發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展史

1、發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展史 【摘要】：發(fā)動(dòng)機(jī)（Engine），又稱為引擎，是一種能夠把一種形式的能轉(zhuǎn)化為另 一種更有用的能的機(jī)器，通常是把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 （把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)器能 的稱謂電動(dòng)機(jī)）有時(shí)它既適用于動(dòng)力發(fā)生裝置， 也可指包括動(dòng)力裝置的整個(gè)機(jī)器， 比如汽油發(fā)動(dòng)機(jī) , 航空發(fā)動(dòng)機(jī)。發(fā)動(dòng)機(jī)最早誕生在英國(guó)，所以，發(fā)動(dòng)機(jī)的概念也 源于英語(yǔ)，它的本義是指那種“產(chǎn)生動(dòng)力的機(jī)械裝置” 。 汽車自誕生以來(lái)，作為 最核心的“心臟” - 發(fā)動(dòng)機(jī)也在不斷的進(jìn)步， 下面就帶大家來(lái)回顧一下發(fā)動(dòng)機(jī)的 歷史，“知史明鑒”，或許更能理解這一百多年來(lái)汽車技術(shù)所發(fā)生的巨大變革。 Engine, also known as the e

2、ngine, is a kind of to tell a forms of energy into another more useful to machine, usually the chemical energy into mechanical energy. （the energy into machine can appellations motor） sometimes it applies both to power generator, can also refer to include power device of the whole machine, such as g

3、asoline engine,aeroengine. Engine earliest was born in the United Kingdom, therefore, engine concept also come from English, its original meaning is that the mechanical device producing power. Car since its birth, as the core of heart - the engine is also in constant progress. Here is to take you to

4、 review the history, knowing engine Mingjian history and maybe more can understand this hundred years automotive technical what happened huge transformation. 【關(guān)鍵字】：蒸汽機(jī)，沖程發(fā)動(dòng)機(jī)，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)，化油器，電噴發(fā)動(dòng)機(jī) Steam engine ， Stroke engines ，The rotor engine ，The carburetor ，Efi engine 發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的心臟，為汽車的行走提供動(dòng)力，汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)

5、保性。簡(jiǎn)單講發(fā)動(dòng)機(jī)就是一個(gè)能量轉(zhuǎn)換機(jī)構(gòu)， 即將燃油的熱能， 通過(guò)在密封汽缸 內(nèi)燃燒氣體膨脹時(shí)，推動(dòng)活塞作功，轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，這是發(fā)動(dòng)機(jī)最基本原理。發(fā) 動(dòng)機(jī)所有結(jié)構(gòu)都是為能量轉(zhuǎn)換服務(wù)的， 雖然發(fā)動(dòng)機(jī)伴隨著汽車走過(guò)了 100 多年的 歷史，無(wú)論是在設(shè)計(jì)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(gè)富于創(chuàng)造的時(shí)代， 那些發(fā)動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)者們， 不斷地 將最新科技與發(fā)動(dòng)機(jī)融為一體， 把發(fā)動(dòng)機(jī)變成一個(gè)復(fù)雜的機(jī)電一體化產(chǎn)品， 使發(fā) 動(dòng)機(jī)性能達(dá)到近乎完善的程度， 各世界著名汽車廠商也將發(fā)動(dòng)機(jī)的性能作為競(jìng)爭(zhēng) 亮點(diǎn)，發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個(gè)階段： 一、汽油機(jī)之前的摸索階段

6、18 世紀(jì)中葉，瓦特發(fā)明了蒸氣機(jī)，此后人們開(kāi)始設(shè)想把蒸汽機(jī)裝到車子上 載人。法國(guó)的居紐是第一個(gè)將蒸汽機(jī)裝到車子上的人。 1770 年，居紐制作了一 輛三輪蒸汽機(jī)車。這輛車全長(zhǎng)米，時(shí)速為公里 , 是世界上第一輛蒸汽機(jī)車。 1771 年古諾改進(jìn)了蒸汽汽車，時(shí)速可達(dá)千米，牽引 4-5 噸的貨物。 1858年，定居在法國(guó)巴黎的里諾發(fā)明了煤氣發(fā)動(dòng)機(jī)，并于 1860 年申請(qǐng)了專 利。發(fā)動(dòng)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(diǎn)燃爆發(fā)。 這種發(fā)動(dòng)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(jí)產(chǎn)品，因?yàn)槊簹獍l(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比為零。 1867 年

7、，德國(guó)人奧托受里諾研制煤氣發(fā)動(dòng)機(jī)的啟發(fā)，對(duì)煤氣發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行了 大量的研究，制作了一臺(tái)臥式氣壓煤氣發(fā)動(dòng)機(jī)，后經(jīng)過(guò)改進(jìn)，于 1878 年在法國(guó) 舉辦的國(guó)際展覽會(huì)上展出了他制作的樣品。 由于該發(fā)動(dòng)機(jī)工作效率高， 引起了參 觀者極大的興趣。 在長(zhǎng)期的研究過(guò)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(guó)人奧姆勒和卡爾 ?本茨根據(jù)奧托發(fā)動(dòng)機(jī)的原理， 各自研制出具有現(xiàn)代意義的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，為汽車的發(fā)展鋪平了道路。 二、燃油發(fā)動(dòng)機(jī) 1892年，德國(guó)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(dòng)機(jī)的專利權(quán)。 1886 年被視為汽車的誕生日，那輛奔馳一直為

