熱機(jī)是指各種利用內(nèi)能做功的機(jī)械。是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能再轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器動(dòng)力機(jī)械的一類，如蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、內(nèi)燃機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。
熱機(jī)通常以氣體作為工質(zhì)（傳遞能量的媒介物質(zhì)叫工質(zhì)），利用氣體受熱膨脹對(duì)外做功。熱能的來源主要有燃料燃燒產(chǎn)生的熱能、核能、太陽能和地?zé)岬取?/p>
介紹
熱機(jī)在人類生活中發(fā)揮著重要的作用。現(xiàn)代化的交通運(yùn)輸工具都靠它提供動(dòng)力。熱機(jī)的應(yīng)用和發(fā)展推動(dòng)了社會(huì)的快速發(fā)展，也不可避免地?fù)p失部分能量，并對(duì)環(huán)境造成一定程度的污染。熱機(jī)是利用內(nèi)能來做功的機(jī)器。
熱機(jī)的工作原理：由內(nèi)能通過做功轉(zhuǎn)化為機(jī)械能（例：乙醇燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，熱量傳給水，水沸騰后將瓶塞頂出去，蒸汽的一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化為瓶塞的機(jī)械能。）
工作過程
要使汽油機(jī)連續(xù)工作，活塞必須在推動(dòng)曲軸后回到原來位置，以便再次推動(dòng)曲軸，這就要求活塞能在汽缸里做往復(fù)運(yùn)動(dòng)。活塞在往復(fù)運(yùn)動(dòng)中從汽缸一端運(yùn)動(dòng)到汽缸的另一端叫做一個(gè)沖程。
熱機(jī)的四個(gè)沖程包括吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。四沖程內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)需要曲軸旋轉(zhuǎn)兩圈，完成一次吸氣和一次做功。
熱機(jī)的發(fā)展史：
蒸汽機(jī)→蒸汽輪機(jī)→內(nèi)燃機(jī)→噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)→火箭發(fā)動(dòng)機(jī)
熱機(jī)種類很多，按工質(zhì)接受燃料釋放能量的方式，分為內(nèi)燃機(jī)和外燃機(jī)。
內(nèi)燃機(jī)
簡介
內(nèi)燃機(jī)是一種動(dòng)力機(jī)械，它是通過使燃料在機(jī)器內(nèi)部燃燒，并將其放出的熱能直接轉(zhuǎn)換為動(dòng)力的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)。廣義上的內(nèi)燃機(jī)不僅包括往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)、旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)和自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，也包括旋轉(zhuǎn)葉輪式的燃?xì)廨啓C(jī)、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)等，但通常所說的內(nèi)燃機(jī)是指活塞式內(nèi)燃機(jī)。活塞式內(nèi)燃機(jī)以往復(fù)活塞式最為普遍。活塞式內(nèi)燃機(jī)將燃料和空氣混合，在其氣缸內(nèi)燃燒，釋放出的熱能使氣缸內(nèi)產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)狻Ｈ細(xì)馀蛎浲苿?dòng)活塞作功，再通過曲柄連桿機(jī)構(gòu)或其他機(jī)構(gòu)將機(jī)械功輸出，驅(qū)動(dòng)從動(dòng)機(jī)械工作。
常見的有柴油機(jī)和汽油機(jī)，通過將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，是通過做功改變內(nèi)能。
內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程
