基本參數
發展歷史
活塞式內燃機起源於荷蘭物理學家惠更斯用火藥爆炸獲取動力的研究，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力，並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活塞作功的設計。
19世紀中期，科學家完善了通過燃燒煤氣，汽油和柴油等產生的熱轉化機械動力的理論。這為內燃機的發明奠定了基礎。活塞式內燃機自19世紀60年代問世以來，經過不斷改進和發展，已是比較完善的機械。它熱效率高、功率和轉速範圍寬、配套方便、機動性好，所以獲得了廣泛的套用。全世界各種類型的汽車、拖拉機、農業機械、工程機械、小型移動電站和戰車等都以內燃機為動力。海上商船、內河船舶和常規艦艇，以及某些小型飛機也都由內燃機來推進。世界上內燃機的保有量在動力機械中居首位，它在人類活動中占有非常重要的地位。
之後人們又提出過各種各樣的內燃機方案，但在十九世紀中葉以前均未付諸實用。直到1860年，法國的勒努瓦模仿蒸汽機的結構，設計製造出第一台實用的煤氣機。這是一種無壓縮、電點火、使用照明煤氣的內燃機。勒努瓦首先在內燃機中採用了彈力活塞環。這台煤氣機的熱效率為4%左右。
英國的巴尼特曾提倡將可燃混合氣在點火之前進行壓縮，隨後又有人著文論述對可燃混合氣進行壓縮的重要作用，並且指出壓縮可以大大提高勒努瓦內燃機的效率。1862年，法國科學家羅沙對內燃機熱力過程進行理論分析之後，提出提高內燃機效率的要求，這就是最早的四衝程工作循環。
1876年，德國發明家奧托（Otto）運用羅沙的原理，創製成功第一台往復活塞式、單缸、臥式、3.2千瓦(4.4馬力)的四衝程內燃機，仍以煤氣為燃料，採用火焰點火，轉速為156.7轉/分，壓縮比為2.66，熱效率達到14%，運轉平穩。在當時，無論是功率還是熱效率，它都是最高的。
奧托內燃機獲得推廣，性能也在提高。1880年單機功率達到11～15千瓦(15～20馬力)，到1893年又提高到150千瓦。由於壓縮比的提高，熱效率也隨之增高，1886年熱效率為15.5%，1897年已高達20～26%。1881年，英國工程師克拉克研製成功第一台二衝程的煤氣機，並在巴黎博覽會上展出。
隨著石油的開發，比煤氣易於運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於揮發的汽油。1883年，德國的戴姆勒（Daimler）創製成功第一台立式汽油機，它的特點是輕型和高速。當時其他內燃機的轉速不超過200轉/分，它卻一躍而達到800轉/分，特別適應交通動輸機械的要求。1885～1886年，汽油機作為汽車動力運行成功，大大推動了汽車的發展。同時，汽車的發展又促進了汽油機的改進和提高。不久汽油機又用作了小船的動力。
1892年，德國工程師狄塞爾（Diesel）受麵粉廠粉塵爆炸的啟發，構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。他首創的壓縮點火式內燃機(柴油機)於1897年研製成功，為內燃機的發展開拓了新途徑。
狄塞爾開始力圖使內燃機實現卡諾循環，以求獲得最高的熱效率，但實際上做到的是近似的等壓燃燒，其熱效率達26%。壓縮點火式內燃機的問世，引起了世界機械業的極大興趣，壓縮點火式內燃機也以發明者而命名為狄塞爾引擎。
這種內燃機以後大多用柴油為燃料，故又稱為柴油機。1898年，柴油機首先用於固定式發電機組，1903年用作商船動力，1904年裝於艦艇，1913年第一台以柴油機為動力的內燃機車製成，1920年左右開始用於汽車和農業機械。
