發(fā)動機（Engine）它是一種能將其他形式的能量轉(zhuǎn)化為機械能的裝置。僅僅過了200年，發(fā)動機已經(jīng)從蒸汽動力發(fā)展到燃料動力、電力到核能。未來的發(fā)動機更傾向于清潔燃料以保護環(huán)境。按種類主要可分為外燃機、內(nèi)燃機、電動機、液壓機、燃氣輪機和噴氣發(fā)動機等。通常一些基本參數(shù)被用來描述發(fā)動機，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)動機有汽油機和柴油機，其中汽油機有兩個機構(gòu)和五個系統(tǒng)，而柴油機相比汽油機缺少點火系統(tǒng)。一般來說，工作過程包括四個階段，即進氣沖程、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，燃氣輪機用于船舶和其他領(lǐng)域。

外燃機

外燃發(fā)動機是指燃料燃燒發(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，氣缸在發(fā)動機中膨脹做功。外燃機主要包括蒸汽機和汽輪機。與內(nèi)燃機相比，外燃機可以避免傳統(tǒng)內(nèi)燃機中的爆震問題，進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

內(nèi)燃機是一種動力機器，它是通過在機器中燃燒燃料并將其熱能直接轉(zhuǎn)化為動力的熱機。按燃料可分為柴油機和汽油機，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。為了促進生產(chǎn)，國家、為識別和使用各種型號的內(nèi)燃機，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)燃機主要由兩個機構(gòu)和五個系統(tǒng)組成。它們是曲柄連桿機構(gòu)、配氣機構(gòu)、燃料供給系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、點火系統(tǒng)和起動系統(tǒng)。同時，內(nèi)燃機熱效率高，即油耗低，經(jīng)濟性好；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，在水陸交通、航空動力、工程機械、它已廣泛應(yīng)用于軍用船舶和農(nóng)業(yè)機械。

燃氣輪機

燃氣輪機是一種內(nèi)燃動力機械，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，主要由三部分組成：壓縮機、燃燒室、水輪機。燃氣輪機在運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。從機械上講，燃氣輪機比內(nèi)燃機簡單。

噴氣發(fā)動機

噴氣發(fā)動機可以將燃料的化學(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)動機可分為空氣噴氣發(fā)動機和火箭發(fā)動機。空氣噴氣發(fā)動機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

電機是將電能轉(zhuǎn)化為機械能的機電能量轉(zhuǎn)換器。電動機結(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、民用電機和專用電機。根據(jù)工作原理不同，可分為DC電機和交流電機。

液壓機

液壓機使用帕斯卡 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)運動、下往復(fù)運動。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)動機氣缸都是直列式的，一些6缸發(fā)動機也是直列式的。直列發(fā)動機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)動機中，氣缸通常排列成兩排，它們的軸線呈V形。V型發(fā)動機更緊湊，適用于多缸發(fā)動機，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，有一種將曲軸左右放置的方式，稱為水平對置發(fā)動機。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)動機現(xiàn)在幾乎用于所有水平對置發(fā)動機，大多數(shù)輕型飛機也配備了這種類型的發(fā)動機。

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)動機常用的缸數(shù)一般為3、4、5、6、8缸。1升以下的發(fā)動機一般用3缸，1~2個.5升的發(fā)動機一般用4缸，3升左右的發(fā)動機一般用6缸。

氣門數(shù)

發(fā)動機

國內(nèi)發(fā)動機大多采用兩個氣門，一個是進氣門，一個是排氣門。國外品牌汽車發(fā)動機一般每缸采用四氣門結(jié)構(gòu)，即兩個進氣門和兩個排氣門，提高了進排氣效率。有些汽車發(fā)動機采用每缸五氣門的結(jié)構(gòu)，即三個進氣門，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)動機排量比氣缸直徑和數(shù)量更能反映發(fā)動機功率的大小。

最高輸出功率

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

最大扭矩

最大扭矩是指發(fā)動機從曲軸端輸出的扭矩，一般出現(xiàn)在發(fā)動機中、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)動機經(jīng)常考慮機械效率、體效率和熱效率。機械效率是制動力和指示效率之間的比較；容積效率是指實際進入燃燒室的燃油混合物與該速度下的理論進氣量之間的比較；熱效率是指燃料中含有的能量與發(fā)動機實際輸出的能量之間的比較。

速度特性

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

內(nèi)燃機

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

功能結(jié)構(gòu)

發(fā)動機的主要運動機構(gòu)之一是曲柄連桿機構(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)運動轉(zhuǎn)化為曲軸的旋轉(zhuǎn)運動，從而可以驅(qū)動汽車車輪的旋轉(zhuǎn)。具體地，柴油發(fā)動機中的曲柄連桿機構(gòu)主要由主體組構(gòu)成、活塞連桿組、曲輪飛輪組、平衡機構(gòu)所構(gòu)成。

配氣機構(gòu)

配氣機構(gòu)的作用是根據(jù)發(fā)動機每個氣缸的工作循環(huán)和點火順序有規(guī)律地打開和關(guān)閉進氣口、排氣閥，以便新鮮可燃混合氣體（汽油機）或空氣（柴油機）及時進入氣缸，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)用最廣泛的配氣機構(gòu)是閥門—凸輪式配氣機構(gòu)，簡稱閥式配氣機構(gòu)。

燃料供給系統(tǒng)

燃油供給系統(tǒng)是內(nèi)燃機中的關(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)。柴油機和汽油機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)動機的潤滑系統(tǒng)主要包括油泵、油底殼、機油濾清器、集濾器等部件。它的作用是在發(fā)動機工作時清潔足夠的潤滑油（或稱為機油）不斷輸送到運動零件的摩擦面，在摩擦面之間形成油膜，實現(xiàn)液體潤滑，從而降低摩擦阻力功耗和零件磨損，達到提高發(fā)動機工作可靠性和耐久性的目的。根據(jù)發(fā)動機中各運動部件的不同工況，可以采用不同的潤滑方式：飛濺潤滑、壓力潤滑、潤滑脂潤滑。

點火系統(tǒng)

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

啟動系統(tǒng)

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

進氣沖程

在汽油發(fā)動機中，活塞在曲軸和連桿的驅(qū)動下從上止點移動到下止點曲軸同時帶動活塞運動，正時齒輪帶動配氣機構(gòu)運動此時，凸輪軸的進氣凸輪將通過配氣機構(gòu)的傳動機構(gòu)打開進氣門隨著活塞的向下運動，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)動機的進氣沖程吸入空氣。

壓縮沖程

隨著汽油機曲軸的運動，活塞被從下止點推向上止點此時氣缸蓋上的進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時，由凸輪軸控制的點火系統(tǒng)向火花塞提供高壓電，形成強大的電火花點燃可燃混合氣，推動活塞做功。在柴油機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)活塞即將到達上止點時，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，因為進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運動到下止點，并通過連桿推動曲軸旋轉(zhuǎn)當(dāng)活塞到達下止點時，工作沖程結(jié)束。

排氣沖程

當(dāng)做功沖程結(jié)束時，活塞再次從下止點運動到上止點，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時，排氣閥關(guān)閉，排氣沖程結(jié)束。

噴氣式發(fā)動機

一般來說，噴氣發(fā)動機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)生強大的反作用力。