內燃機的排氣過程和進氣過程統稱為換氣過程。換氣的主要作用是盡可能把上一循環的廢氣排除幹淨，使本循環供入盡可能多的新鮮充量，以使盡可能多的燃料在氣缸內完全燃燒，從而發出更大的功率。換氣過程的好壞直接影響內燃機的性能。為此除了降低進、排氣係統的流動阻力外，主要是使進、排氣門在最適當的時刻開啟和關閉。
實際上，進氣門是在活塞運行到氣缸上止點前即開啟（此時正處於排氣行程末期），以保證活塞下行時進氣門有較大的開度，這樣可在進氣過程開始時減小流動阻力，延長氣門開啟的時間，減少吸氣所消耗的功，同時也可充入較多的新鮮充量。當活塞在進氣行程中運行到下止點時，由於氣流慣性，新鮮充量仍可繼續充入氣缸，故使進氣門在下止點後延遲關閉。
排氣門也在下止點前提前開啟，即在膨脹行程後部分即開始排氣，這是為了利用氣缸內較高的燃氣壓力，使廢氣自動流出氣缸，從而使活塞從下止點向上止點運動時氣缸內氣體壓力低些，以減少活塞將廢氣排擠出氣缸所消耗的功。排氣門在上止點後關閉的目的是利用排氣流動的慣性，使氣缸內的殘餘廢氣排除得更為幹淨。
內燃機性能主要包括動力性能和經濟性能。動力性能是指內燃機發出的功率(扭矩)，表示內燃機在能量轉換中量的大小，標誌動力性能的參數有扭矩和功率等。經濟性能是指發出一定功率時燃料消耗的多少，表示能量轉換中質的優劣，標誌經濟性能的參數有熱效率和燃料消耗率。
內燃機未來的發展將著重於改進燃燒過程，提高機械效率，減少散熱損失，降低燃料消耗率；開發和利用非石油製品燃料、擴大燃料資源；減少排氣中有害成分，降低噪聲和振動，減輕對環境的汙染；采用高增壓技術，進一步強化內燃機，提高單機功率；研製複合式發動機、絕熱式渦輪複合式發動機等；采用微處理機控製內燃機，使之在最佳工況下運轉；加強結構強度的研究，以提高工作的可靠性和使用壽命，不斷創製新型內燃機。
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二衝程汽油發動機的工作原理
曲軸旋轉一圈，活塞上下各一次，完成一個工作循環的發動機，稱二衝程發動機。二衝程發動機的氣缸上，設有進氣孔、排氣孔和換氣（掃氣）孔，這些孔通過活塞在氣缸中上下運動時實現開與閉。
1.輔助行程（吸氣、壓縮過程）
曲軸旋轉，活塞從下止點向上止點運動，當活塞上行，把掃氣孔和排氣孔關閉時，使已從掃氣孔進入氣缸的新鮮可燃混合氣被壓縮；由於活塞的上行，使活塞的下方的曲軸箱容積增大，產生真空吸力，把進氣口的舌簧閥吸開，燃油與空氣經化油器混合的可燃混合氣被吸入曲軸箱，當活塞到上止點時，這一行程結束。
2.作功行程（爆燃、排氣、掃氣）
當活塞上行，將要接近上止點時，火花塞產生電火花，把已被壓縮的可燃混合氣點燃，燃燒的氣體迅速膨脹，使氣缸內的壓力和溫度急劇升高，在高壓氣體的推動下，迫使活塞從上止點向下止點運動，活塞通過連杆，將高壓氣體的推力傳給曲軸使之旋轉作功，使熱能轉變成機械能；由於活塞的下行，使曲軸箱的容積減小，壓力增高，進氣口的舌簧閥被關閉，進入曲軸箱的可燃混合氣被預壓縮；活塞繼續下行時，排氣孔打開，燃燒後的廢氣從排氣孔排出；隨著排氣孔打開，掃氣孔被打開，曲軸箱中被預壓縮的可燃混合氣經掃氣孔進入氣缸，並將廢氣進一步驅逐出氣缸，這一過程稱換氣過程。
作功行程結束時，一個工作循環便完成了。從上述過程中可知，在輔助行程中，活塞上方在壓縮，活塞下方在進氣；在作功行程中，活塞上方在作功、排氣和掃氣，而活塞下方對進入曲軸箱的可燃混合氣進行預壓縮。隻要曲軸連續旋轉，工作循環便能連續不斷地進行。