汽車發(fā)動機歷史以及分類

1、汽車整體技術(shù)日新月異，而作為汽車的心臟發(fā)動機技術(shù)的進步顯得更受關(guān)注。汽車技術(shù)的迅猛發(fā)展從我國的汽車教材也能看出端倪：新技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)讓汽車教材難以跟上步伐！如今大部分汽車教材還是以東風(fēng)汽車的發(fā)動機來作為范例，而東風(fēng)發(fā)動機還是帶化油器的老式發(fā)動機，與如今全電子化的發(fā)動機簡直就隔了幾個世紀(jì)。汽車的污染也是不可避免，于是新能源技術(shù)，包括柴油機的高壓共軌，燃料電池，混合動力，純電動，生物燃料技術(shù)也已經(jīng)有普及的趨向，但回顧一下發(fā)動機的歷史或許更能理解這一百多年來汽車技術(shù)所發(fā)生的巨大變革。汽油機之前的摸索階段回到汽車的起步階段，那時的汽車被馬車嘲笑，污染嚴(yán)重，但起步的意義卻非同尋常。18世紀(jì)中葉，瓦特發(fā)明

2、了蒸氣機，此后人們開始設(shè)想把蒸汽機裝到車子上載人。法國的居紐（N.J.Cugnot）是第一個將蒸汽機裝到車子上的人。1770年，居紐制作了一輛三輪蒸汽機車。這輛車全長7.23米，時速為3.5公里,是世界上第一輛蒸汽機車。1771年古諾改進了蒸汽汽車，時速可達9.5千米，牽引4-5噸的貨物。1858年，定居在法國巴黎的里諾發(fā)明了煤氣發(fā)動機，并于1860年申請了專利。發(fā)動機用煤氣和空氣的混合氣體取代往復(fù)式蒸汽機的蒸汽，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)動機有氣缸、活塞、連桿、飛輪等。煤氣機是內(nèi)燃機的初級產(chǎn)品，因為煤氣發(fā)動機的壓縮比為零。1867年，德國人奧托（Nicol

3、aus August Otto）受里諾研制煤氣發(fā)動機的啟發(fā)，對煤氣發(fā)動機進行了大量的研究，制作了一臺臥式氣壓煤氣發(fā)動機，后經(jīng)過改進，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)動機工作效率高，引起了參觀者極大的興趣。在長期的研究過程中，奧托提出了內(nèi)燃機的四沖程理論，為內(nèi)燃機的發(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)動機的原理，各自研制出具有現(xiàn)代意義的汽油發(fā)動機，為汽車的發(fā)展鋪平了道路。1886年被視為汽車的誕生日，那輛奔馳一直為人所津津樂道。但是其動力單元卻實在“寒酸”：第一輛“三輪奔馳”搭載的臥式單缸二沖程汽油發(fā)動機，最高時速16KM每小時。這就是

4、第一輛汽車的發(fā)動機，那時勇敢卡爾奔馳的夫人駕駛這輛奔馳1號上坡還需要兒子推車，當(dāng)然沿途不停的熄火，轉(zhuǎn)向也不靈，回娘家100公里的路程硬是走了一整天。四沖程發(fā)動機的應(yīng)用四沖程發(fā)動機其實早就由德國人奧托研制出來了。但應(yīng)用的汽車上不得不提戴姆勒，他由于協(xié)助奧托研制四沖程發(fā)動機的原因而成為了第一個將四沖程發(fā)動機裝上汽車的人。顯然，從四沖程到二沖程是個巨大的進步。四沖程發(fā)動機的平衡性與燃燒效率都更加好。如今的汽車發(fā)動機技術(shù)已經(jīng)基本全部用的是四沖程技術(shù)。而在發(fā)動機的基本運行方式確定后，卻有人又向傳統(tǒng)發(fā)出了挑戰(zhàn)。轉(zhuǎn)子式發(fā)動機1957年，德國人汪克爾發(fā)明了轉(zhuǎn)子活塞發(fā)動機，這是汽油發(fā)動機發(fā)展的一個重要分支。轉(zhuǎn)子

5、發(fā)動機的特點是利用內(nèi)轉(zhuǎn)子圓外旋輪線和外轉(zhuǎn)子圓內(nèi)旋輪線相結(jié)合的機構(gòu)，無曲軸連桿和配氣機構(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。該機具有重要的開發(fā)價值，因而引起各國的重視。日本東洋公司（馬自達公司）買下了轉(zhuǎn)子發(fā)動機的樣機，并把轉(zhuǎn)子發(fā)動機裝在汽車上，可以說，轉(zhuǎn)子發(fā)動機生在德國長在日本。如今轉(zhuǎn)子發(fā)動機依然只是馬自達一家公司在用，不知道馬自達這門獨門技術(shù)何時能全面開花。 發(fā)動機的工作形式確定后，就是發(fā)動機技術(shù)的完善了，隨著