一、汽油機(jī)
用汽油作燃料的內(nèi)燃機(jī)
1. 構(gòu)造
進(jìn)氣門，排氣門，火花塞，氣缸，活塞，連桿，曲軸。
2. 運(yùn)動(dòng)過程
汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)要經(jīng)歷四個(gè)沖程，屬于四沖程內(nèi)燃機(jī)。它的一個(gè)工作循環(huán)中，活塞往復(fù)各運(yùn)動(dòng)兩次，只有第三個(gè)沖程內(nèi)燃機(jī)推動(dòng)活塞做功。
沖程：活塞在汽缸內(nèi)向上或向下移動(dòng)一次叫做內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)沖程。
在做功沖程燃?xì)鈱?duì)活塞做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。其余三個(gè)沖程要靠安裝在曲軸上的飛輪的慣性來完成（其中壓縮沖程是由活塞向上運(yùn)動(dòng)，壓縮燃料混合物，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）。
吸氣沖程：進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，汽油和空氣的混合物進(jìn)入汽缸。
壓縮沖程：進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，燃料混合物被壓縮。
做功沖程：進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，火花塞用產(chǎn)生的電火花點(diǎn)火，使混合物劇烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)外做功。
排氣沖程：進(jìn)氣門保持關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運(yùn)動(dòng)，把廢氣排出氣缸。
二、柴油機(jī)
用柴油作燃料的內(nèi)燃機(jī)與汽油機(jī)的不同之處是把汽油機(jī)的火花塞改成了噴油嘴以及將汽油機(jī)的點(diǎn)燃改為柴油機(jī)的壓燃方法。
構(gòu)造：進(jìn)氣門，排氣門，噴油嘴，氣缸，活塞，連桿，曲軸
工作過程：吸氣，壓縮，做功，排氣。
另外，柴油機(jī)和汽油機(jī)最大的不同點(diǎn)就是柴油機(jī)有噴油嘴而汽油機(jī)有火花塞。
發(fā)展歷史
活塞式內(nèi)燃機(jī)自19世紀(jì)60年代問世以來，經(jīng)過不斷改進(jìn)和發(fā)展，已是比較完善的機(jī)械。它熱效率高、功率和轉(zhuǎn)速范圍寬、配套方便、機(jī)動(dòng)性好，所以獲得了廣泛的應(yīng)用。全世界各種類型的汽車、拖拉機(jī)、農(nóng)業(yè)機(jī)械、工程機(jī)械、小型移動(dòng)式發(fā)電機(jī)和戰(zhàn)車等都以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力。海上貨船、內(nèi)河船舶和常規(guī)艦艇，以及某些小型飛機(jī)也都由內(nèi)燃機(jī)來推進(jìn)。世界上內(nèi)燃機(jī)的保有量在動(dòng)力機(jī)械中居首位，它在人類活動(dòng)中占有非常重要的地位。
活塞式內(nèi)燃機(jī)起源于用發(fā)射藥爆炸獲取動(dòng)力，但因火藥燃燒難以控制而未獲成功。1794年，英國人斯特里特提出從燃料的燃燒中獲取動(dòng)力，并且第一次提出了燃料與空氣混合的概念。1833年，英國人賴特提出了直接利用燃燒壓力推動(dòng)活塞作功的設(shè)計(jì)。
之后人們又提出過各種各樣的內(nèi)燃機(jī)方案，但在十九世紀(jì)中葉以前均未付諸實(shí)用。直到1860年，法國的勒努瓦模仿蒸汽機(jī)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)制造出第一臺(tái)實(shí)用的煤氣機(jī)。這是一種無壓縮、電點(diǎn)火、使用照明煤氣的內(nèi)燃機(jī)。勒努瓦首先在內(nèi)燃機(jī)中采用了彈力活塞環(huán)。這臺(tái)煤氣機(jī)的熱效率為4%左右。
英國的奇平巴尼特曾提倡將可燃混合氣在點(diǎn)火之前進(jìn)行壓縮，隨后又有人著文論述對(duì)可燃混合氣進(jìn)行壓縮的重要作用，并且指出壓縮可以大大提高勒努瓦內(nèi)燃機(jī)的效率。1862年，法國科學(xué)家羅沙對(duì)內(nèi)燃機(jī)熱力過程進(jìn)行理論分析之后，提出提高內(nèi)燃機(jī)效率的要求，這就是最早的四沖程工作循環(huán)。
