷射变形、雾化差，燃油消耗自然也会增大。

对于燃烧室的清洗可以采用专用退炭剂，使燃烧室和喷油嘴上的积炭软化并与零件表面脱离，然后将软化的积炭除去。这种除炭方法效果好，比起以前直接擦拭相比有不损伤零件表面等优点，并且除炭的效率也得到了大大的提高。

⑤ 内燃机的性能指标

内燃机是指燃料在气缸内部进行燃烧，直接将产生的气体 （即工质）所含的热量转变为机械能的机械。设计钻机时，主要应用内燃机的有效性能指标，包括以下主要性能指标。

图1-14 变频调速方案方框图

（1）有效功率：内燃机的实际输出功率称为有效功率P_e（kW），其值为

P_e＝P_i-P_m

式中：P_i为指示功率；P_m为总的机械损失功率。

指示功率是指工质在气缸中发生的功率。内燃机的有效功率可由下式计算

液压动力头岩心钻机设计与使用

式中：T_e为内燃机的输出转矩，N·m；n为内燃机曲轴的转速，r/min。

（2）标定功率：在内燃机名牌上规定的功率即为标定功率P_eb，与此同时相应的规定了的标定转速n_eb。制造厂将保证内燃机在标定功率和转速下运行时，具有规定技术经济指标和可靠性。

国家标准规定的标定功率有：15min功率、1h功率、12h功率和持续功率，它们分别表示内燃机保证持续运行15min、1h、12h和长期持续运行的最大功率。

（3）升功率：每升气缸工作容积所发出的有效功率称为升功率P_i，单位为kW/L。P_i大则发动机紧凑，强化程度高。升功率的一般范围是：农用柴油机9～15kW/L，载重车用柴油机11～26kW/L。

（4）有效燃油消耗率：（又称比油耗），单位有效功率每小时的耗油量称为有效燃油消耗率ge，单位为g/（kW·h）

液压动力头岩心钻机设计与使用

式中：m_f为每小时耗油量，kg/h。

（5）机械效率：有效功率与指示功率之比称为机械效率ηm。

液压动力头岩心钻机设计与使用

⑥ 何谓内燃机的特性包括哪些特性,性能指标与工作过程参数之间的关系如何

内燃机主要性能参数在一定条件下随工况或调节参数改变而变化的规律。常以曲线表示，称为特性曲线。它是了解内燃机性能情况的重要依据，可据此对内燃机选定合理的工作区域和调整数据，以充分发挥其效能。特性曲线通过台架试验测得。

内燃机的工况按使用条件大致可分为三类：①转速近似于不变，但功率是变化的。例如内燃机与水泵、植保机械、发电机和压气机配套工作时，即属此类(图1中直线1)。若功率亦不变，则内燃机在固定工况下工作，如大型泵站(图1中A点)。②功率与转速之间有一定依赖关系。例如内燃机作为船用主机，通过齿轮箱或直接与螺旋桨连
接时，内燃机发出的功率总是与螺旋桨吸收的功率相对应，因此功率与转速的变化规律必然与螺旋桨的特性曲线相似(图1中曲线2)。③功率和转速分别在很大的范围内变化。例如配拖拉机、联合收割机、汽车用的内燃机，其功率Ne和转速n由使用情况而定，可以在图1中最低工作稳定转速nmin、最大许用转速nmax以及最大功率曲线3所包围的范围内任何一种工况下工作。农用内燃机的使用工况主要是第一类和第三类。

图1 内燃机各种工况

速度特性 燃料调节机构位置不变时，内燃机主要性能参数随转速改变而变化的规律。试验时，柴油机应将喷油泵调节齿杆的位置保持不变，汽油机应将化油器节气门的位置保持不变，对于带有调速器的内燃机，应使调速器不起作用。然后调节负荷，在不同转速下分别测定内燃机的主要性能指标，据此绘出速度特性曲线。对应于燃料调节机构的每一位置都有一速度特性曲线。当燃料调节机构固定在全负荷位置时，测得的速度特性曲线称为全负荷速度特性曲线，又称外特性曲线(图2);当燃料调节机构固定在部分负荷各位置时，测得的速度特性曲线称为部分负荷速度特性曲线。外特性表征了内燃机在不同转速下所能产生的最大扭矩和最大功率。内燃机产品铭牌上标明的功率、扭矩
及其相应的转速，都是以外特性为依据的。外特性曲线的典型形状应是：最大功率时的转速高于最低燃油消耗率时的转速，这可使变速变负荷内燃机的运行有较好的燃油消耗;最大扭矩时的转速应低于最大功率时的转速，这一特点在实际使用中有很大意义。因为内燃机在最大功率工况工作时，如遇到负荷突然增加，则转速便会下降，若此时扭矩恰恰有所增加，就有助于克服阻力，使内燃机始终处于稳定工作状态，从而避免熄火。

