汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)化

1、汽車工程概論課程考核論文汽車內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)化學(xué)院： 班 級(jí)： 學(xué)生姓名： 學(xué) 號(hào)： 完成日期： 2015 年 6月 15 日 指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)： _ 成績(jī)（五級(jí)記分制）： 教師簽名： 汽車內(nèi)燃機(jī)的進(jìn)化【摘要】發(fā)動(dòng)機(jī)是汽車的“心臟”。汽車的發(fā)展與發(fā)動(dòng)機(jī)的進(jìn)步有著直接的聯(lián)系發(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。內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明是在蒸汽機(jī)的基礎(chǔ)上發(fā)展的,首先以燃燒煤氣作為開(kāi)端,成功地創(chuàng)

2、制了煤氣機(jī)。在煤氣機(jī)的基礎(chǔ)上創(chuàng)制汽油機(jī),再創(chuàng)制為柴油機(jī)。從熱能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能的方式來(lái)看,首先創(chuàng)制的是真空機(jī),然后是壓縮機(jī)及點(diǎn)燃機(jī),最后方是壓燃機(jī)?！娟P(guān)鍵詞】發(fā)動(dòng)機(jī)；內(nèi)燃機(jī)； 歷史； 汽油發(fā)動(dòng)機(jī)；柴油發(fā)動(dòng)機(jī)；轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)目錄一 、煤氣發(fā)動(dòng)機(jī)4二 、奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)5三 、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)6四 、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)6五 、轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)7一、煤氣發(fā)動(dòng)機(jī)1670年,荷蘭物理學(xué)家惠更斯(Chr卜sitanHuygense)首先提出了真空活塞式火藥發(fā)動(dòng)機(jī)的方案。是利用火藥燃燒的高溫燃?xì)庠跉飧變?nèi)冷卻后,形成真空而帶動(dòng)活塞作功的。他的創(chuàng)造是現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī)的萌芽。1678年,法國(guó)人浩特佛勒發(fā)明用槍炮的火藥進(jìn)行爆炸,給予活塞以推動(dòng)力,使其

3、在缸筒內(nèi)作功的發(fā)動(dòng)機(jī),即煤氣機(jī)的原始型式。1794年,英國(guó)人斯切里特(Bobertstreet)參考瓦特蒸汽機(jī)的原理,提出一種燃用松節(jié)油或柏油的發(fā)動(dòng)機(jī)。盡管他未付諸實(shí)踐,但他卻第一次提出了燃料與空氣混合的原理。1799年,法國(guó)化學(xué)家勒本(Philippelebon)第一個(gè)建議用照明煤氣作燃料,用電火花點(diǎn)火的方式來(lái)設(shè)計(jì)發(fā)動(dòng)機(jī),但沒(méi)有引起人們的注意。兩年后,他使用煤氣和空氣的混合氣點(diǎn)燃爆發(fā),研究出利用由此產(chǎn)生的膨脹力作為動(dòng)力源的原理,并取得了專利權(quán)。令人遺憾的是,1804年12月2日,勒本在被召參加拿破侖一世的加冕禮時(shí),在巴黎街頭被人暗殺了。1807年,居住在巴黎的瑞士人阿耶薩克德里瓦茲在氣缸內(nèi)使

