汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展史

1、汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展史發(fā)動(dòng)機(jī)，汽車中最重要的部分，可以說(shuō)沒(méi)有發(fā)動(dòng)機(jī)的存在，就不存在汽車。發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展即是汽車的發(fā)展。發(fā)動(dòng)機(jī)作為汽車的心臟，為汽車的行走提供動(dòng)力和汽車的動(dòng)力性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)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)， 即將汽油 (柴油 )的熱能，通過(guò)在密封氣缸內(nèi)燃燒氣體膨脹時(shí)，推動(dòng)活塞做功，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)

2、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)。所以可以說(shuō)發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展史即是汽車的發(fā)展史。而發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)展也經(jīng)歷了無(wú)數(shù)人的努力，無(wú)數(shù)人的智慧與汗水。發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的動(dòng)力源。汽車發(fā)動(dòng)機(jī)大多是熱能動(dòng)力裝置，簡(jiǎn)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(guó)人奧托在大氣壓力式發(fā)動(dòng)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(gè)沖程，發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率從大氣壓力式發(fā)動(dòng)機(jī)的11%提高到 14%，而發(fā)動(dòng)機(jī)的質(zhì)量卻降低了 70%。1892年德國(guó)工程師狄塞爾發(fā)明了壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)( 即柴油機(jī)

3、) ，實(shí)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(shí)其他發(fā)動(dòng)機(jī)又提高了1 倍。1956 年，德國(guó)人汪克爾發(fā)明了轉(zhuǎn)子式發(fā)動(dòng)機(jī)，使發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速有較大幅度的提高。 1964 年，德國(guó) NSU公司首次將轉(zhuǎn)子式發(fā)動(dòng)機(jī)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(dòng)機(jī)排出的廢氣能量來(lái)驅(qū)動(dòng)壓氣機(jī)，給發(fā)動(dòng)機(jī)增壓。 50 年代后，廢氣渦輪增壓技術(shù)開(kāi)始在車用內(nèi)燃機(jī)上逐漸得到應(yīng)用，使發(fā)動(dòng)機(jī)性能有很大提高，成為內(nèi)燃機(jī)發(fā)展史上的第三次重大突破。1967 年德國(guó)博世公司首次推出由電子計(jì)算機(jī)控制的汽油噴射系統(tǒng)，開(kāi)創(chuàng)了電控技術(shù)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)上應(yīng)用的歷史。經(jīng)過(guò)30 年的發(fā)展，以電子

4、計(jì)算機(jī)為核心的發(fā)動(dòng)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(dòng)機(jī)上的標(biāo)準(zhǔn)配置。由于電控技術(shù)的應(yīng)用，發(fā)動(dòng)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(dòng)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(tái)熱氣發(fā)動(dòng)機(jī)斯特林機(jī)的公共汽車已開(kāi)始運(yùn)行。1972年，日本本田技研工業(yè)在市場(chǎng)售出裝有復(fù)合渦流控制燃燒的發(fā)動(dòng)機(jī)的西維克牌轎車，打響了稀薄氣體燃燒發(fā)動(dòng)機(jī)的第一炮。這種發(fā)動(dòng)機(jī)是在普通發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室的頂部加上一個(gè)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(diǎn)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(guó)進(jìn)行了一次氫氣汽車行駛的公開(kāi)表演，那輛氫氣汽車在80 公里時(shí)速下，每次充氫10 分鐘可運(yùn)行121 公里。該車有19 個(gè)座位，由美國(guó)比林斯公司制造。1977 年，在美國(guó)芝加哥召開(kāi)了第一次國(guó)際電動(dòng)汽車會(huì)議。會(huì)議期間，展出了各種電動(dòng)汽車一百多輛。1978年，日本研究成功復(fù)合動(dòng)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(chóng)”汽車。巴西是現(xiàn)在世界上使用酒精汽車最多的國(guó)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(shí)速達(dá) 135 公里。但目前在使用上還有困難，費(fèi)用也比油高。1980 年，美國(guó)試制成功了一種鋅氯電池電動(dòng)汽車。1980 年，西班牙試研制成功一種太陽(yáng)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(dòng)力的汽車。先將電石變成氣體，然后用這種氣體燃燒推動(dòng)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)驅(qū)動(dòng)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(guó)開(kāi)始研究“燒鋁”的汽車，這是由加州大學(xué)國(guó)立羅倫茲研究室的約翰. 庫(kù)伯和埃爾文. 貝倫提出的。他們?cè)O(shè)計(jì)出一種新型的電池作為汽車動(dòng)力；在氫氧化鈉的參與下，使鋁與水和空氣發(fā)