⑦ 发动机的主要性能指标

1、有效转矩，发动机对外输出的转矩称为有效转矩，即发动机的扭矩。一般发动机的扭矩越大，它的加速能力和爬坡能力越强。一般发动机的缸径越大，活塞行程越长，发动机的扭矩也越大。这也是大排量发动机扭矩更大的原因之一。

2、有效功率，发动机在单位时间对外输出的有效功称为有效功率，即发动机的功率，它等于有效转矩与曲轴角速度的乘积。发动机功率是发动机性能最重要的指标，汽车的最高车速就是由发动机功率决定的。

3、发动机转速，发动机曲轴每分钟的回转数称为发动机转速。发动机转速的高低，关系到单位时间内作功次数的多少或发动机有效功率的大小，即发动机的有效功率随转速的不同而改变。因此，在说明发动机有效功率的大小时，必须同时指明其相应的转速。

4、平均有效压力，单位气缸工作容积发出的有效功称为平均有效压力，平均有效压力越大，发动机的作功能力越强。现在很多发动机都采用了涡轮增压，它的平均有效压力就要高于自然吸气的发动机。

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汽车发动机性能在驾驶中的应用：

汽车发动机常用的性能指标有:有效功率Pe;有效转矩Te;平均有效压力pe和有效燃料消耗率ge及每小时耗油量GT。这些性能指标随发动机运转工况而变化的关系，称为发动机特性，包括发动机的速度特性和负荷特性。

化油器节气门开度保持不变，发动机的性能指标Pe、Te、ge随发动机转速n变化的关系，叫做发动机的速度特性。节气门全开的速度特性叫外特性。根据发动机的速度特性，我们可以得出发动机在较低转速时，随着转速的逐渐升高，转矩会愈来愈大，到某一转速时，转矩达到最大值。

以后，随着转速的继续升高，转矩反而下降。同样，发动机的功率也随转速和转矩的增加而增大，到某一转速时，功率达到最大值，若转速再增加，功率反而下降。一般汽油发动机的工作范围应在最大转矩转速和最大功率转速之间。如解放CAI092型汽车，最大转矩转速为1200~1400转/分钟，最大功率转速为3000转/分钟。

车辆在行驶过程中，当需要克服较大阻力，须增大发动机有效功率时，不能盲目将加速踏板踩到底，应该了解所驾车辆的最大功率转速，并用加速踏板正确控制发动机转速。超过最大功率转速，会使发动机摩擦损失功率增加，机械效率降低，耗油量增大，发动机大修周期缩短。

⑧ 内燃机指标体系有哪些

动力性能指标，经济性能指标，运转性能指标，耐久可靠性指标

⑨ 内燃机分类

内燃机以其热效率高、结构紧凑，机动性强，运行维护简便的优点著称于世。一百多年以来，内燃机的巨大生命力经久不衰。目前世界上内燃机的拥有量大大超过了任何其它的热力发动机，在国民经济中占有相当重要的地位。现代内燃机更是成为了当今用量最大、用途最广、无一与之匹敌的的最重要的热能机械。

当然内燃机同样也存在着不少的缺点，主要是：对燃料的要求高，不能直接燃用劣质燃料和固体燃料；由于间歇换气以及制造的困难，单机功率的提高受到限制，现代内燃机的最大功率一般小于4万千瓦，而蒸汽机的单机功率可以高达数十万千瓦；内燃机不能反转；内燃机的噪声和废气中有害成分对环境的污染尤其突出。可以说这一百多年来的内燃机的发展史就是人类不断革新，不断挑战克服这些缺点的历史。

内燃机发展至今，约有一个半世纪的历史了。同其他科学一样，内燃机的每一个进步都是人类生产实践经验的概括和总结。内燃机的发明始于对活塞式蒸汽机的研究和改进。在它的发展史中应当特别提到的是德国人奥托和狄塞尔，正是他们在总结了前人无数实践经验的基础上，对内燃机的工作循环提出了较为完善的奥托循环和狄塞尔循环，才使得到他们为止几十年间无数人的实践和创造活动得到了一个科学地总结，并有了质的飞跃，他们将前任粗浅的、纯经验的、零乱无序的的经验，加以继承、发展、总结、提高，找出了规律性，为现代汽油机和柴油机热力循环奠定了热力学基础，为内燃机的发展做出了伟大的贡献。

往复活塞式内燃机

往复活塞式内燃机的种类很多，主要的分类方法有这样一些：按所用的燃料的不同，分为汽油机，柴油机、煤油机、煤气机（包括各种气体燃料内燃机）等；按每个工作循环的行程数不同，分为四冲程和二冲程；按着火方式不同，分为点燃式和压燃式；按冷却方式不同，分为水冷式和风冷式；按气缸排列形式不同，分为直列式、V型、对置式、星型等；按气缸数不同，分为单缸内燃机和多缸内燃机等；按内燃机的用途不同，分为汽车用、农用、机车用、船用以及固定用等等。本文将会主要针对煤气机、汽油机、柴油机这样一个发展脉络来向大家介绍。

