發(fā)動機(jī)的發(fā)展史

1、發(fā)動機(jī)是汽車的“心臟”。汽車的發(fā)展與發(fā)動機(jī)的進(jìn)步有著直接的聯(lián)系。1858年，定居在法國巴黎的里諾發(fā)明了煤氣發(fā)動機(jī)，并于1860年申請了專利。發(fā)動機(jī)用煤氣和空氣的混合氣體取代往復(fù)式蒸汽機(jī)的蒸汽，使用電池和感應(yīng)線圈產(chǎn)生電火花，用電火花將混合氣點燃爆發(fā)。這種發(fā)動機(jī)有氣缸、活塞、連桿、飛輪等。煤氣機(jī)是內(nèi)燃機(jī)的初級產(chǎn)品，因為煤氣發(fā)動機(jī)的壓縮比為零。1867年，德國人奧托（Nicolaus August Otto）受里諾研制煤氣發(fā)動機(jī)的啟發(fā)，對煤氣發(fā)動機(jī)進(jìn)行了大量的研究，制作了一臺臥式氣壓煤氣發(fā)動機(jī)，后經(jīng)過改進(jìn)，于1878年在法國舉辦的國際展覽會上展出了他制作的樣品。由于該發(fā)動機(jī)工作效率高，引起了參觀者極

2、大的興趣。在長期的研究過程中，奧托提出了內(nèi)燃機(jī)的四沖程理論，為內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明奠定了理論基礎(chǔ)。德國人奧姆勒和卡爾·本茨根據(jù)奧托發(fā)動機(jī)的原理，各自研制出具有現(xiàn)代意義的汽油發(fā)動機(jī)，為汽車的發(fā)展鋪平了道路。1892年，德國工程師狄塞爾根據(jù)定壓熱功循環(huán)原理，研制出壓燃式柴油機(jī)，并取得了制造這種發(fā)動機(jī)的專利權(quán)。1957年，德國人汪克爾發(fā)明了轉(zhuǎn)子活塞發(fā)動機(jī)，這是汽油發(fā)動機(jī)發(fā)展的一個重要分支。轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的特點是利用內(nèi)轉(zhuǎn)子圓外旋輪線和外轉(zhuǎn)子圓內(nèi)旋輪線相結(jié)合的機(jī)構(gòu)，無曲軸連桿和配氣機(jī)構(gòu)，可將三角活塞運動直接轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運動。它的零件數(shù)比往復(fù)活塞式汽油少40%，質(zhì)量輕、體積小、轉(zhuǎn)速高、功率大。1958年汪克爾

3、將外轉(zhuǎn)子改為固定轉(zhuǎn)子為行星運動，制成功率為22.79千瓦、轉(zhuǎn)速為5500轉(zhuǎn)/分的新型旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機(jī)。該機(jī)具有重要的開發(fā)價值，因而引起各國的重視。日本東洋公司（馬自達(dá)公司）買下了轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的樣機(jī)，并把轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)裝在汽車上，可以說，轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)生在德國，長在日本。汽車發(fā)動機(jī)的發(fā)展歷史發(fā)動機(jī)是汽車的動力源。汽車發(fā)動機(jī)大多是熱能動力裝置，簡稱熱力機(jī)。熱力機(jī)是借助工質(zhì)的狀態(tài)變化將燃料燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能。往復(fù)活塞式四沖程汽油機(jī)是德國人奧托(Nicolaus A.Otto)在大氣壓力式發(fā)動機(jī)基礎(chǔ)上，于1876 年發(fā)明并投入使用的。由于采用了進(jìn)氣、壓縮、做功和排氣四個沖程，發(fā)動機(jī)的熱效率從大氣壓力式發(fā)動