1876年，德國發(fā)明家尼考羅斯·奧古斯特·奧托，（Nikolaus August Otto）運(yùn)用羅沙的原理，創(chuàng)制成功第一臺(tái)往復(fù)活塞式、單缸、臥式、3.2千瓦(4.4馬力)的四沖程內(nèi)燃機(jī)，仍以煤氣為燃料，采用火焰點(diǎn)火，轉(zhuǎn)速為156.7轉(zhuǎn)/分，壓縮比為2.66，熱效率達(dá)到14%，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。在當(dāng)時(shí)，無論是功率還是熱效率，它都是最高的。
奧托內(nèi)燃機(jī)獲得推廣，性能也在提高。1880年單機(jī)功率達(dá)到11～15千瓦(15～20馬力)，到1893年又提高到150千瓦。由于壓縮比的提高，熱效率也隨之增高，1886年熱效率為15.5%，1897年已高達(dá)20～26%。1881年，英國工程師克拉克研制成功第一臺(tái)二沖程的煤氣機(jī)，并在巴黎博覽會(huì)上展出。
隨著石油的開發(fā)，比煤氣易于運(yùn)輸攜帶的汽油和柴油引起了人們的注意，首先獲得試用的是易于揮發(fā)的汽油。1883年，德國的梅賽德斯-奔馳集團(tuán)（Daimler）創(chuàng)制成功第一臺(tái)立式汽油機(jī)，它的特點(diǎn)是輕型和高速。當(dāng)時(shí)其他內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速不超過200轉(zhuǎn)/分，它卻一躍而達(dá)到800轉(zhuǎn)/分，特別適應(yīng)交通運(yùn)輸機(jī)械的要求。1885～1886年，汽油機(jī)作為空氣動(dòng)力汽車運(yùn)行成功，大大推動(dòng)了汽車的發(fā)展。同時(shí)，汽車的發(fā)展又促進(jìn)了汽油機(jī)的改進(jìn)和提高。不久汽油機(jī)又用作了小船的動(dòng)力。
1892年，德國工程師狄塞爾（diesel）受面粉廠粉塵爆炸的啟發(fā)，設(shè)想將吸入氣缸的空氣高度壓縮，使其溫度超過燃料的自燃溫度，再用高壓空氣將燃料吹入氣缸，使之著火燃燒。他首創(chuàng)的壓縮點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)（柴油機(jī)）于1897年研制成功，為內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展開拓了新途徑。
狄塞爾開始力圖使內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)卡諾循環(huán)，以求獲得最高的熱效率，但實(shí)際上做到的是近似的等壓燃燒，其熱效率達(dá)26%。壓縮點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的問世，引起了世界機(jī)械業(yè)的極大興趣，壓縮點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)也以發(fā)明者而命名為狄塞爾引擎。
這種內(nèi)燃機(jī)以后大多用柴油為燃料，故又稱為柴油機(jī)。1898年，柴油機(jī)首先用于固定式發(fā)電機(jī)組，1903年用作貨船動(dòng)力，1904年裝于艦艇，1913年第一臺(tái)以柴油機(jī)為動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)車制成，1920年左右開始用于汽車和農(nóng)業(yè)機(jī)械。
早在往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)誕生以前，人們就曾致力于創(chuàng)造旋轉(zhuǎn)活塞式的內(nèi)燃機(jī)，但均未獲成功。直到1954年，德國工程師汪克（Wankel）解決了密封問題后，才于1957年研制出旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，被稱為轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。它具有近似三角形的旋轉(zhuǎn)活塞，在特定型面的氣缸內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，按奧托循環(huán)工作。這種發(fā)動(dòng)機(jī)功率高、體積小、振動(dòng)小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡單、維修方便，但由于它燃料經(jīng)濟(jì)性較差、低速扭矩低、排氣性能不理想，所以還只是在個(gè)別型號(hào)的轎車上得到采用。