8、人所津津樂(lè)道。但是其動(dòng)力 單元卻實(shí)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(dòng)機(jī)， 最高時(shí)速 16KM每小時(shí)。這就是第一輛汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)，那時(shí)勇敢卡爾奔馳的夫人 駕駛這輛奔馳 1 號(hào)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(dòng)機(jī)其實(shí)早就由德國(guó)人奧托研制出來(lái)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(dòng)機(jī)的原因而成為了第一個(gè)將四沖程發(fā)動(dòng) 機(jī)裝上汽車的人。 顯然，從四沖程到二沖程是個(gè)巨大的進(jìn)步。 四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的平 衡性與燃燒效率都更加好。 如今的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)已經(jīng)基本全部用的是四沖程技 術(shù)。而在發(fā)動(dòng)

9、機(jī)的基本運(yùn)行方式確定后，卻有人又向傳統(tǒng)發(fā)出了挑戰(zhàn)。 三、轉(zhuǎn)子式發(fā)動(dòng)機(jī) 1957 年，德國(guó)人汪克爾發(fā)明了轉(zhuǎn)子活塞發(fā)動(dòng)機(jī)，這是汽油發(fā)動(dòng)機(jī)發(fā)展的一 個(gè)重要分支。轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)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(wú)曲軸連桿和配氣機(jī)構(gòu)，可將三角活塞運(yùn)動(dòng)直接轉(zhuǎn)換為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。 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(yùn)動(dòng)， 制成功率為千瓦、 轉(zhuǎn)速為 5500 轉(zhuǎn)/ 分的新型旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動(dòng)機(jī)。 該機(jī)具有重要的開(kāi)發(fā)價(jià)值， 因而引起各國(guó)的重視。 日 本東洋公司 （馬自達(dá)公司 ）買(mǎi)下了轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的樣機(jī)，并把轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)裝在

10、汽車 上，可以說(shuō)，轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)生在德國(guó)，長(zhǎng)在日本。如今轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)依然只是馬自達(dá) 一家公司在用，不知道馬自達(dá)這門(mén)獨(dú)門(mén)技術(shù)何時(shí)能全面開(kāi)花。 發(fā)動(dòng)機(jī)的工作形式確定后， 就是發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)的完善了， 隨著時(shí)間的推移， 好 多發(fā)動(dòng)機(jī)的經(jīng)典設(shè)計(jì)都已經(jīng)不能滿足人們的需求了。 四、化油器式發(fā)動(dòng)機(jī) 化油器最早誕生于 1892 年，由美國(guó)人杜里埃發(fā)明。隨著技術(shù)的演進(jìn)，化油 器功能愈加完備，直到上個(gè)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(dòng)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(dòng)機(jī)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(shí)適量進(jìn)入

11、氣缸。 化油器的優(yōu)點(diǎn)有：能夠?qū)?nèi)燃機(jī)的油氣比控制在理想的水平上，不論天候、 溫度，永遠(yuǎn)進(jìn)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(diǎn)：比如，在冷車啟動(dòng)、怠速運(yùn)轉(zhuǎn)、急加速或 低氣壓環(huán)境等， 這樣固定的供油方式實(shí)際上并無(wú)法全面滿足引擎的運(yùn)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(guó)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(dòng)機(jī)。 當(dāng)然目前在馬路上跑的還有化油器式的發(fā)動(dòng)機(jī)， 隨著時(shí)間的推移， 化油器式 發(fā)動(dòng)機(jī)將徹底退出歷史的舞臺(tái)。 五、電噴發(fā)動(dòng)機(jī) 電噴提供最早出現(xiàn)于 1967 年，由德國(guó)保時(shí)捷公司

12、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(jìn)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(diǎn)。針對(duì)這些缺點(diǎn)，波 許公司又開(kāi)發(fā)了一種稱為 L型電子控制汽油噴射裝置， 它以進(jìn)氣管內(nèi)的空氣流量 做參數(shù)，可以直接按照進(jìn)氣流量與發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系確定進(jìn)氣量， 據(jù)此噴射出相 應(yīng)的汽油。 這種裝置由于設(shè)計(jì)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。 目前為止，電噴系統(tǒng)的行車電腦會(huì)隨時(shí)偵測(cè)引擎溫度、 進(jìn)氣流量、轉(zhuǎn)速變化、 震動(dòng)狀況， 并依照實(shí)際需求調(diào)整供油量與點(diǎn)火時(shí)間， 因此在動(dòng)力輸出、 燃油經(jīng)