4、氫氣爆發(fā),以爆發(fā)所產(chǎn)生的膨脹力為動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)來(lái)推動(dòng)車子實(shí)驗(yàn)成功了,并取得了專利權(quán)。但這種發(fā)動(dòng)機(jī)的氣門(mén)啟閉和點(diǎn)火,還是直接用手來(lái)操作的,以致后來(lái)不得不放棄試驗(yàn)。1820年,英國(guó)人塞西爾(W.Ceeil)發(fā)表了關(guān)于以氫煤氣為燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)報(bào)告,在實(shí)驗(yàn)室里獲得了每分鐘60轉(zhuǎn)的成績(jī),實(shí)用的煤氣機(jī)第一次運(yùn)轉(zhuǎn)了。1823年,英國(guó)人布朗(SamelBrown)發(fā)明用氣體的真空發(fā)動(dòng)機(jī)。他利用煤氣燃燒在氣缸里產(chǎn)生真空,利用大氣壓力來(lái)推動(dòng)一些往復(fù)機(jī)件,從而產(chǎn)生動(dòng)力的發(fā)動(dòng)機(jī)。1826年,他制成了一臺(tái)略有改進(jìn)仍用煤氣的雙缸發(fā)動(dòng)機(jī)。有水冷式冷卻裝置,功率為4.05馬力,并于同年的4月25日獲得了專利。同年5月,布朗用裝著

5、這種發(fā)動(dòng)機(jī)的汽車,開(kāi)創(chuàng)了爬上肯特郡布萊克希恩的舒特斯山的記錄。因此,也有人推崇布朗是真正的汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的最早設(shè)計(jì)人。1827年,英國(guó)人斯特林(J.Stirling)發(fā)明了熱空氣膨脹式發(fā)動(dòng)機(jī)。這是一種用兩個(gè)活塞工作的封閉循環(huán)的外燃機(jī),外來(lái)燃?xì)馐狗忾]著的工質(zhì)膨脹推動(dòng)活塞作功。當(dāng)時(shí)由于效率過(guò)低而沒(méi)有得到發(fā)展。功。當(dāng)時(shí)由于效率過(guò)低而沒(méi)有得到發(fā)展。1833年,英國(guó)人萊特(W.L.Wright)提出了所謂“爆發(fā)”發(fā)動(dòng)機(jī),利用燃燒爆發(fā)壓力推動(dòng)活塞,從而結(jié)束了真空機(jī)的歷史。并對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)所有零部件都作了明確的設(shè)計(jì)。1838年,英國(guó)的巴尼特(WilliamBranet)t發(fā)明壓縮式發(fā)動(dòng)機(jī),并設(shè)計(jì)出在氣缸中點(diǎn)火的新方法

6、。這是用兩個(gè)安裝在氣缸外面的燃燒器來(lái)點(diǎn)火的。這個(gè)裝置設(shè)計(jì)極為巧妙,一直沿用了50年。1841年,英國(guó)人約翰斯頓(J.Jol飛11:tol,)曾發(fā)明過(guò)氫氣發(fā)動(dòng)機(jī)。1856年,意大利佛羅倫薩的兩名發(fā)明家巴爾桑蒂(EngenvoBersanto)和馬特依西(Matteucci)取得了利用可燃?xì)怏w爆發(fā)時(shí)產(chǎn)生的能量作功的發(fā)動(dòng)機(jī)專利權(quán)。根據(jù)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)所處的位置,分為三個(gè)階段:吸氣、爆發(fā)、排氣。更重要的是,他們首次提出了用電火花來(lái)點(diǎn)火的想法。他們的第一臺(tái)實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī),于1856年安放在佛羅倫薩的瑪利亞安特尼亞車站。1860年10月19日,成立了巴爾桑蒂一馬特依西新發(fā)動(dòng)機(jī)有限公司,并開(kāi)始批量試生產(chǎn),實(shí)現(xiàn)

7、了最早的商品化發(fā)動(dòng)機(jī)。1860年元月24日,法國(guó)籍比利士出生的技師勒諾爾(ElienneLenoir)1858年制成以照明煤氣為燃料的二沖程發(fā)動(dòng)機(jī),取得法國(guó)第43624號(hào)專利。這種發(fā)動(dòng)機(jī)有氣缸、活塞、連桿、飛輪等,采用電池和感應(yīng)線圈產(chǎn)生的高壓電火花點(diǎn)火,在發(fā)動(dòng)機(jī)上第一次采用彈力活塞環(huán),用電火花引爆,熱效率為3%一4%。然而,由于他的發(fā)動(dòng)機(jī)壓縮比為零,所以它能否正式算為現(xiàn)代發(fā)動(dòng)機(jī),人們還有有爭(zhēng)議。二、奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)1862年,法國(guó)的鐵路工程師羅沙(BeauDeRochas)發(fā)表了等容燃燒的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)理論,并強(qiáng)調(diào)壓縮混合氣是提高熱效率的重要措施,這是一次認(rèn)識(shí)上的飛躍。可惜他的理論當(dāng)時(shí)發(fā)表在法國(guó)的

