常用的内燃机包括汽油机和柴油机，是应用最广泛的热机。氢内燃机（Hydrogen Inter-nal Combustion Engine，HICE）是以氢气为燃料，将氢气存储的化学能经过燃烧过程转化成机械能的新型内燃机^[5，6]。氢内燃机基本原理与普通的汽油或者柴油内燃机的原理一样，属于汽缸—活塞往复式内燃机。按点火顺序可将内燃机分成四冲程发动机和两冲程发动机。

四冲程发动机的工作过程如图15-1所示。它完成一个循环要求有4个完全的活塞冲程。

1）进气冲程。活塞下行，进气门打开，空气被吸入而充满气缸。

2）压缩冲程。所有气门关闭，活塞上行压缩空气，在接近压缩冲程终点时，开始喷射燃油。

3）膨胀冲程。所有气门关闭，燃烧的混合气膨胀，推动活塞下行，此冲程是4个冲程中唯一做功的冲程。

4）排气冲程。排气门打开，活塞上行将燃烧后的废气排出气缸，开始下一循环。

图15-1 压燃式四冲程发动机的工作过程(www.daowen.com)

a）进气行程 b）压缩行程 c）膨胀行程 d）排气行程

图15-2 两冲程发动机的工作过程

a）换气 b）压缩 c）燃烧 d）排气

两冲程发动机是将四冲程发动机完成一个工作循环所需要的4个冲程纳入两个冲程中完成。如图15-2所示为两冲程发动机的示意图。当活塞在膨胀过程中沿气缸下行时，首先开启排气口，高压废气开始排入大气。当活塞向下运动时，同时压缩曲轴箱内的空气-燃油混合气；当活塞继续下行时，活塞开启进气口，使被压缩的空气-燃油混合气从曲轴箱进入气缸。在压缩冲程，活塞先关闭进气口，然后关闭排气口，压缩气缸中的混合气。在活塞将要到达上止点之前，火花塞将混合气点燃。于是活塞被燃烧膨胀的燃气推向下行，开始另一个膨胀做功冲程。当活塞在上止点附近时，化油器进气口开启，新鲜空气-燃油混合气进入曲轴箱。在这种发动机中，润滑油与汽油混合在一起对曲轴和轴承进行润滑。这种发动机的曲轴每转一圈，每个气缸点火一次。

四冲程发动机和两冲程发动机相比，经济性好，润滑条件好，易于冷却。但两冲程发动机的运动部件少，质量轻，发动机运转较平稳。