13、濟(jì) 與排污表現(xiàn)上可以取得相當(dāng)不錯(cuò)的平衡。 同時(shí)為了增加發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣量， 提高燃油 效率，發(fā)動(dòng)機(jī)從早期的單點(diǎn)噴射， 演化至多點(diǎn)噴射， 氣門(mén)數(shù)量從兩個(gè)增加至五個(gè)。 目前最先進(jìn)的當(dāng)屬搭載 VVT可變氣門(mén)技術(shù)的電噴發(fā)動(dòng)機(jī)。 總體而言，電噴供油系統(tǒng)的最大優(yōu)點(diǎn)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(yùn)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(jī)構(gòu)造的先天 限制，電噴噴嘴安裝在氣門(mén)旁， 只有在氣門(mén)打開(kāi)時(shí)才能完成油氣噴射， 因此噴射 會(huì)受到開(kāi)合周期的影響， 產(chǎn)生延遲， 因而影響電腦對(duì)噴射時(shí)間的控制。 不過(guò)好在 這一問(wèn)題已

14、經(jīng)被缸內(nèi)直噴技術(shù)解決了。 六、缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī) 近兩年，當(dāng)歐美廠商意識(shí)到電噴技術(shù)的研發(fā)已經(jīng)進(jìn)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。目前市場(chǎng)上備受關(guān)注的缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)包括： 奧迪 FSI 缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)、凱迪拉克 SIDI 雙模直噴發(fā)動(dòng)機(jī)。 與電噴發(fā)動(dòng)機(jī)相比， 缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的噴油嘴被移到了汽缸內(nèi)部， 因此缸內(nèi) 油氣的量不會(huì)受氣門(mén)開(kāi)合的影響， 而是直接由電腦自動(dòng)決定噴油時(shí)機(jī)與份量， 至 于氣門(mén)則僅掌管空氣的進(jìn)入時(shí)程，兩者則是在進(jìn)入到汽缸內(nèi)才進(jìn)行混合的動(dòng)作。 由于油、 氣的混合空間、 時(shí)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(dá)到高度霧化的效果，從而

15、更好的進(jìn)行油氣混合。 其中混合油氣的壓縮比越高的發(fā)動(dòng)機(jī)， 它的動(dòng)力表現(xiàn)越強(qiáng)大， 相應(yīng)的節(jié)能效 果越明顯。奧迪升 FSI 缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比達(dá)到了： 1；凱迪拉克升 SIDI 雙模缸內(nèi)直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的壓縮比達(dá)到了： 1。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(jìn)入燃燒室后能夠產(chǎn)生氣旋渦流， 來(lái)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(dòng)機(jī)要比同排量的多點(diǎn)噴射發(fā)動(dòng)機(jī)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(mén)數(shù)量是難以達(dá)到這一效果的。 七、發(fā)動(dòng)機(jī)新技術(shù)的不斷涌現(xiàn) 在發(fā)動(dòng)機(jī)

16、的工作方式和噴油方式確定后， 發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)化之路并沒(méi)有終止， 在 發(fā)動(dòng)機(jī)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(méi)辦 法記錄。很顯然現(xiàn)在的發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更加平順了， 抖動(dòng)也不是那么激烈了。 燃油經(jīng) 濟(jì)性也更好了， 馬力更足了。 而這些都是依賴于新技術(shù)的運(yùn)用。 為了改善進(jìn)氣就 有了：本田的 ECVT,豐田的 VVT-I, 現(xiàn)代的 CVVT，通用的 DVVT等可變氣門(mén)正時(shí)技 術(shù)；為了獲得更好的空燃比，就有了大眾的 TFSI 分層噴射技術(shù)， VIS 可變進(jìn)氣 道技術(shù)，渦輪增壓中冷技術(shù)等等； 為了使環(huán)境污染最小在排氣管里又增加了氧傳 感器，三元催化轉(zhuǎn)化器，以及廢棄在循環(huán)技術(shù)。 目前，由于環(huán)境污染的惡劣影響， 對(duì)汽車尾氣排放的要求也越來(lái)越高， 老氣 的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)淘汰已經(jīng)成了必然，更多充分利用能源的技術(shù)也在不停的研發(fā)當(dāng) 中。同時(shí)由于全球能源危機(jī)的巨大影響， 更加節(jié)能的新能源技術(shù)必將在發(fā)動(dòng)機(jī)技 術(shù)的發(fā)展上書(shū)寫(xiě)重重的一筆。 總而言之，發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)是汽車發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。 這學(xué)期我學(xué)習(xí)了電噴發(fā) 動(dòng)機(jī)這門(mén)課程， 通過(guò)學(xué)習(xí)我認(rèn)識(shí)到電噴發(fā)動(dòng)機(jī)是相對(duì)化油器發(fā)動(dòng)機(jī)而言的， 現(xiàn)在 出來(lái)的都是電噴發(fā)動(dòng)機(jī)， 兩者主要是供油方式不一樣， 化油器是負(fù)壓進(jìn)油， 空燃 比不好實(shí)時(shí)控制與調(diào)整，是機(jī)械式的；電噴是主動(dòng)噴油，靠壓力泵和噴嘴實(shí)現(xiàn)， 這樣空燃比可以精確控制， 另外電噴發(fā)動(dòng)機(jī)