用汽油作燃料的内燃机﹐是一种火花点火式发动机。自1876年创制成功有压缩过程的单缸﹑四冲程煤气机后﹐内燃机才得以迅速发展。但煤气运输携带不便﹐于是人们研究利用石油中易挥发的轻成分。1883年德国人戴姆勒﹐G.制造成功汽油机﹐它以便于运输和携带的汽油为燃料。汽油机的出现促进了运输工具(汽车﹑飞机等)的发展﹐反过来也促进了石油工业的发展。第二次世界大战以前﹐汽油机已用作小至 1千瓦以下的农业﹑园艺机具的动力﹐大到数千千瓦的航空发动机。第二次世界大战以后﹐由于柴油机和燃气轮机的发展﹐汽油机的用途有所缩小﹐但仍是小功率内燃机﹑摩托车﹑轿车﹑小型飞机和轻型货车发动机的主要机型。 组成和分类 汽油机一般采用往复活塞式结构﹐由本体(缸盖﹑缸体﹑曲轴箱)﹑曲柄连杆机构﹑配气系统﹑供油系统﹑润滑系统和点火系统等部分组成。 按配气系统的不同﹐汽油机分为二冲程的和四冲程的两类。二冲程汽油机仅用于提供较小的动力﹐以求其轻小而成本低。四冲程汽油机又可分为侧置气门式﹑顶置气门侧置凸轮轴式和顶置凸轮轴式 3种﹐以顶置凸轮轴汽油机性能最好。 按气缸进气方式的不同﹐汽油机分为增压的和非增压的两类。飞机用汽油机多为增压的﹐轿车用发动机也发展有增压汽油机。 按供油系统的不同﹐汽油机分为化油器式和汽油喷射式两类。至80年代﹐汽油喷射式的应用迅速增多﹐许多厂家的产品已用汽油喷射代替化油器。汽油喷射式又可分为多点喷射和单点喷射两种﹐多点喷射汽油机性能最好﹐但成本较高。 按混合气形成的方法﹐汽油机分为均匀混合气式﹑火焰点火式(用电火花将辅室中的少量浓混合气点燃后﹐利用喷出的火焰点燃主室中的过稀混合气)和分层充气式(在统一燃烧室内﹐一部分为可燃混合气﹐另外部分只是空气)3类。商业产品基本上都是均匀混合气式。正在发展的稀混合气汽油机也是均匀混合气汽油机。 燃烧 汽油是多种烃的液态混合物﹐馏出温度在210℃以下﹐易于蒸发成气态。在使用时﹐空气流过化油器﹐按比例携带适量汽油进入进气管。在流经进气管﹑进入气缸和压缩过程中﹐汽油迅速蒸发﹐到压缩末期已完全成气态﹐并与空气混合成相当均匀的可燃混合气。这时汽油机点火系统提供瞬时高压电﹐在火花塞的火花间隙处打出火花﹐使该处微量混合气发生化学反应﹐累积热量而提高温度﹐并使次层混合气受热发生化学反应。当逐渐发展到气缸内压力明显上升时﹐便形成明亮的火焰核心。从火花点火到此刻的时间称为着火延迟期。火焰核心能否形成和着火延迟时期的长短﹐均取决于火花间隙处混合气的化学性质﹑火花能量和该处气流速度。火焰核心形成后﹐引起火焰传播﹐将气缸内混合气烧尽﹐使缸内压力迅速上升。混合气热量主要在火焰传播时期放出﹐这是决定一个循环作功多少的关键。此后仍有补充燃烧现象﹐但放热很少。其它蒸发性好的液体燃料如酒精等﹐也可用于汽油机﹔气态燃料在适当改动燃料供给系统后也可用于汽油机。 为使火花能引起燃烧﹐混合气浓度须在着火界限以内。混合气浓度用过量空气系数 表示。 是实际空气量与汽油燃烧所需化学当量空气量的比值﹐也可用当量比(等于 1/ )或空燃比(空气与汽油质量比)表示。在节气门开度和汽油机转速一定时﹐供给不同 的混合气﹐可得到不同的汽油机功率和燃料消耗率。一般在最大功率时的 值约为0.9﹐燃料消耗率最低时的 值约为1.1。在负荷率(实际发出的功率与同一转速下可能发出最大功率的比值)不同时﹐最经济的混合气浓度也不同﹐低负荷下的 值小于1。因此﹐供给的混合气浓度依转速和负荷而定。 在内燃机中希望燃烧放热尽可能接近上止点﹐以求高的热效率。在汽油机中要求火焰传播速度高﹐而且火焰传播发生在上止点前后。