4、機(jī)的11%提高到14%，而發(fā)動機(jī)的質(zhì)量卻降低了70%。1892 年德國工程師狄塞爾(Rudolf Diesel)發(fā)明了壓燃式發(fā)動機(jī)(即柴油機(jī))，實現(xiàn)了內(nèi)燃機(jī)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(dāng)時其他發(fā)動機(jī)又提高了1 倍。1956年，德國人汪克爾(F.ankel)發(fā)明了轉(zhuǎn)子式發(fā)動機(jī)，使發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速有較大幅度的提高。1964年，德國NSU公司首次將轉(zhuǎn)子式發(fā)動機(jī)安裝在轎車上。1926 年，瑞士人布希(A.Buchi)提出了廢氣渦輪增壓理論，利用發(fā)動機(jī)排出的廢氣能量來驅(qū)動壓氣機(jī)，給發(fā)動機(jī)增壓。50 年代后，廢氣渦輪增壓技術(shù)開始在車用內(nèi)燃機(jī)上逐漸得到應(yīng)用，使發(fā)動機(jī)性能有很大提高，成

5、為內(nèi)燃機(jī)發(fā)展史上的第三次重大突破。1967 年德國博世(Bosch)公司首次推出由電子計算機(jī)控制的汽油噴射系統(tǒng)(ElectronicFuel Injection，EFI)，開創(chuàng)了電控技術(shù)在汽車發(fā)動機(jī)上應(yīng)用的歷史。經(jīng)過30年的發(fā)展，以電子計算機(jī)為核心的發(fā)動機(jī)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(jī)上的標(biāo)準(zhǔn)配置。由于電控技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)動機(jī)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(nèi)燃機(jī)發(fā)展史上第四次重大突破。1971年，第一臺熱氣發(fā)動機(jī)斯特林機(jī)(Strling)的公共汽車已開始運行。1972 年，日本本田技研工業(yè)在市場

6、售出裝有復(fù)合渦流控制燃燒的發(fā)動機(jī)CVCC(Compound Vertex Controlled Combustion)engine)的西維克(Civic)牌轎車，打響了稀薄氣體燃燒發(fā)動機(jī)的第一炮。這種發(fā)動機(jī)是在普通發(fā)動機(jī)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和HC很少，減少了有害氣體的排放。1967年，美國進(jìn)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

7、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(fù)合動力汽車，即內(nèi)燃機(jī)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(xiàn)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，行駛了400公里，時速達(dá)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

8、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(jī)來驅(qū)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。1981年，美國研制出的一種新的節(jié)約能源的風(fēng)能汽車，這輛汽車現(xiàn)在還不能全部使用風(fēng)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(fēng)動螺旋槳的空氣透平機(jī)，用以隨時為車內(nèi)裝有12V60A電池組充電。汽車行駛時，現(xiàn)以燃料發(fā)動，當(dāng)車速達(dá)到每小時55公里時，透平機(jī)才開始工作。1982年，日本東京大學(xué)一色尚次教授，經(jīng)過多年的研究，終于成功地研制出世界上第一輛鹽水發(fā)動機(jī)汽車。該車可乘兩人，其發(fā)動機(jī)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

9、學(xué)加熱反應(yīng)，利用釋放出來的化學(xué)熱能燒沸鍋爐里的水而產(chǎn)生的。1983年，世界上第一輛裝備柴油陶瓷發(fā)動機(jī)的汽車運行試驗成功。所裝發(fā)動機(jī)是日本京都陶瓷公司研制的，其主要零部件由陶瓷制成，省去了冷卻系統(tǒng)，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(jī)多走30%的路程。1984年，前蘇聯(lián)研制出一種雙重燃料汽車。當(dāng)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(xué)公司，研制出了一種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(jī)，其重量只有84公斤。目前，美國的洛拉

10、T-616GT型汽車用的就是這種全塑發(fā)動機(jī)。1984年，澳大利亞工程師沙里許經(jīng)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(nèi)燃機(jī)的OCP發(fā)動機(jī)。它采用壓縮空氣形成超細(xì)油滴和空氣的混合物進(jìn)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(jī)的功率較等重量的四沖程發(fā)動機(jī)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(jīng)過多年努力，研制出一種安全可靠、啟動靈活、高速而又不冒煙的蒸汽機(jī)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(dá)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(dá)24公里。1994年，澳大利亞研制出用柴油機(jī)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(dá)1升。1994年，英國的戴維.伯恩發(fā)明了另一種風(fēng)力汽車，并已投入批量生產(chǎn)。這種被稱為風(fēng)力汽車的新設(shè)計構(gòu)思很巧妙。其驅(qū)動裝置是兩個電動馬達(dá)，分別安裝在兩個前輪上。底盤上裝有一個“風(fēng)圓錐”，看上