7、生化學(xué)反應(yīng)而產(chǎn)生電流。經(jīng)實(shí)驗(yàn)證明，電動(dòng)汽車重量為1300 公斤，載上司機(jī)和4 名乘客，每更換一次鋁板，可行駛約5000 公里，以每小時(shí)90 公里的速度行駛時(shí)，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(guó)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(tái)帶有風(fēng)動(dòng)螺旋槳的空氣透平機(jī)，用以隨時(shí)為車內(nèi)裝有電池組充電。汽車行駛時(shí)，現(xiàn)以燃料發(fā)動(dòng)，當(dāng)車速達(dá)到每小時(shí)透平機(jī)才開(kāi)始工作。12V60A55 公里時(shí)，1982 年，日本東京大學(xué)一色尚次教授，經(jīng)過(guò)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(dòng)機(jī)汽車。該車可乘兩人，其發(fā)動(dòng)機(jī)以蒸汽為動(dòng)力，而蒸汽是通過(guò)向硫酸或蘇打等鹽類溶液里加水，發(fā)生化學(xué)加熱反應(yīng)，利用釋放出來(lái)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(dòng)機(jī)的汽車運(yùn)行試驗(yàn)成功。所裝發(fā)動(dòng)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(dòng)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(dòng)時(shí)，首先使用汽油，然后專用天然氣。試驗(yàn)證明，這種車排污少，燃料價(jià)格便宜，每輛車每年可節(jié)省燃料費(fèi)500 盧布。1984 年，美國(guó)美孚石油公司的阿莫柯比化學(xué)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(tái)全塑料汽車發(fā)動(dòng)機(jī)，其重量只有 84 公斤。目前，美國(guó)的洛拉 T-616GT 型汽車用的就是這種全塑發(fā)動(dòng)機(jī)。1984 年，澳大利亞工程師沙里許經(jīng)10 年研究，花費(fèi)了1300 萬(wàn)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(dòng)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(shí)驗(yàn)表明，OCP發(fā)動(dòng)機(jī)的功率較等重量的四沖程發(fā)動(dòng)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(guò)多年努力，研制出一種安全可靠、啟動(dòng)靈活

10、、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(gè)工作循環(huán)去。這種車時(shí)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(yáng)能電池帶動(dòng)的汽車，這是全世界第一輛太陽(yáng)能運(yùn)輸車。該車有3 個(gè)小輪子，全長(zhǎng)2.1 米，寬 0.9米，凈載重量為110 公斤，時(shí)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(yàn)表明， 12 個(gè)椰子榨出的椰子油可達(dá)1 升。1994 年，英國(guó)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(jì)構(gòu)思很巧妙。其驅(qū)動(dòng)裝置是兩個(gè)電動(dòng)馬達(dá)，分別安裝在兩個(gè)前輪上。底盤(pán)上裝有一個(gè)“風(fēng)圓錐”，看上去活像個(gè)巨大的蛋卷冰淇淋。 在普通汽車安裝散熱護(hù)柵處則裝著一根進(jìn)風(fēng)管，直徑為1.37米，長(zhǎng)度與車身相等，并與“風(fēng)圓錐”連接。當(dāng)汽車行駛時(shí)，空氣通過(guò)進(jìn)風(fēng)管進(jìn)入“風(fēng) 圓錐”連接。當(dāng)汽車行駛時(shí)，空氣通過(guò)進(jìn)風(fēng)管進(jìn)入“風(fēng)圓錐”，驅(qū)動(dòng)安裝在哪里的扇形渦輪機(jī)，接著再通過(guò)內(nèi)置式發(fā)動(dòng)機(jī)講風(fēng)能轉(zhuǎn)化為電能，貯存在蓄電池中