6、時間的推移，好多發(fā)動機的經(jīng)典設(shè)計都已經(jīng)不能滿足人們的需求了?；推魇桨l(fā)動機化油器最早誕生于1892年，由美國人杜里埃發(fā)明。隨著技術(shù)的演進，化油器功能愈加完備，直到上個世紀(jì)中后期，化油器已經(jīng)分為五部分：主供油系統(tǒng)、起動系統(tǒng)、怠速系統(tǒng)、大負(fù)荷加濃系統(tǒng)（省油器）和加速系統(tǒng)。五部分的作用在于：根據(jù)發(fā)動機在不同情況下的需要，將汽油氣化，并與空氣按一定比例混合成可燃混合氣，及時適量進入氣缸?；推鞯膬?yōu)點有：能夠?qū)?nèi)燃機的油氣比控制在理想的水平上，不論天候、溫度，永遠(yuǎn)進行著一成不變的工作。而且化油器的成本低、可靠度高，維修、保養(yǎng)容易。當(dāng)然化油器也存在許多弱點：比如，在冷車啟動、怠速運轉(zhuǎn)、急加速或低氣壓環(huán)境等

7、，這樣固定的供油方式實際上并無法全面滿足引擎的運轉(zhuǎn)需求，甚至可能因而產(chǎn)生黑煙、燃燒不全與馬力不足等狀況。因此，2002年起，中國已經(jīng)明令禁止銷售化油器轎車，此后所有車型都改用電噴發(fā)動機。當(dāng)然目前在馬路上跑的還有化油器式的發(fā)動機，隨著時間的推移，化油器式發(fā)動機將徹底退出歷史的舞臺。 電噴發(fā)動機電噴提供最早出現(xiàn)于1967年，由德國保時捷公司研制的D型電子噴射裝置，隨后被用在大眾等德系轎車上。這種裝置是以進氣管里面的壓力做參數(shù)，但是它與化油器相比，仍然存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，不穩(wěn)定的缺點。針對這些缺點，波許公司又開發(fā)了一種稱為L型電子控制汽油噴射裝置，它以進氣管內(nèi)的空氣流量做參數(shù)，可以直接按照進氣流量

8、與發(fā)動機轉(zhuǎn)速的關(guān)系確定進氣量，據(jù)此噴射出相應(yīng)的汽油。這種裝置由于設(shè)計合理，工作可靠，廣泛為歐洲和日本等汽車制造公司所采用，并奠定了今天電子控制燃油噴射裝置的雛形?？傮w而言，電噴供油系統(tǒng)的最大優(yōu)點就是燃油供給之控制十分精確，讓引擎在任何狀態(tài)下都能有正確的空燃比，不僅讓引擎保持運轉(zhuǎn)順暢，其廢氣也能合乎環(huán)保法規(guī)的規(guī)范。然而，電噴供油系統(tǒng)并不是最科學(xué)的。由于內(nèi)燃機構(gòu)造的先天限制，電噴噴嘴安裝在氣門旁，只有在氣門打開時才能完成油氣噴射，因此噴射會受到開合周期的影響，產(chǎn)生延遲，因而影響電腦對噴射時間的控制。不過好在這一問題已經(jīng)被缸內(nèi)直噴技術(shù)解決了。缸內(nèi)直噴發(fā)動機近兩年，當(dāng)歐美廠商意識到電噴技術(shù)的研發(fā)已經(jīng)進

9、入瓶頸期，于是缸內(nèi)直噴技術(shù)成為了各大廠商的主攻方向。新世代豪華品牌DS運用的就是功率小排量1.6THP發(fā)動機，采用了領(lǐng)先行業(yè)的燃油缸內(nèi)直噴技術(shù)、雙渦流渦輪增壓技術(shù)以及雙凸輪軸可變氣門正時技術(shù)，具有強勁的動力性能和良好的節(jié)油性能，并獲得267的高分 。與電噴發(fā)動機相比，缸內(nèi)直噴發(fā)動機的噴油嘴被移到了汽缸內(nèi)部，因此缸內(nèi)油氣的量不會受氣門開合的影響，而是直接由電腦自動決定噴油時機與份量，至于氣門則僅掌管空氣的進入時程，兩者則是在進入到汽缸內(nèi)才進行混合的動作。由于油、氣的混合空間、時間都相當(dāng)短暫，因此缸內(nèi)直噴系統(tǒng)必須依靠高壓將燃油從噴油嘴壓入汽缸，以達到高度霧化的效果，從而更好的進行油氣混合。其中混合油氣的壓縮比越高的發(fā)動機，它的動力表現(xiàn)越強大，相應(yīng)的節(jié)能效果越明顯。此外，缸內(nèi)直噴系統(tǒng)的燃燒室、活塞也大多具有特殊的導(dǎo)流槽，以供油氣在進入燃燒室后能夠產(chǎn)生氣旋渦流，來提高混合油氣的霧化效果與燃燒效率。一般而言，應(yīng)用了缸內(nèi)直噴技術(shù)的發(fā)動機要比同排量的多點噴射發(fā)動機的峰值功率提升10%至15%，而峰值扭矩能提升5%至10%。這樣的提升，可謂是一種質(zhì)變，而單靠增加氣門數(shù)量是難以達到這一效果的。發(fā)動機新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)在發(fā)動機的工作方式和噴油方式確定后，發(fā)動機的進化之路并沒有終止，在發(fā)動機技術(shù)的完善上一代一代的汽車人在做著不懈的努力。有些完善甚至都沒辦法記錄。很顯然現(xiàn)在的發(fā)動機運轉(zhuǎn)更加平順了，