內(nèi)燃機(jī)的組成
簡介
往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的組成部分主要有曲柄連桿機(jī)構(gòu)、機(jī)體和氣缸蓋、配氣機(jī)構(gòu)、供油系統(tǒng)、潤滑系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、起動(dòng)裝置等。
氣缸
是一個(gè)圓筒形金屬機(jī)件。密封的氣缸是實(shí)現(xiàn)工作循環(huán)、產(chǎn)生動(dòng)力的源地。各個(gè)裝有氣缸套的氣缸安裝在機(jī)體里，它的頂端用氣缸蓋封閉著。活塞可在氣缸套內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并從氣缸下部封閉氣缸，從而形成容積作規(guī)律變化的密封空間。燃料在此空間內(nèi)燃燒，產(chǎn)生的燃?xì)鈩?dòng)力推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)。活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)經(jīng)過連桿推動(dòng)曲軸作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，曲軸再從飛輪端將動(dòng)力輸出。由活塞組、連桿組、曲軸和飛輪組成的曲柄連桿機(jī)構(gòu)是內(nèi)燃機(jī)傳遞動(dòng)力的主要部分。活塞組由活塞、活塞環(huán)、活塞銷等組成。活塞呈圓柱形，上面裝有活塞環(huán)，借以在活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)密閉氣缸。上面的幾道氣環(huán)稱為氣環(huán)，用來封閉氣缸，防止氣缸內(nèi)的氣體漏泄，下面的環(huán)稱為油環(huán)，用來將氣缸壁上的多余的潤滑油刮下，防止?jié)櫥透Z入氣缸。活塞銷呈圓筒形，它穿入活塞上的銷孔和連桿小頭中，將活塞和連桿聯(lián)接起來。連桿大頭端分成兩半，由連桿螺釘聯(lián)接起來，它與曲軸的曲柄銷相連。連桿工作時(shí)，連桿小頭端隨活塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，連桿大頭端隨曲柄銷繞曲軸軸線作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，連桿大小頭間的桿身作復(fù)雜的搖擺運(yùn)動(dòng)。
曲軸
曲軸的作用是將活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，并將膨脹行程所作的功，通過安裝在曲軸后端上的飛輪傳遞出去。飛輪能儲(chǔ)存能量，使活塞的其他行程能正常工作，并使曲軸旋轉(zhuǎn)均勻。為了平衡慣性力和減輕內(nèi)燃機(jī)的振動(dòng)，在曲軸的曲柄上還適當(dāng)裝置平衡質(zhì)量。
工作原理
氣缸蓋中有進(jìn)氣道和排氣道，內(nèi)裝進(jìn)、排氣門。新鮮充量(即空氣或空氣與燃料的可燃混合氣)經(jīng)空氣濾芯、進(jìn)氣管、進(jìn)氣道和進(jìn)氣門充入氣缸。膨脹后的燃?xì)饨?jīng)排氣門、排氣道和排氣管，最后經(jīng)排氣消聲器排入大氣。進(jìn)、排氣門的開啟和關(guān)閉是由凸輪軸上的進(jìn)、排氣凸輪，通過挺柱、推桿、搖臂和氣門彈簧等傳動(dòng)件分別加以控制的，這一套機(jī)件稱為內(nèi)燃機(jī)配氣機(jī)構(gòu)。通常由空氣濾清器、進(jìn)氣管、排氣管和排氣消聲器組成進(jìn)排氣系統(tǒng)。
為了向氣缸內(nèi)供入燃料，內(nèi)燃機(jī)均設(shè)有供油系統(tǒng)。汽油機(jī)通過安裝在進(jìn)氣管入口端的化油器將空氣與汽油按一定比例（空燃比）混合，然后經(jīng)進(jìn)氣管供入氣缸，由汽油機(jī)點(diǎn)火系統(tǒng)控制的電火花定時(shí)點(diǎn)燃。柴油機(jī)的燃油則通過柴油機(jī)噴油系統(tǒng)噴入燃燒室，在高溫高壓下自行著火燃燒。