早在往復活塞式內燃機誕生以前，人們就曾致力於創造旋轉活塞式的內燃機，但均未獲成功。直到1954年，聯邦德國工程師汪克爾（Wankel）解決了密封問題後，才於1957年研製出旋轉活塞式發動機，被稱為汪克爾發動機。它具有近似三角形的旋轉活塞，在特定型面的氣缸內作旋轉運動，按奧托循環工作。這種發動機功率高、體積小、振動小、運轉平穩、結構簡單、維修方便，但由於它燃料經濟性較差、低速扭矩低、排氣性能不理想，所以還只是在個別型號的轎車上得到採用。
發展趨勢
從2013年2月下旬我國機械工業行業市場交易情況可以看出，節後出現採購旺季。其中，內燃機以及配附屬檔案市場景氣度回暖，以18%的市場交易份額位列第二位。
分析認為，內燃機及配件製造是汽車、機車、船舶製造、工業機械以及農機等行業的配套產品，其產品性能必須滿足下遊行業的需要，同時這些行業的運行狀況及景氣程度將直接影響內燃機及配件產品的市場需求，具體分析如下：
1、汽車用內燃機前景預測
內燃機產品產量按配套使用用途預計，“十二五”期間，預計車用內燃機年產量達到3000萬台。
2、機車及船舶用內燃機前景預測
內燃機產品產量按配套使用用途預計，“十二五”期間，年機車用汽油機達到2600萬台。
3、工程機械用內燃機前景預測
“十二五”期間，產品產量按配套使用用途預計，年工程機械用內燃機達100萬台。
系統機構
發動機是一種由許多機構和系統組成的複雜機器。無論是汽油機，還是柴油機；無論是四行程發動機，還是二行程發動機；無論是單缸發動機，還是多缸發動機。要完成能量轉換，實現工作循環，保證長時間連續正常工作，都必須具備以下一些機構和系統。
（1） 曲柄連桿機構
配氣機構 曲柄連桿機構是發動機實現工作循環，完成能量轉換的主要運動零件。它由機體組、活塞連桿組和曲軸飛輪組等組成。在作功行程中，活塞承受燃氣壓力在氣缸內作直線運動，通過連桿轉換成曲軸的旋轉運動，並從曲軸對外輸出動力。而在進氣、壓縮和排氣行程中，飛輪釋放能量又把曲軸的旋轉運動轉化成活塞的直線運動。
（2） 配氣機構
燃料供給系統 配氣機構的功用是根據發動機的工作順序和工作過程，定時開啟和關閉進氣門和排氣門，使可燃混合氣或空氣進入氣缸，並使廢氣從氣缸內排出，實現換氣過程。配氣機構大多採用頂置氣門式配氣機構，一般由氣門組、氣門傳動組和氣門驅動組組成。
（3）燃料供給系統
單列式和雙列式 汽油機燃料供給系統的功用是根據發動機的要求，配製出一定數量和濃度的混合氣，供入氣缸，並將燃燒後的廢氣從氣缸內排出到大氣中去；柴油機燃料供給系的功用是把柴油和空氣分別供入氣缸，在燃燒室內形成混合氣並燃燒，最後將燃燒後的廢氣排出。
（4） 潤滑系統
潤滑系統的功用是向作相對運動的零件表面輸送定量的清潔潤滑油，以實現液體摩擦，減小摩擦阻力，減輕機件的磨損。並對零件表面進行清洗和冷卻。潤滑系通常由潤滑油道、機油泵、機油濾清器和一些閥門等組成。
（5） 冷卻系統
冷卻系統 冷卻系統的功用是將受熱零件吸收的部分熱量及時散發出去，保證發動機在最適宜的溫度狀態下工作。水冷發動機的冷卻系通常由冷卻水套、水泵、風扇、水箱、節溫器等組成。
（6） 點火系統
在汽油機中，氣缸內的可燃混合氣是靠電火花點燃的，為此在汽油機的氣缸蓋上裝有火花塞，火花塞頭部伸入燃燒室內。能夠按時在火花塞電極間產生電火花的全部設備稱為點火系，點火系通常由蓄電池、發電機、分電器、點火線圈和火花塞等組成。
（7） 起動系統