最早的内燃机——煤气机

最早出现的内燃机是以煤气为燃料的煤气机。1860年，法国发明家莱诺制成了第一台实用内燃机（单缸、二冲程、无压缩和电点火的煤气机，输出功率为0.74—1.47KW，转速为100r/min，热效率为4%）。法国工程师德罗沙认识到，要想尽可能提高内燃机的热效率，就必须使单位气缸容积的冷却面积尽量减小，膨胀时活塞的速率尽量快，膨胀的范围（冲程）尽量长。在此基础上，他在1862年提出了著名的等容燃烧四冲程循环：进气、压缩、燃烧和膨胀、排气。

1876年，德国人奥托制成了第一台四冲程往复活塞式内燃机（单缸、卧式、以煤气为燃料、功率大约为2.21KW、180r/min）。在这部发动机上，奥托增加了飞轮，使运转平稳，把进气道加长，又改进了气缸盖，使混合气充分形成。这是一部非常成功的发动机，其热效率相当于当时蒸汽机的两倍。奥托把三个关键的技术思想：内燃、压缩燃气、四冲程融为一体，使这种内燃机具有效率高、体积小、质量轻和功率大等一系列优点。在1878年巴黎万国博览会上,被誉为“瓦特以来动力机方面最大的成就”。等容燃烧四冲程循环由奥托实现,也被称为奥托循环。

煤气机虽然比蒸汽机具有很大的优越性,但在社会化大生产情况下,仍不能满足交通运输业所要求的高速、轻便等性能。因为它以煤气为燃料,需要庞大的煤气发生炉和管道系统。而且煤气的热值低(约1.75×107～2.09×107J/m3),故煤气机转速慢,比功率小。到19世纪下半叶,随着石油工业的兴起,用石油产品取代煤气作燃料已成为必然趋势。

汽油机的出现

1883年，戴姆勒和迈巴赫制成了第一台四冲程往复式汽油机，此发动机上安装了迈巴赫设计的化油器，还用白炽灯管解决了点火问题。以前内燃机的转速都不超过200r/min，而戴姆勒的汽油机转速一跃为800—1000r/min。它的特点是功率大，质量轻、体积小、转速快和效率高，特别适用于交通工具。与此同时，本茨研制成功了现在仍在使用的点火装置和水冷式冷却器。

到十九世纪末，主要的集中活塞式内燃机大体上进入了实用阶段，并且很快显示出巨大的生命力。内燃机在广泛应用中不断地得到改善和革新，迄今已达到一个较高的技术水平。在这样一个漫长的发展历史中，有两个重要的发展阶段是具有划时代意义的：一是50年代兴起的增压技术在发动机上的广泛应用；再就是 70年代开始的电子技术及计算机在发动机研制中的应用，这两个发展趋势至今都方兴未艾

首先我们来看一下汽油机在本世纪的发展历程。在汽车和飞机工业的推动下汽油机取得了长足的发展。按提高汽油机的功率、热效率、比功率和降低油耗等主要性能指标的过程，可以把汽油机的发展分为四个阶段。

第一阶段是本世纪最初二十年，为适应交通运输的要求，以提高功率和比功率为主。采取的主要技术措施是提高转速、增加缸数和改进相应辅助装置。这个时期内，转速从上世纪的500—800r/min提高到1000—1500r/min，比功率从3.68W/Kg提高到441.3—735.5W/Kg，对提高飞机的飞行性能和汽车的负载能力具有重大的意义。

第二阶段时间在20年代，主要解决汽油机的爆震燃烧问题。当时汽油机的压缩比达到4时，汽油机就发生爆震。美国通用汽车公司研究室的米格雷和鲍义德通过在汽油中加入少量的四乙基铝，干扰氧和汽油分子化合的正常过程，解决了爆震的问题，使压缩比从4提高到了8，大大提高了汽油机的功率和热效率。当时另一严重影响汽油机功率和热效率的因素是燃烧室的形状和结构，英国的里卡多及其合作者通过对多种燃烧室及燃烧原理的研究，改进了燃烧室，使汽油机的功率提高了20%。

第三阶段是从20年代后期到40年代早期，主要是在汽油机上装备增压器。废气涡轮增压可使气压增至1.4—1.6大气压，他的应用为提高汽油机的功率和热效率开辟了一个新的途径。但是其真正的广泛应用，却是在50年代后期才普及的。

第四阶段从50年代至今，汽油机技术在原理重大变革之前发展已近极致。它的结构越来越紧凑，转速越来越高。其技术现状为：缸内喷射；多气门技术；进气滚流，稀薄分层燃烧；电子控制点火正时、汽油喷射及空燃比随工况精确控制等全面电子发动机管理；废气在循环及三元催化等排气净化技术等。其集中体现在近年来研制成功并投产的缸内直喷分层充气稀燃汽油机（GDI）。