內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)的燃料燃燒使活塞、氣缸套、氣缸蓋和氣門等零件受熱，溫度升高。為了保證內(nèi)燃機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)，上述零件必須在許可的溫度下工作，不致因過熱而損壞，所以必須備有冷卻系統(tǒng)。
內(nèi)燃機(jī)不能從停車狀態(tài)自行轉(zhuǎn)入運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，必須由外力轉(zhuǎn)動(dòng)曲軸，使之起動(dòng)。這種產(chǎn)生外力的裝置稱為起動(dòng)裝置。常用的有電起動(dòng)、壓縮空氣起動(dòng)、汽油機(jī)起動(dòng)和人力起動(dòng)等方式。
工作循環(huán)
簡述
由進(jìn)氣、壓縮、燃燒和膨脹、排氣等過程組成。這些過程中只有膨脹過程是對(duì)外作功的過程，其他過程都是為更好地實(shí)現(xiàn)做功過程而需要的過程。按實(shí)現(xiàn)一個(gè)工作循環(huán)的行程數(shù)，工作循環(huán)可分為四沖程和二沖程兩類。
四沖程
是指在進(jìn)氣、壓縮、膨脹和排氣四個(gè)行程內(nèi)完成一個(gè)工作循環(huán)，此間曲軸旋轉(zhuǎn)兩圈。進(jìn)氣行程時(shí)，此時(shí)進(jìn)氣門開啟，排氣門關(guān)閉。流過空氣濾芯的空氣，或經(jīng)化油器與汽油混合形成的可燃混合氣，經(jīng)進(jìn)氣管道、進(jìn)氣門進(jìn)入氣缸；壓縮行程時(shí)，氣缸內(nèi)氣體受到壓縮，壓力增高，溫度上升；膨脹行程是在壓縮上止點(diǎn)前噴油和點(diǎn)火，使混合氣燃燒，產(chǎn)生高溫、高壓，推動(dòng)活塞下行并做功；排氣行程時(shí)，活塞推擠氣缸內(nèi)廢氣經(jīng)排氣門排出。此后再由進(jìn)氣行程開始，進(jìn)行下一個(gè)工作循環(huán)。
二沖程
是指在兩個(gè)行程內(nèi)完成一個(gè)工作循環(huán)，此期間曲軸旋轉(zhuǎn)一圈。首先，當(dāng)活塞在下止點(diǎn)時(shí)，進(jìn)、排氣口都開啟，新鮮充量由進(jìn)氣口充入氣缸，并掃除氣缸內(nèi)的廢氣，使之從排氣口排出；隨后活塞上行，將進(jìn)、排氣口均關(guān)閉，氣缸內(nèi)充量開始受到壓縮，直至活塞接近上止點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火或噴油，使氣缸內(nèi)可燃混合氣燃燒；然后氣缸內(nèi)燃?xì)馀蛎洠苿?dòng)活塞下行作功；當(dāng)活塞下行使排氣口開啟時(shí)，廢氣即由此排出活塞繼續(xù)下行至下止點(diǎn)，即完成一個(gè)工作循環(huán)。
內(nèi)燃機(jī)的換氣過程
內(nèi)燃機(jī)的排氣過程和進(jìn)氣過程統(tǒng)稱為換氣過程。換氣的主要作用是盡可能把上一循環(huán)的廢氣排除干凈，使本循環(huán)供入盡可能多的新鮮充量，以使盡可能多的燃料在氣缸內(nèi)完全燃燒，從而發(fā)出更大的功率。換氣過程的好壞直接影響內(nèi)燃機(jī)的性能。為此除了降低進(jìn)、排氣系統(tǒng)的流動(dòng)阻力外，主要是使進(jìn)、排氣門在最適當(dāng)?shù)臅r(shí)刻開啟和關(guān)閉。
實(shí)際上，進(jìn)氣門是在上止點(diǎn)前即開啟，以保證活塞下行時(shí)進(jìn)氣門有較大的開度，這樣可在進(jìn)氣過程開始時(shí)減小流動(dòng)阻力，減少吸氣所消耗的功，同時(shí)也可充入較多的新鮮充量。當(dāng)活塞在進(jìn)氣行程中運(yùn)行到下止點(diǎn)時(shí)，由于氣流慣性，新鮮充量仍可繼續(xù)充入氣缸，故使進(jìn)氣門在下止點(diǎn)后延遲關(guān)閉。
排氣門也在下止點(diǎn)前提前開啟，即在膨脹行程后部分即開始排氣，這是為了利用氣缸內(nèi)較高的燃?xì)鈮毫Γ箯U氣自動(dòng)流出氣缸，從而使活塞從下止點(diǎn)向上止點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)氣缸內(nèi)氣體壓力低些，以減少活塞將廢氣排擠出氣缸所消耗的功。排氣門在上止點(diǎn)后關(guān)閉的目的是利用排氣流動(dòng)的慣性，使氣缸內(nèi)的殘余廢氣排除得更為干凈。
內(nèi)燃機(jī)性能
主要包括動(dòng)力性能和經(jīng)濟(jì)性能。
動(dòng)力性能
