摘 要：内燃机是燃料在机器内部燃烧，并且将燃烧释放出来的热能转换成为机械能的一种动力机械装置。具有体积小，移动灵活，热效率高和操作方便等特点，广泛应用在交通运输，工程机械，农业机械，小型发电设备等领域。根据市场分析，市场需求量大，前景广阔。同时，新材料、新技术的出现使内燃机动力性经济性提升。根据目前形势，将内燃机和电动机相比较，由于电池技术的不成熟和电动机技术的不完善，在短时间内，内燃机仍然是主要的动力机械来源。各种代用清洁燃料的出现和混合动力技术的发展，让内燃机的发展有一个很好的应用前景。最后给出当今内燃机发展方向。
关键词：内燃机；市场需求；发展现状；电动机；发展方向
1 内燃机市场需求现状
1.1 内燃机在汽车领域的需求
截至2014年年底，我国机动车保有量达2.64亿辆，其中汽车1.54亿辆；机动车驾驶人突破3亿人，其中汽车驾驶人超过2.46亿人。统计数字显示，近五年机动车年均增量1500多万辆，排名世界第二位。其中机动车99%以上动力来源于内燃机。根据产业研究院发布的《2015-2020年 中国内燃机及配件制造行业市场前瞻与转型升级分析报告》分析认为，汽车行业是内燃机的重点需求领域，《“十二五”汽车工业发展规划意见》指出，“十二五”时期，我国汽车产量将达到2800万-3000万辆，汽车工业将以12%以上的速度增长，这将大力推动我国汽车用内燃机需求的增长。
1.2 内燃机在船舶领域的需求
工信部发布的《船舶工业“十二五”发展规划》对“十二五”期间船舶工业的发展提出了如下目标：环渤海湾、长江三角洲和珠江三角洲造船基地成为世界级造船基地，产业集中度明显提升，前10家造船企业造船完工量占全国总量的70%以上，进入世界造船前十强企业达到5家以上。工信部发布的《船舶工业“十二五”发展规划》对“十二五”期间船舶工业的发展提出了如下目标：环渤海湾、长江三角洲和珠江三角洲造船基地成为世界级造船基地，产业集中度明显提升，前10家造船企业造船完工量占全国总量的70%以上，进入世界造船前十强企业达到5家以上。其中，我国大型船舶多数采用电力推动，其电能来源于若干大型中速柴油机组。
1.3 内燃机在铁道交通领域的需求
在我国乃至世界铁道交通领域的自然环境严峻地带，铁道交通搭建电力线路建造成本，维护成本高，受环境影响，可靠性低，因此柴油内燃大马力牵引机车不可替代。同时这些地区有待开发，线路扩张，前景可观。目前调车作业很大部分由内燃机车完成。美国，巴西，澳大利亚均采取内燃牵引重载。
综上所述，内燃机应用市场广阔。
2 内燃机特点及发展现状
内燃机是燃料在机器内部燃烧，并且将燃烧释放出来的热能转换成为机械能的一种动力机械装置。具有体积小，移动灵活，热效率高和操作方便等特点，广泛应用在交通运输，工程机械，农业机械，小型发电设备等领域【1】。汽油缸内直喷（GDI）、柴油高压共轨（CR）、涡轮增压中冷（TCI）、可变配气相位（VVT）、分层燃烧直喷技术（FSI）等技术逐渐成熟。并且陶瓷材料和工程塑料（如纤维增强塑料）具有比传统材料优越的减摩性、耐磨性和耐腐蚀性，其比重与铝合金不相上下而比钢和铸铁轻得多。随着工艺水平的提高及价格的降低，未来工程塑料在内燃机上的应用将会与日俱增。
2.1 内燃机与电动机差异
随着对排放的控制逐渐严格，内燃机的排放问题逐渐被重视。随即电动汽车和混动汽车以及一些新型的汽车走向市场。车辆电子，电控，（譬如内燃机电子打火，废弃的控制，车载系统，车灯，仪表盘，等等）发展多年，技术成熟，汽车基于之前的研究为基础朝着电子化的方向发展，继续延伸。电动机目前很长一段时间不能替代内燃机的一个方面就是，内燃机可以实现高转速大转矩，而电动机车用永磁电动机本身存在着调速范围不易扩大，电机长时间工作产生温升对永磁体影响比较明显等问题，并且最大转矩，百公里加速等技术指标也没有全面超越传统发动机。实用性并不强。高速状态下提供不了足够大的转矩。重型机械完全无法靠电池驱动。电池短时间内无法达到燃油这么高的能量密度。
针对目前形势，电动机有以下几个问题。
1.充电时间太长，超级电容技术的速充技术，但离成熟太远。
2.续航能力不够，基础设施也不够。
3.安全性不够，能量密度好的钴酸锂电池的安全、寿命都最差，而比较安全、寿命也好的铁锂电池和钛酸锂电池，能量密度却比较低。特斯拉的续航尚可因为它用的钴酸锂电池，安全性上就略低了。其发动机的动力性与经济性矛盾的协调问题。
4.能源格局不允许。内燃机是将化石燃料转化成机械能效率最好的机械之一。电动机本身当然不用化石燃料，也没有排放，但是追溯到源头来看。我国能源格局：华南地区水利工程多，但北方大多是用火电厂发电，燃料为煤。根据2014年我国电力市场发展现状分析：火力发电仍是主力，发电约占全国电力生产总量80%左右，水电在15%左右，剩下的是核电和风电。在我国电动车电能利用主要来源于火力发电，最终体现在烧煤的多少上，按照我国目前的发电比例，推广电动机，可以绿色环保无污染，代价却是将污染转移到城郊火电厂真正所在的地区，而且火电需要将燃料转化成电能，再通过电网充给汽车，再转化成机械能，其中能量转化效率下降，而且将分散排放转化为集中排放，对本质上的节能减拍意义不大，而且需要改变国内能源布局，影响范围广，实施难度大。
就乘用车动力系统而言，相较于电池，内燃机仍是并将长时间是成本更低、可靠性更高的动力源。
3 内燃机的发展方向
进气系统改进，实现油气最佳混合。目前技术有采用增压+中冷技术、采用多气门+可变配气相位（VTEC）、采用多气门+可变配气相位（VTEC）技术等【2】。
燃烧室和燃烧方式。燃烧、流动机理复杂艰深，先進燃烧的发动机开发是前沿热点。压燃式发动机会是发动机的未来。合适的燃料+高压缩比+缸压闭环控制+EGR（废气再循环技术）+先进的喷射控制，将可以实现高效清洁的燃烧。近十年来，类HCCI的先进燃烧模式PCCI LTC RCCI等等分别从不同的角度入手在一定的负荷范围内实现了稳定的高效清洁燃烧。
混合动力系统的开发。复杂的动力系统控制问题、发动机的技术升级与匹配、机电耦合中的动态问题等。
另外对于内燃机的噪声震动问题、燃油供给系统、排放后处理、材料技术等方面均有很大研究前景。
参考文献
[1]王中铮.热能与动力机械基础 [M]. 1版.北京：机械工业出版社，2004.
[2]周龙保.内燃机学 [M]. 3版.北京：机械工业出版社，2011.