但是随着70年代开始的电子技术在发动机上的应用，为内燃机技术的改进提供了条件,使内燃机基本上满足了目前世界各国有关排放、节能、可靠性和舒适性等方面的要求。内燃机电子控制现已包括电控燃油喷射、电控点火、怠速控制、排放控制、进气控制、增压控制、警告提示、自我诊断、失效保护等诸多方面。

同样内燃机电子控制技术的发展也大致可分为四个阶段：

1、内燃机零部件或局部系统的单独控制,如电子油泵、电子点火装置等。

2、内燃机单一系统或几个相关系统的独立控制,如燃油供给系统控制、最佳空燃比控制等。

3、整台内燃机的统一智能化控制,如内燃机电子控制系统。

4、装置与内燃机动力的集中电子控制,如汽车、船舶、发电机组的集中电子控制系统。

电子控制系统一般由传感器、执行器和控制器三部分组成。由此构成各种不同功能、不同用途的控制系统。。其主要目标是保持发动机各运行参数的最佳值，以求得发动机功率、燃油耗和排放性能的最佳平衡，并监视运行工况。如Caterpillar公司的3406PEPC系统是在3406柴油机上采用可变程序的发动机控制系统，具有电子调速功能，采用电子控制空燃比，可将喷有提前角始终保持在最佳值。美国Stanaclyne公司将其生产的DB型分配泵改为电子控制喷油泵，称为PFP系统，采用步进电机作为执行元件来控制喷油量和喷油定时

柴油机——内燃机家族的另一个明星

柴油机几乎是与汽油机同时发展起来的，它们具有许多相同点。所以柴油机的发展也与汽油机有许多相似之处，可以说在整个内燃机的发展史上，它们是相互推动的。

德国狄塞尔博士于1892年获得压缩点火压缩机的技术专利，1897年制成了第一台压缩点火的“狄塞尔”内燃机，即柴油机。

柴油机的高压缩比带来众多的优点：

1、不但可以省去化油器和点火装置，提高了热效率，而且可以使用比汽油便宜得多的柴油作燃料。

2、柴油机由于其压缩比大,最大功率点、单位功率的油耗低。在现代优秀的发动机中,柴油机的油耗约为汽油机的70%。特别像汽车,通常在部分负荷工况下行驶,其油耗约为汽油机的60%。柴油机是目前热效率最高的内燃机。

3、柴油机因为压缩比高,发动机结实,故经久耐用、寿命长。

同时高压缩比也带来了缺点:

1、柴油机的结构笨重。通常柴油的单位功率质量约为汽油机的1.5～3倍。柴油机压缩比高,爆发压力也高,可达汽油机的1.5倍左右(不增压的情况下)。为承受高温高压,就要求结实的结构。所以柴油机最初只是作为一种固定式发动机使用。

2、在同一排量下,柴油机的输出功率约为汽油机的1/3。因为柴油机把燃料直接喷入气缸,不能充分利用空气,相应功率输出低。假设汽油机的空气利用率为100%,那么柴油机仅有80%～90%。柴油机功率输出小的另一原因是压缩比大,发动机的摩擦损失比汽油机大。这种摩擦损失与转速成正比,不能期望通过增加转速来提高功率。转速最高的汽油机每分钟可运转10000次以上(如赛车发动机),而柴油机的最高转速却只有5000r/min。

近百年来,柴油机的热效率提高近80%,比功率提高几十倍,空气利用率达90%。当今柴油机的技术水平表现为:优良的燃烧系统；采用4气门技术；超高压喷射；增压和增压中冷；可控废气再循环和氧化催化器；降低噪声的双弹簧喷油器；全电子发动机管理等,集中体现在以采用电控共轨式燃油喷射系统为特征的新一代柴油机上。目前,日本的Nippondeno公司(ECDU2),德国Bosch(ZECCEL)和美国Caterpilla公司(HELII) 是研究和生产共轨式电控喷油系统的主要公司。

增压技术在柴油机上的应用要比汽油机晚一些。早在20年代就有人提出压缩空气提高进气密度的设想，直到1926年瑞士人A.J.伯玉希才第一次设计了一台带废气涡轮增压器的增压发动机。由于当时的技术水平和工艺、材料的限制，还难以制造出性能良好的涡轮增压器，加上二次大战的影响，增压技术为能迅速普及，直到大战结束后，增压技术的研究和应用才受到重视。1950年增压技术才开始在柴油机上使用并作为产品提供市场。

50年代，增压度约为50%，四冲程机的平均有效压力约为0.7—0.8MPa，无中冷，处于一个技术水平较低的发展阶段。其后20多年间，增压技术得到了迅速的发展和广泛地采用。

70年代，增压度达200%以上，正式作为商品提供的柴油机的平均有效压力，四冲程机已达2.0MPa以上，二冲程机已超过1.3MPa，普遍采用中冷，使高增亚（>2.0MPa）四冲程机实用化。单级增压比接近5，并发展了两级增压和超高增压系统，相对于50年代初期刚采用增压技术的发动机技术水平，30年来有了惊人的发展。