是指內(nèi)燃機(jī)發(fā)出的功率(扭矩)，表示內(nèi)燃機(jī)在能量轉(zhuǎn)換中量的大小，標(biāo)志動(dòng)力性能的參數(shù)有扭矩和功率等。
經(jīng)濟(jì)性能
是指發(fā)出一定功率時(shí)燃料消耗的多少，表示能量轉(zhuǎn)換中質(zhì)的優(yōu)劣，標(biāo)志經(jīng)濟(jì)性能的參數(shù)有熱效率和燃料消耗率。內(nèi)燃機(jī)未來的發(fā)展將著重于改進(jìn)燃燒過程，提高機(jī)械效率，減少散熱損失，降低燃料消耗率；開發(fā)和利用非石油制品燃料、擴(kuò)大燃料資源；減少排氣中有害成分，降低噪聲和振動(dòng)，減輕對(duì)環(huán)境的污染；采用高增壓技術(shù)，進(jìn)一步強(qiáng)化內(nèi)燃機(jī)，提高單機(jī)功率；研制復(fù)合式發(fā)動(dòng)機(jī)、絕熱式渦輪復(fù)合式發(fā)動(dòng)機(jī)等；采用微處理機(jī)控制內(nèi)燃機(jī)，使之在最佳工況下運(yùn)轉(zhuǎn)；加強(qiáng)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的研究，以提高工作可靠性和壽命，不斷創(chuàng)制新型內(nèi)燃機(jī)
變氣門，變升程，變相位，甚至停掉幾個(gè)缸的技術(shù)，都沒能做到在行進(jìn)中連續(xù)變缸徑，但有等效的。
這種發(fā)動(dòng)機(jī)有一個(gè)桶形缸體，桶底厚。桶底中間有圓孔。還有一個(gè)缸體，好像一根筷子穿過一張厚的圓餅并粘合，筷子就是軸，這個(gè)軸也穿過桶形缸體底部的孔，餅形體也納入桶中，封閉成一個(gè)空心圓柱體的缸腔。這個(gè)缸腔的容積是可以變化的，比如只要固定桶，用機(jī)械裝置或者液壓裝置抽動(dòng)軸就可以實(shí)現(xiàn)。
桶底從圓孔的邊到桶的內(nèi)避割條縫，插入一個(gè)矩形板；烙面從圓邊到軸割條縫，也插入一塊矩形板，兩塊矩形板可以把缸腔一分為二，成為兩個(gè)密封缸腔，第一密封缸腔和第二密封缸腔。其中一個(gè)密封缸腔從桶壁的矩形板本側(cè)開口，充入高壓氣體，或充入油氣混合物并點(diǎn)燃；第二密封腔從桶壁上與前一開口相隔一個(gè)矩形板的位置開口放氣。固定桶，矩形板就牽引餅和筷子轉(zhuǎn)動(dòng)，反過來也行。
第一個(gè)密封腔從最小、充氣到轉(zhuǎn)過一定相位（轉(zhuǎn)角）就停止供氣，可以用閥門或者控制油氣供應(yīng)量來實(shí)現(xiàn)。由于高壓氣體膨脹，裝置會(huì)繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，第一密封缸腔內(nèi)的氣壓會(huì)降低，直到稍微低于環(huán)境氣壓，這樣會(huì)產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)阻力。于是第二個(gè)矩形板需要在頭部靠近邊緣開一個(gè)孔，安裝單向閥，向內(nèi)補(bǔ)氣。如果當(dāng)初的氣壓適當(dāng)，在第二塊矩形板轉(zhuǎn)到第二開口的時(shí)候，第一密封缸腔的氣壓正好等于或接近于環(huán)境氣壓，這是最經(jīng)濟(jì)的。第三種情況是還有少量余壓。
當(dāng)兩個(gè)矩形板快要相遇的時(shí)候，需要避讓。于是從桶的裙部內(nèi)圓刻成曲線滑槽，裝上滑動(dòng)塊，滑動(dòng)塊與第二塊矩形板連接；從軸穿出桶底的一側(cè)套裝一個(gè)空心圓柱體，外圓面刻曲線滑槽，裝上滑動(dòng)塊，與第一塊矩形板連接。滑槽由圓和擺線構(gòu)成，控制矩形板前沖、頂住和抽回。桶底和餅都?jí)蚝瘢圆粫?huì)抽脫。第二塊矩形板在轉(zhuǎn)動(dòng)方向上，和餅一塊轉(zhuǎn)動(dòng)；在軸向上，則由桶上的滑槽控制，所以變換容積的時(shí)候仍能抵住桶的底部。同樣道理，第一塊矩形板總是能抵住餅的內(nèi)表面。這種裝置在一個(gè)著力面上沿弧形軌跡，把高壓氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，是一種動(dòng)力機(jī)械裝置。反過來，也可以在機(jī)械的帶動(dòng)下反向轉(zhuǎn)動(dòng)，制取壓縮空氣，或者作為一個(gè)剎車器。做一個(gè)容量小的壓氣裝置，制取高壓油氣，配上點(diǎn)火裝置，再做一個(gè)容量動(dòng)力機(jī)械裝置，將燃燒后大量高溫高壓氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，就是一臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)。
