汽車發(fā)動機的發(fā)展史

1、汽車發(fā)動機的發(fā)展史發(fā)動機，汽車中最重要的部分，可以說沒有發(fā)動機的存在，就不存在汽車。發(fā)動機的發(fā)展即是汽車的發(fā)展。發(fā)動機作為汽車的心臟，為汽車的行走提供動力和汽車的動力性、經濟性、環(huán)保性。 簡單講發(fā)動機就是一個能量轉換機構， 即將汽油 (柴油 )的熱能，通過在密封氣缸內燃燒氣體膨脹時，推動活塞做功，轉變?yōu)闄C械能，這是發(fā)動機最基本原理。發(fā)動機所有結構都是為能量轉換服務的，雖然發(fā)動機伴隨著汽車走過了 100 多年的歷史，無論是在設計上、制造上、工藝上還是在性能上、控制上都有很大的提高，其基本原理仍然未變，這是一個富于創(chuàng)造的時代，那些發(fā)動機設計者們，不斷地將最新科技與發(fā)動機融為一體，把發(fā)動機變成一個復

2、雜的機電一體化產品，使發(fā)動機性能達到近乎完善的程度，各世界著名汽車廠商也將發(fā)動機的性能作為競爭亮點。所以可以說發(fā)動機的發(fā)展史即是汽車的發(fā)展史。而發(fā)動機的發(fā)展也經歷了無數人的努力，無數人的智慧與汗水。發(fā)動機是汽車的動力源。汽車發(fā)動機大多是熱能動力裝置，簡稱熱力機。熱力機是借助工質的狀態(tài)變化將燃料燃燒產生的熱能轉變?yōu)闄C械能。往復活塞式四沖程汽油機是德國人奧托在大氣壓力式發(fā)動機基礎上，于1876 年發(fā)明并投入使用的。由于采用了進氣、壓縮、做功和排氣四個沖程，發(fā)動機的熱效率從大氣壓力式發(fā)動機的11%提高到 14%，而發(fā)動機的質量卻降低了 70%。1892年德國工程師狄塞爾發(fā)明了壓燃式發(fā)動機( 即柴油機

3、) ，實現了內燃機歷史上的第二次重大突破。由于采用高壓縮比和膨脹比，熱效率比當時其他發(fā)動機又提高了1 倍。1956 年，德國人汪克爾發(fā)明了轉子式發(fā)動機，使發(fā)動機轉速有較大幅度的提高。 1964 年，德國 NSU公司首次將轉子式發(fā)動機安裝在轎車上。1926 年，瑞士人布希提出了廢氣渦輪增壓理論，利用發(fā)動機排出的廢氣能量來驅動壓氣機，給發(fā)動機增壓。 50 年代后，廢氣渦輪增壓技術開始在車用內燃機上逐漸得到應用，使發(fā)動機性能有很大提高，成為內燃機發(fā)展史上的第三次重大突破。1967 年德國博世公司首次推出由電子計算機控制的汽油噴射系統(tǒng)，開創(chuàng)了電控技術在汽車發(fā)動機上應用的歷史。經過30 年的發(fā)展，以電子

4、計算機為核心的發(fā)動機管理系統(tǒng)(Engine Management System， EMS)已逐漸成為汽車、特別是轎車發(fā)動機上的標準配置。由于電控技術的應用，發(fā)動機的污染物排放、噪聲和燃油消耗大幅度地降低，改善了動力性能，成為內燃機發(fā)展史上第四次重大突破。1971 年，第一臺熱氣發(fā)動機斯特林機的公共汽車已開始運行。1972年，日本本田技研工業(yè)在市場售出裝有復合渦流控制燃燒的發(fā)動機的西維克牌轎車，打響了稀薄氣體燃燒發(fā)動機的第一炮。這種發(fā)動機是在普通發(fā)動機燃燒室的頂部加上一個槌狀體的副燃燒室，先將這處副燃燒室中較濃的混合氣體點燃，然后其火焰延燃到主燃燒室的稀薄混合氣中，使之全部燃燒做功，廢氣中的CO

5、和 HC很少，減少了有害氣體的排放。1967 年，美國進行了一次氫氣汽車行駛的公開表演，那輛氫氣汽車在80 公里時速下，每次充氫10 分鐘可運行121 公里。該車有19 個座位，由美國比林斯公司制造。1977 年，在美國芝加哥召開了第一次國際電動汽車會議。會議期間，展出了各種電動汽車一百多輛。1978年，日本研究成功復合動力汽車，即內燃機電力汽車。1979年 8 月，巴西制造出以酒精為燃料的汽車菲亞特147 型和帕薩特型轎車，及“小甲蟲”汽車。巴西是現在世界上使用酒精汽車最多的國家。1980 年，人本研制成功液態(tài)氫氣車。在后部裝有保持液態(tài)氫低溫和一定壓力的特制貯存罐。 該車用 85 公升的液氫