进入80年代，仍保持这种发展势头。进排气系统的优化设计，提高充气效率，充分利用废气能量，出现谐振进气系统和MPC增压系统。可变截面涡轮增压器，使得单级涡轮增压比可达到5甚至更高。采用超高增压系统，压力比可达10以上，而发动机的压缩比可降至6以下，发动机的功率输出可提高2—3倍。进一步发展到与动力涡轮复合式二级涡轮增压系统。由此可见，高增压、超高增压的效果是可观的，将发动机的性能提高到了一个崭新的水平。

转动式内燃机

在蒸汽机的发展历史中有从往复活塞式蒸汽机到蒸汽轮机的演化。这一点,对内燃机的发展大有启发的。往复式内燃机运动要通过曲轴连杆机构或凸轮机构、摆盘机构、摇臂机构等,转换为功率输出轴的转动，这样不仅使机构复杂，而且由于转动机构的摩擦损耗,还会降低机械效率。另外由于活塞组的往复运动造成曲柄连杆机构的往复惯性力,这个惯性力与转速的平方成正比。随转速的提高，轴承上的惯性负荷显著增加，并由于惯性力的不平衡而产生强烈的振动。此外，往复式内燃机还有一套复杂的气门控制机构。于是人们设想:既然工具机的运动形式大部分都是轴的转动，能否效法从往复活塞式蒸汽机到蒸汽轮机的路子，使热能直接转化为轴的转动呢？于是人们开始了在这一领域的探索。

燃气轮机

1873年布拉顿(GeorgeBrayton)制造了一种定压燃烧的发动机。该机能提供使燃气完全膨胀到大气压所发出的功率。20世纪初法国的阿曼卡(BeneArmangaud)等成功地应用布拉顿循环原理制成燃气轮机。但是，因当时条件限制,热效率很低未能得到发展。

到30年代,由于空气动力学及耐高温合金材料和冷却系统的进展,为燃气轮机进入实用创造了条件。燃气轮机虽然是内燃机,但它没有像往复式内燃机那样必须在封闭的空间里和限定的时间内燃烧的限制，所以不会发生像汽油机那样令人担心的爆震，也很少像柴油机那样受摩擦损失的限制；且燃料燃烧所产生的气体直接推动叶轮转动，故它的结构简单(与活塞式内燃机相比，其部件仅为它的1/6左右)、质量轻、体积小、运行费用省，且易于采用多种燃料，也较少发生故障。虽然燃气轮机目前尚存在一些缺点：寿命短、需要高级耐热钢材和成本高及排污(主要是NOx)较严重等，致使至今燃气轮机的应用仍局限于飞机、船舶、发电厂和机车，但是由于布拉顿循环的优越性和燃气轮机对燃油的限制少及上述的其它优点,使得它仍为现在和将来人们致力研究的动力技术之一。若突破涡轮入口温度，大大提高热效率，且克服其它缺点，燃气轮机有望取代汽、柴油机。

旋转活塞式发动机

一直以来人们都在致力于建造旋转式发动机，其目标是避免往复式发动机固有的复杂性。在1910年以前，人们曾提出过2000多个旋转发动机的方案。20世纪初，又有许多人提出不同的方案，但大多因结构复杂或无法解决气缸密封问题而不能实现。直到1954年，德国人汪克尔 (FelixWankel)经长期研究，突破了气缸密封这一关键技术，才使具有长短幅圆外旋轮线缸体的三角旋转活塞发动机首次运转成功。转子每转一圈可以实现进气、压缩、燃烧膨胀和排气过程，按奥托循环运转。1962年三角转子发动机作为船用动力，到80年代日本东洋工业公司把它用于汽车引擎。

转子发动机有一系列的优点：

1、它取消了曲柄连杆机构、气门机构等，得以实现高速化。

2、质量轻(比往复式内燃机质量下降1/2到1/3)、结构和操作简单(零件数量比往复式少40%，体积减少50%)。

3、在排气污染方面也有所改善，如NOx产生较少。

但转子发动机也存在着严重的不足之处：

1、.这种结构的密封性能较差，至今只能作为压缩比低的汽油机使用。

2、由于高速带来了扭矩低，组织经济的燃烧过程困难。

3、寿命短、可靠性低以及加工长短轴旋轮线的专用机床构造复杂等。

内燃机的发展趋势

内燃机的发明，至今已有100多年的历史。如果把蒸汽机的发明认为是第一次动力革命,那么内燃机的问世当之无愧是第二次动力革命。因为它不仅是动力史上的一次大飞跃，而且其应用范围之广、数量之多也是当今任何一种别的动力机械无与伦比的。随着科技的发展,内燃机在经济性、动力性、可靠性等诸多方面取得了惊人的进步，为人类做出了巨大贡献。蒸汽机从初创到完成花去了一个世纪的时间，从完成到极盛又走了一个世纪，从极盛到衰落大约也是一个世纪。内燃机的发明也经历了一个世纪的历程，从那时起，人类又前进了一个世纪，可以说如今内燃机已进入了极盛时期。在世纪之交的今天，我们关注内燃机的未来，人们在拭目以待的同时，更希望内燃机能在新的世纪再创辉煌的业绩。这里我将向大家展示新世纪里内燃机的发展趋势。