要使發動機由靜止狀態過渡到工作狀態，必須先用外力轉動發動機的曲軸，使活塞作往復運動，氣缸內的可燃混合氣燃燒膨脹作功，推動活塞向下運動使曲軸旋轉。發動機才能自行運轉，工作循環才能自動進行。因此，曲軸在外力作用下開始轉動到發動機開始自動地怠速運轉的全過程，稱為發動機的起動。完成起動過程所需的裝置，稱為發動機的起動系。汽油機由以上兩大機構和五大系統組成，即由曲柄連桿機構，配氣機構、燃料供給系、潤滑系、冷卻系、點火系和起動系組成；柴油機由以上兩大機構和四大系統組成，即由曲柄連桿機構、配氣機構、燃料供給系、潤滑系、冷卻系和起動系組成，柴油機是壓燃的，不需要點火系。
往復活塞式內燃機的組成部分主要有曲柄連桿機構、機體和氣缸蓋、配氣機構、供油系統、潤滑系統、冷卻系統、起動裝置等。
氣缸是一個圓筒形金屬機件。密封的氣缸是實現工作循環、產生動力的源地。各個裝有氣缸套的氣缸安裝在機體裡，它的頂端用氣缸蓋封閉著。活塞可在氣缸套內往復運動，並從氣缸下部封閉氣缸，從而形成容積作規律變化的密封空間。燃料在此空間內燃燒，產生的燃氣動力推動活塞運動。活塞的往復運動經過連桿推動曲軸作旋轉運動，曲軸再從飛輪端將動力輸出。由活塞組、連桿組、曲軸和飛輪組成的曲柄連桿機構是內燃機傳遞動力的主要部分。
活塞組由活塞、活塞環、活塞銷等組成。活塞呈圓柱形，上面裝有活塞環，藉以在活塞往復運動時密閉氣缸。上面的幾道活塞環稱為氣環，用來封閉氣缸，防止氣缸內的氣體漏泄，下面的環稱為油環，用來將氣缸壁上的多餘的潤滑油刮下，防止潤滑油竄入氣缸。活塞銷呈圓筒形，它穿入活塞上的銷孔和連桿小頭中，將活塞和連桿聯接起來。連桿大頭端分成兩半，由連桿螺釘聯接起來，它與曲軸的曲柄銷相連。連桿工作時，連桿小頭端隨活塞作往復運動，連桿大頭端隨曲柄銷繞曲軸軸線作旋轉運動，連桿大小頭間的桿身作複雜的搖擺運動。
曲軸的作用是將活塞的往復運動轉換為旋轉運動，並將膨脹行程所作的功，通過安裝在曲軸後端上的飛輪傳遞出去。飛輪能儲存能量，使活塞的其他行程能正常工作，並使曲軸旋轉均勻。為了平衡慣性力和減輕內燃機的振動，在曲軸的曲柄上還適當裝置平衡質量。
常有術語
工作循環：內燃機熱能和機械能的轉換，通過活塞在氣缸中的，連續的進氣，壓縮，動力和排氣過程。每台機器的過程稱為一個工作循環。
活塞衝程：上、下止點之間的最小直線距離，稱為活塞的行程（或活塞衝程），曲軸與連桿大端的連線中心到曲軸的旋轉中心之間的最小直線距離稱為曲柄的旋轉半徑。
上止點和下止點：活塞在氣缸中移動時，最高的點叫上止點（或叫上死點），最低的叫下止點。
工作容積：活塞從上止點運動到下一個點，稱為氣缸容積（活塞排量移）。
壓縮比：就是發動機混合氣體被壓縮的程度，用壓縮前的
曲柄連桿機構 氣缸總容積與壓縮後的氣缸容積（即燃燒室容積）之比來表示空氣充滿氣缸，氣壓縮比越大，表明活塞運動時，在一定的範圍內氣體被壓縮得越厲害，其氣體的溫度和壓力就越高，內燃機的效率也越高。
結構分類
內燃機 1. 根據所用燃料分： 汽油機、柴油機、天然氣（CNG）、LPG發動機、乙醇發動機等，另有雙燃料發動機（dual fuel engine）和靈活燃料發動機（Bi-fuel engine）。
2. 根據缸內著火方式分： 點燃式、壓燃式
3. 根據衝程數分：二衝程、四衝程
4. 根據活塞運動方式分 ： 往復式、旋轉式
5. 根據氣缸冷卻方式分 ： 水冷式、風冷式
6. 根據氣缸數目分 ：單缸機、多缸機
7. 根據內燃機轉速分：低速(1000 r/min)；
8. 根據進氣充量壓力分：自然吸氣式、增壓式
9. 根據汽缸排列方式，內燃機可以分為直列、斜置、對置、V形和w形。
內燃機的分類方法很多，按照不同的分類方法可以把內燃機分成不同的類型，下面讓我們來看看內燃機
主要是怎樣分類的。
著火方式
內燃機根據缸內著火方式的不同可以分為點燃式發動機和壓燃式發動機。