它做功的軌跡是一段弧，而且可以無級(jí)的改變?nèi)萘浚簿鸵馕吨梢愿淖儼l(fā)動(dòng)機(jī)排量。配合油門，可以改變?nèi)紵髿鈮海`活改變轉(zhuǎn)速；改變排量，配合變速器，在一定范圍內(nèi)可以適應(yīng)各種負(fù)荷，而且采取上述“最經(jīng)濟(jì)的”方式。如果多套矩形板對(duì)置使用，可以減輕軸的彎曲；它是連續(xù)排氣的，因而噪音低；可以多套缸錯(cuò)相聯(lián)軸，動(dòng)力平穩(wěn)。它可以最大限度的減少余壓排放，而且在不同負(fù)載下都能采取最經(jīng)濟(jì)的工況，所以是好用節(jié)能技術(shù)。
作為一類發(fā)動(dòng)機(jī)，不同于蒸汽機(jī)、活塞發(fā)動(dòng)機(jī)和三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。叫作“可變?nèi)莼「装l(fā)動(dòng)機(jī)“。
外燃機(jī)
外燃機(jī)是一種外燃的閉式循環(huán)往復(fù)活塞式熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，因它是在1816年為蘇格蘭的R·斯特林所發(fā)明，故又稱斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)。新型外燃機(jī)使用氫氣作為工質(zhì)，在四個(gè)封閉的氣缸內(nèi)充有一定容積的工質(zhì)。氣缸一端為熱腔，另一端為冷腔。工質(zhì)在低溫冷腔中壓縮，然后流到高溫?zé)崆恢醒杆偌訜幔蛎涀龉ΑＨ剂显跉飧淄獾娜紵覂?nèi)連續(xù)燃燒，通過加熱器傳給工質(zhì)，工質(zhì)不直接參與燃燒，也不更換。
由于外燃機(jī)避免了傳統(tǒng)內(nèi)燃機(jī)的震爆做功問題，從而實(shí)現(xiàn)了高效律、低噪音、低污染和低運(yùn)行成本。外燃機(jī)可以燃燒各種可燃?xì)怏w，如：天然氣、沼氣、石油氣、氫氣、煤氣等，也可燃燒柴油、液化石油氣等液體燃料，還可以燃燒木材，以及利用太陽能等。只要熱腔達(dá)到700℃，設(shè)備即可做功運(yùn)行，環(huán)境溫度越低，發(fā)電效率越高。該公司提供的STM4-120型25kW級(jí)機(jī)組的發(fā)電效率為29.6%，大大高于同容量的內(nèi)燃機(jī)。外燃機(jī)最大的優(yōu)點(diǎn)是出力和效率不受平均海拔影響，非常適合于高海拔地區(qū)使用。
該設(shè)備目前有三種型號(hào)可供選擇，"熱電聯(lián)產(chǎn)"型、"太陽能-外燃混合發(fā)電"型、"廢熱利用"型，以及車用型和流動(dòng)現(xiàn)場電源。
熱機(jī)效率
1、凡是能夠利用燃料燃燒時(shí)放出的能來做機(jī)械功的機(jī)器就叫做熱機(jī)。
2、熱機(jī)在工作過程中，發(fā)熱器(高溫?zé)嵩?里的燃料燃燒時(shí)放出的熱量并沒有全部被工作物質(zhì)(工質(zhì))所吸收，而工質(zhì)從發(fā)熱器所得到的那部分熱量也只有一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功，其余部分隨工質(zhì)排出，傳給冷凝器(低溫?zé)嵩?。工質(zhì)所作的機(jī)械功中還有一部分因克服機(jī)件摩擦而損失。根據(jù)熱機(jī)的工作特點(diǎn)，下面對(duì)熱機(jī)中熱量的利用和損耗情況作一說明。
燃燒效率
是指工質(zhì)從發(fā)熱器得到的熱量和燃料燃燒時(shí)放出熱量的比，如果用ηC表示，燃料燃燒效率可寫成ηC=Q1/Q。
熱效率
是指熱機(jī)工作部分中轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功的熱量和工質(zhì)從發(fā)熱器得到的熱量的比。如果用η表示，則有η=W/ Q1=( Q1-Q2) / Q1=1- Q2/ Q1。
從式中很明顯地看出Q1越大，Q2越小，熱效率越高，這是熱機(jī)效率中的主要部分，它表明了熱機(jī)中熱量的利用程度。
機(jī)械效率
是指推動(dòng)機(jī)軸做功所需的熱量和熱機(jī)工作過程中轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械功的熱量的比，如果用ηm表示，則有ηm=Q3/(Q1-Q2)等，即η=Q有用/Q總。
熱機(jī)效率η=c×m×△t/mq
熱力過程
熱力過程
參考資料 >