内燃机增压技术

从内燃机重要参数(压力、温度、转速)的发展规律来看，可以发现这三个参数在1900年以前随着年代的推移提高得很快。而在1900年以后，尤其是1950年以后，温度、转速提高变慢，而平均有效压力随着年代的增加仍直线上升。实践证明：提高平均有效压力可以大幅度地提高效率，减轻质量。而提高平均有效压力的技术就是提高增压度。如柴油机增压可大幅度地缩小柴油机进气管尺寸，并使气缸有足够大的充气效率用于提高柴油机的功率，使之能在一个宽广的转速范围内既提高功率又有大的扭矩。一台增压中冷柴油机可以使功率成倍提高，而造价仅提高15%～30%，即每马力造价可平均降低40%。所以增压、高增压、超高增压是当前内燃机重要的发展方向之一。但是这只是问题的一个方面，另一个方面发动机强化和超强化会给零部件带来过大的机械负荷和热负荷，特别是热负荷问题已成为发动机进一步强化的限制；再就是单级高效率、高压比压气机也限制了增压技术的进一步发展，因此，不是增压度越高越好的。

内燃机电子控制技术

内燃机电子控制技术产生于20世纪60年代后期,通过70年代的发展,80年代趋于成熟。随着电子技术的进一步发展,内燃机电子控制技术将会承担更加重要的任务,其控制面会更宽,控制精度会更高,智能化水平也会更高。诸如燃烧室容积和形状变化的控制、压缩比变化控制、工作状态的机械磨损检测控制等较大难度的内燃机控制将成为现实并得到广泛应用。内燃机电子控制是由单独控制向综合、集中控制方向发展,是由控制的低效率及低精度向控制的高效率及高精度发展的。随着人类进入电子时代,21世纪的内燃机也将步入“内燃机电子时代”,其发展情况将与高速发展的电子技术相适应。内燃机电子控制技术是内燃机适应社会发展需求的主要技术依托,也是内燃机保持21世纪辉煌的重要影响因素。

内燃机材料技术

内燃机使用的传统材料是钢、铸铁和有色金属及其合金。在内燃机发展过程中，人们不断对其经济性、动力性、排放等提出了更高的要求，从而对内燃机材料的要求相应提高。根据内燃机今后的发展目标，对内燃机材料的要求主要集中在绝热性、耐热性、耐磨性、减摩性、耐腐蚀性及热膨胀小、质量轻等方面。要促进内燃机材料的发展,除采用改变材料化学成分与含量来达到零部件所要求的物理、机械性能这一常规方法外，也可采用表面强化工艺来使材料达到所需的要求，但内燃机材料的发展更需要我们去开发适应不同工作状态的新材料。与内燃机传统材料相比，陶瓷材料具有无可比拟的绝热性和耐热性，陶瓷材料和工程塑料(如纤维增强塑料)具有比传统材料优越的减摩性、耐磨性和耐腐蚀性,其比重与铝合金不相上下而比钢和铸铁轻得多。因此,陶瓷材料(高性能陶瓷)凭借其优良的综合性能，可用在许多内燃机零件上，如喷油点火零件、燃烧室、活塞顶等，若能克服脆性、成本等方面的弱点，在新世纪里将会得到广泛应用。工程塑料也可用于许多内燃机零件，如内燃机上的各种罩盖、活塞裙部、正时齿轮、推杆等，随着工艺水平的提高及价格的降低,未来工程塑料在内燃机上的应用将会与日俱增。综合内燃机的各种材料，为扬长避短，在新材料的基础上又开发出了以金属、塑料或陶瓷为基材的各种复合材料,并开始在内燃机上逐渐推广使用。

展望新世纪，在今后一段时期内，钢、铸铁和有色金属及其合金，仍将是内燃机的主要材料。各种表面强化工艺将更加先进，并得到广泛应用。以金属、塑料、陶瓷为基材的各种复合材料将在10年之后进入惊人的高速推广时期，新材料在内燃机上的使用也将同时加速。

内燃机制造技术

内燃机的发展水平取决于其零部件的发展水平，而内燃机零部件的发展水平，是由生产制造技术等因素来决定的。也就是说，内燃机零部件的制造技术水平，对主机的性能、寿命及可靠性有决定性的影响。同样制造技术与设备的关系也是密不可分的，每当新一代设备或工艺材料研制成功，都会给制造技术的革新带来突破性的进展。进入新世纪后，科学技术的发展会异常迅猛,新设备的研制周期将越来越短，因此新世纪内燃机制造技术必将形成迅速发展的局面。