點燃式發動機具有三大結構和五大系統。三大結構分別為曲柄連桿、配氣機構和機體， 五大系統分別為供油、冷卻、潤滑、起動和點火。
壓燃式發動機具有三大結構和四大系統。 三大機構分別為曲柄連桿、配氣機構和機體，四大系統分別為供油、冷卻、潤滑、起動。
內燃機按照所使用燃料的不同可以分為汽油機和柴油機。使用汽油為燃料的內燃機稱為汽油機；使用柴油為燃料的內燃機稱為柴油機。汽油機與柴油機比較各有特點；汽油機轉速高，質量小，噪音小，起動容易，製造成本低；柴油機壓縮比大，熱效率高，經濟性能和排放性能都比汽油機好。
按照行程
內燃機按照完成一個工作循環所需的行程數可分為四衝程內燃機和二衝程內燃機。把曲軸轉兩圈(720°)，活塞在氣缸內上下往復運動四個行程，完成一個工作循環的內燃機稱為四衝程內燃機；而把曲軸轉一圈(360°)，活塞在氣缸內上下往復運動兩個行程，完成一個工作循環的內燃機稱為二衝程內燃機。汽車發動機廣泛使用四衝程內燃機。
冷卻方式
內燃機按照冷卻方式不同可以分為水冷發動機和風冷發動機。水冷發動機是利用在氣缸體和氣缸蓋冷卻水套中進行循環的冷卻液作為冷卻介質進行冷卻的；而風冷發動機是利用流動於氣缸體與氣缸蓋外表面散熱片之間的空氣作為冷卻介質進行冷卻的。水冷發動機冷卻均勻，工作可靠，冷卻效果好，被廣泛地套用於現代車用發動機。
氣缸數目
內燃機按照氣缸數目不同可以分為單缸發動機和多缸發動機。僅有一個氣缸的發動機稱為單缸發動機；有兩個以上氣缸的發動機稱為多缸發動機。如雙缸、三缸、四缸、五缸、六缸、八缸、十二缸等都是多缸發動機。現代車用發動機多採用四缸、六缸、八缸發動機。
氣缸排列
內燃機按照氣缸排列方式不同可以分為單列式和雙列式)。單列式發動機的各個氣缸排成一列，一般是垂直布置的，但為了降低高度，有時也把氣缸布置成傾斜的甚至水平的；雙列式發動機把氣缸排成兩列，兩列之間的夾角0．15MPa），除示功圖外，尚無其他適用的方法可取代。
注意問題
使用誤區
理論循環 1、循環加注潤滑油或不同品質的油摻兌使用
2、選用的潤滑油粘度較高
3、單向流量控制閥或通風軟管損壞後隨意拆除
4、大容量的蓄電池壽命長
5、隨意加添電解液
6、隨便調高發電機的端電壓
7、空氣濾清器長期短路或隨便更換不同規格的濾
8、經常在大功率、高溫狀態下熄火
9、高壓油泵內的潤滑油加注或更換不合理
10、噴油器噴油壓力調整過高
11、隨意拆除散熱器上的空氣蒸氣閥
12、隨意更換火花塞
燃料使用
燃油是發動機的動力源，也是造成發動機故障的主要因素，潔淨的燃油不含水份和雜質是極重要的，否則會造成噴油泵和油嘴嚴重磨損甚至損壞。
在我國燃油質量問題一直是造成發動機壽命降低和故障的主要原因，所以在使用進口發動機儘量使用優質低含硫燃油，在無法達到要求的情況下可改造輸油管路，在油水分離器前加一級粗濾或油水分離器，以不影響發動機輸出功率為準選擇濾芯等級。
在使用劣質燃油的情況下必須定期清洗燃油箱，否則容易在油箱中因劣質燃油含有水份和雜質多，會在油箱壁和箱底結積，長期沒清洗的情況下造成結積泥皮脫落，工作中進入燃油管路，致使管路或燃油濾芯等堵塞，在日常維護中要做到良好的保養習慣，排放油箱沉積水雜質和油水分離器中沉積水。
污染
空氣污染
內燃機（例如往復式內燃機）在工作時會由於含碳燃料的不完全燃燒而排放大氣污染物。內燃機的最重要排放物是二氧化碳、水汽和一些碳黑顆粒物。取決於工作狀況和油氣比例，內燃機還會排放一氧化碳、氮氧化物、硫化物（主要是二氧化硫）和一些未燃燒的碳氫化合物。
噪音污染
內燃機工作時會產生顯著的噪音污染。比如公路上的汽車會產生噪音，飛機飛行時也會產生噴氣噪音（尤其是超音速飛機）。火箭發動機產生的噪音最大。