6、， 行駛了 400 公里，時速達 135 公里。但目前在使用上還有困難，費用也比油高。1980 年，美國試制成功了一種鋅氯電池電動汽車。1980 年，西班牙試研制成功一種太陽能汽車。1980 年，西德漢堡市西北伊策霍的一位工程師，發(fā)明了一種利用電石氣（乙炔氣）作動力的汽車。先將電石變成氣體，然后用這種氣體燃燒推動噴氣式發(fā)動機來驅動汽車，其速度和安全性均不亞于汽油車，20 公斤電石塊可以使汽車至少行駛300 公里。1980 年，美國開始研究“燒鋁”的汽車，這是由加州大學國立羅倫茲研究室的約翰. 庫伯和埃爾文. 貝倫提出的。他們設計出一種新型的電池作為汽車動力；在氫氧化鈉的參與下，使鋁與水和空氣發(fā)

7、生化學反應而產生電流。經實驗證明，電動汽車重量為1300 公斤，載上司機和4 名乘客，每更換一次鋁板，可行駛約5000 公里，以每小時90 公里的速度行駛時，每行駛 20 公里消耗1 公斤鋁。而在相同的條件下，1 公斤汽油卻只能走14.18公里。1981 年，美國研制出的一種新的節(jié)約能源的風能汽車，這輛汽車現在還不能全部使用風能，而是與燃料交替使用。它是在一輛普通的轎車車頂上，裝有一臺帶有風動螺旋槳的空氣透平機，用以隨時為車內裝有電池組充電。汽車行駛時，現以燃料發(fā)動，當車速達到每小時透平機才開始工作。12V60A55 公里時，1982 年，日本東京大學一色尚次教授，經過多年的研究，終于成功地研

8、制出世界上第一輛鹽水發(fā)動機汽車。該車可乘兩人，其發(fā)動機以蒸汽為動力，而蒸汽是通過向硫酸或蘇打等鹽類溶液里加水，發(fā)生化學加熱反應，利用釋放出來的化學熱能燒沸鍋爐里的水而產生的。1983 年，世界上第一輛裝備柴油陶瓷發(fā)動機的汽車運行試驗成功。所裝發(fā)動機是日本京都陶瓷公司研制的，其主要零部件由陶瓷制成，省去冷卻重量輕，節(jié)能效果顯著，在同樣條件下可比常規(guī)發(fā)動機多走 30%的路程。 1984 年，前蘇聯(lián)研制出一種雙重燃料汽車。當汽車發(fā)動時，首先使用汽油，然后專用天然氣。試驗證明，這種車排污少，燃料價格便宜，每輛車每年可節(jié)省燃料費500 盧布。1984 年，美國美孚石油公司的阿莫柯比化學公司，研制出了一種

9、叫杜隆塑料的合成材料，該公司采用這一塑料成功地制造出了世界上第一臺全塑料汽車發(fā)動機，其重量只有 84 公斤。目前，美國的洛拉 T-616GT 型汽車用的就是這種全塑發(fā)動機。1984 年，澳大利亞工程師沙里許經10 年研究，花費了1300 萬美元后，研制成功了一種在功率、燃燒效率和降低污染多方面優(yōu)于四沖程內燃機的OCP發(fā)動機。它采用壓縮空氣形成超細油滴和空氣的混合物進入燃燒室，燃燒更為充分，從而改善了總的效果。實驗表明，OCP發(fā)動機的功率較等重量的四沖程發(fā)動機大二倍，并且除節(jié)油 25%外，廢棄污染也大大降低。 1985 年，澳大利亞一位叫彼蘭丁的發(fā)明家，經過多年努力，研制出一種安全可靠、啟動靈活

10、、高速而又不冒煙的蒸汽機汽車。車上的鍋爐采用封閉回路式，蒸汽不向外排除，而是聚集在散熱器里，然后重新回到下一個工作循環(huán)去。這種車時速可達 130 公里，是防止環(huán)境污染的一種理想車型。1986 年，日本的三洋電氣公司研制成功首輛由太陽能電池帶動的汽車，這是全世界第一輛太陽能運輸車。該車有3 個小輪子，全長2.1 米，寬 0.9米，凈載重量為110 公斤，時速可達24 公里。1994 年，澳大利亞研制出用柴油機改裝的燃燒椰子油的汽車。試驗表明， 12 個椰子榨出的椰子油可達1 升。1994 年，英國的戴維 . 伯恩發(fā)明了另一種風力汽車，并已投入批量生產。這種被稱為風力汽車的新設計構思很巧妙。其驅動裝置是兩個電動馬達，分別安裝在兩個前輪上。底盤上裝有一個“風圓錐”，看上去活像個巨大的蛋卷冰淇淋。 在普通汽車安裝散熱護柵處則裝著一根進風管，直徑為1.37米，長度與車身相等，并與“風圓錐”連接。當汽車行駛時，空氣通過進風管進入“風 圓錐”連接。當汽車行駛時，空氣通過進風管進入“風圓錐”，驅動安裝在哪里的扇形渦輪機，接著再通過內置式發(fā)動機講風能轉化為電能，貯存在蓄電池中