由于铸造技术水平的提高，气冲造型、静压造型、树脂自硬砂造型制芯、消失模铸造，使内燃机铸造的主要零件如机体、缸盖可以制成形状复杂曲面及箱型结构的薄壁铸件。这不仅在很大程度上提高了机体刚度,降低了噪声辐射，而且使内燃机达到轻量化。由于象喷涂、重熔、烧结、堆焊、电化学加工、激光加工等局部表面强化技术的进步，使材料功能得到完善的发挥；由于设备水平提高，加工制造技术向高精度、高效率、自动化方向发展，带动了内燃机零部件生产向高集中化程度发展。另一方面，柔性制造技术的推广，使内燃机产品更新换代具有更大的灵活性和适应性。多品种小批量生产的柔性制造系统引起了内燃机制造商们的广泛认同，也顺应了生产技术发展及市场形势的变化。电子技术及计算机在设计、制造、试验、检测、工艺过程控制上的应用,推动了行业的技术进步，提高了内燃机的产品质量。新材料的发展也推动了内燃机零部件生产工艺的变革，特别是工程塑料、陶瓷材料及复合材料在内燃机上的运用，有力地促进了内燃机制造技术的发展。随着内燃机电控技术的发展，电控系统三大组成部分(传感器、执行器、控制单元)将成为内燃机零部件行业的重要分支，同时向传统的内燃机制造业提出了新的课题。

由此我们可以推断:在21世纪,内燃机制造技术将向高精度、多元化方面飞速发展。它的发展速度和方向不仅关系到内燃机的质量,还直接对内燃机的未来产生重大影响。就其产品技术进步快慢而言,汽车内燃机发展最快,其次是机车、船舶、发电机组、工程机械、农业机械等。

内燃机代用燃料

由于世界石油危机和发动机尾气对环境的污染日益严重，内燃机技术的研究转向高效节能及开发利用洁净的代用燃料。以汽油机和柴油机为基础进行改造或重新设计，开发以天然气、液化石油气和氢气等为燃料的气体发动机为目前和今后一段时间内内燃机技术的重点之一。其中气体发动机的功率恢复技术和氢气发动机的燃烧控制等是其中的重中之重。

综述

内燃机在应用中不断发展，各种内燃机彼此相互竞争，相互渗透，相互综合，从中演化出各种新的混合式发动机。如燃气轮机的发明和发展一方面对柴油机形成竞争，另一方面也补充了柴油机，使柴油机废气涡轮增压得到完善，反过来增强了柴油机的竞争能力。燃气轮机本来也是蒸汽轮机的竞争对手，但人们把燃气轮机和蒸汽轮机这两种按不同热力循环工作的热机联合在一起，构成一种崭新的高效循环:燃气——蒸汽轮机联合循环。热力学第二定律告诉我们，要提高热效率，应尽可能提高热机的加热温度和降低排热温度。蒸汽机的排热温度较低(约300K)，但由于水蒸气本身特性和设备条件的限制，其加热温度不可能太高，目前稳定在800～900K以下。随着冶金和冷却技术的发展，燃气轮机的加热温度一直在上升，目前已达1300～1500K左右；但其排热温度却不能太低，一般为 700～800K，甚至更高。所以这两种热机目前的实际热效率都未超过40%。燃气——蒸汽联合循环，将燃气轮机的排气送进余热锅炉生产蒸气，供蒸汽轮机利用。联合循环可以同时取得燃气轮机加热温度高和蒸汽轮机排热温度低的双重优点。目前此联合循环机组最高热效率已达47%以上。如果把它作为热电并供机组使用，其燃料利用率可达80%左右。

混合动力的意义越来越广，如电动马达加汽油机或柴油机，以应用各自的优点，屏蔽各自的缺点。而日产汽车工业公司则把高性能的发电机兼电动机装入柴油机飞轮的位置,成功地研制出名符其实的混合式发动机，即成功地开发了使两种原理同时作用的原动机(HIMR发动机)。混合式发动机是未来动力技术的热点之一，它极有望成为既不损害人类已获得的方便，又能保持美好环境的机械。

内燃机的发展史表明，具有本质上优越性的新技术，是富有生命力的新生事物，必有广阔的发展前途。第一台实用内燃机热效率只有4%，而当时蒸汽机的热效率已达8%～10%；但内燃机“内燃”本质上的优越性决定了它很快地就超过了蒸汽机。

综上所述,21世纪的内燃机将面临来自各方面的挑战,它将义无返顾地朝着节约能源、燃料多样化、提高功率、延长寿命、提高可靠性、降低排放和噪声、减轻质量、缩小体积、降低成本、简化维护保养等方向迅猛发展。在21世纪,天然气、醇类、植物油及氢等代用燃料将为内燃机增添新的活力,而内燃机电子控制技术在提高品质的同时也延长了内燃机行业的“生命”。新材料、新工艺的技术革命,为21世纪内燃机的发展产生了新的推动力。21世纪的内燃机,将在造福人类的同时不断弥补自身缺陷,以尽可能完美的形象为人类作出新的贡献

⑩ 内燃机都有哪些分类

内燃机是热机的一种，能将燃料的化学能转化机械能。一般的实现方式为，燃料与空气混合燃烧，产生热能，气体受热膨胀，通过机械装置转化为机械能对外做功。内燃机有非常广泛的应用，车辆、船舶、飞机、火箭等的发动机基本都是内燃机，其最常见的例子即为车用汽油机与柴油机。内燃机的燃烧气体同时也是工作介质，比如汽油机中，汽油燃烧后的气体直接推动活塞做功。与此相对，燃料不作为工作介质的热机则称为外燃机，比如蒸汽机的工作介质（蒸气）并不是燃料。
内燃机的分类：
1、往复活塞式内燃机
汽车上最常见的汽油机与柴油机都属于往复活塞式内燃机。气缸的内空气与燃料的混合气燃烧后，高压气体推动曲柄连杆机构产生扭矩，通过曲轴对外做功，即燃料的化学能最终转化为曲轴旋转的动能。汽油机一般是点燃式发动机，燃料与空气的混合气体在压缩行程的末端被火花塞点燃，随即发生爆炸并推动活塞作往复运动；而柴油机也叫压燃式发动机，燃料一般被喷入气缸并发生自燃，自燃后的混合气体也因膨胀而推动了活塞。除了点燃和压燃这两种主要方式外，还有复合式燃烧过程，兼具点燃与压燃式内燃机的特点。
往复活塞式内燃机的工作周期被分为进气、压缩、做功、排气共四个过程。通过进气与排气，将燃料与工作介质进行更换，而做功行程则是将热能转化为机械能。通过四个冲程（即活塞从气缸的一端移动向另一端）完成循环的被称作四冲程循环，汽车发动机多采用这种形式。只需两个冲程即完成一次循环的被称作二冲程循环，在较小功率的发动机如摩托车发动机上较为常见，另外还有NEVIS（NEVIS）等方式。
2、转子发动机
转子发动机是一种特殊的活塞式发动机，与往复式发动机的最大区别在于，使用转子活塞驱动的偏心机构代替了曲柄连杆机构。从侧面看，转子是一个具有凸出弧边的三角形，气缸的内壁是余摆线（Trochoid），当转子旋转时，转子的三个顶点沿汽缸壁形成了三个相互分隔的燃烧室，偏心机构使得每个燃烧室的容积不断改变，与往复活塞式内燃机中活塞上下运动产生的效果类似。转子每工作一圈，每个燃烧室都能各自完成一次燃烧的循环过程。这种发动机在汽车、摩托车、飞机上有少量使用。
3、燃气涡轮发动机
燃气涡轮发动机是一种连续燃烧的内燃机，其循环的各个状态的改变发生在空间互相分隔的部件中（压缩机、燃烧室、涡轮机），彼此通过导流部件相连，燃料的供给、燃烧、更换等过程都是持续的。空气首先由压缩机加压，接着进入燃烧室，燃料同时也被喷入燃烧室，两者混合燃烧，形成的高温高压气体会推动涡轮，一部分能量用以继续驱动压缩机，另一部分则用以对外做功。燃料的化学能最终以涡轮旋转（旋转动能）的形式被加以利用，剩余的气体则被当作废气排出。这种发动机在船舶上有广泛使用。
4、喷气发动机
大多数的喷气发动机都是内燃机，其燃烧过程也是连续的。一般在喷气发动机中，燃烧产生的高压气流向外喷射，依据牛顿第三定律产生的反作用力形成推力，如此在理论上即使位于真空的环境中也能够产生推力，不过也有一些例外，比如涡轮风扇发动机中的一部分气流并未经过燃烧，使这种发动机兼具涡轮喷气发动机与涡轮螺旋桨发动机的特点。大部分内燃机是使高温气体推动机械装置旋转的形式对外作功，即能量最后以旋转动能的方式呈现，而在许多喷气发动机中，可对外作功的能量以高温气体的动能为最终表现形式。喷气发动机的种类繁多，在飞机上有广泛使用。
内燃机能量转化原理：
作为热机的一种，内燃机的能量来源是燃料燃烧产生的热，即物质蕴含的化学能先要转化为热能，再成为机械能。液体通过相态的变化（汽化）就能增加压力，而气体受热膨胀也能增大压力，因此液体和气体都理论上都可以作为工作介质使用。内燃机的工作介质多为燃料与空气混合燃烧产生的气体，在受热膨胀后，压力增大，高温高速的气体再通过一定的机械装置对外做工。对于内燃机而言，工作介质必须更换（开式循环），即排放燃烧过的气体，进入新鲜气体。