8、一家地方出版刊物上,沒(méi)有為人們所重視。1866年,德國(guó)工程師奧托(NikolausAugusottt。)成功地制造出在動(dòng)力史上有劃時(shí)代意義的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)。這種發(fā)動(dòng)機(jī)主軸每分鐘轉(zhuǎn)速可達(dá)80一100轉(zhuǎn)。1867年5月,奧托的活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)在巴黎的萬(wàn)國(guó)博覽會(huì)上獲得了金質(zhì)獎(jiǎng)?wù)隆?873年,德國(guó)的一位鐘表工人雷特曼(Reihtm如n)制成了燒煤氣的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。后來(lái),由此弓起了專利訴訟案。雖然普魯士法庭否定了奧托的發(fā)明權(quán),但是雷特曼只是一名窮工人,他沒(méi)有能力及時(shí)推進(jìn)自己的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī),他的發(fā)明也就這樣被埋沒(méi)了。1876年,奧托又制成了第一臺(tái)實(shí)用的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī),并于1877年8月4日取得專利。這是一臺(tái)單缸臥

9、式、4馬力、等容燃燒的煤氣機(jī),壓縮比為2.5左右。采用活塞曲柄連桿機(jī)構(gòu),熱效率高達(dá)12%一14%,每分鐘轉(zhuǎn)速250轉(zhuǎn)。不久,被稱作奧托循環(huán)機(jī)而聞名于世。人們一直將四沖程循環(huán)稱為奧托循環(huán)。后來(lái)制成了汽油機(jī)和柴油機(jī)。1886年,奧托作出了一項(xiàng)驚人的宣布:取消自己獲得的四沖程發(fā)動(dòng)機(jī)的專利。三、汽油發(fā)動(dòng)機(jī)1864年,居住在奧地利的德國(guó)人馬爾庫(kù)斯(SiegfriedMareus),在一次研制裝飾燈時(shí),他偶然發(fā)現(xiàn)石油煉制出的汽油,在汽化后有很大的爆發(fā)力,從而開(kāi)始制造并實(shí)驗(yàn)汽油發(fā)動(dòng)機(jī)。1868年,法國(guó)的P.拉韋爾獲得了煤油發(fā)動(dòng)機(jī)專利。1875年,波士頓的喬治布雷頓研制了一種預(yù)壓式發(fā)動(dòng)機(jī),以輕質(zhì)油作燃料,被認(rèn)

10、為是第一臺(tái)實(shí)用、安全、液體燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)。1881年,英國(guó)人克拉克(Dugaldclerk)創(chuàng)制出了二沖程發(fā)動(dòng)機(jī)。1883年,德國(guó)工程師戴姆勒(GottliebDaimler)和邁巴哈(WilheloMaybaeh),根據(jù)奧托發(fā)動(dòng)機(jī)的模型,制成了今天汽車用發(fā)動(dòng)機(jī)的初型一高壓點(diǎn)火立式汽油機(jī),并取得了汽油發(fā)動(dòng)機(jī)的專利。它具有重量輕、轉(zhuǎn)速高(750轉(zhuǎn)/分,在這以前所有發(fā)動(dòng)機(jī)還沒(méi)有超過(guò)250轉(zhuǎn)/分的),壓縮比為3,并首先應(yīng)用了化油器。1872年,奧托在德國(guó)建立了德意志發(fā)動(dòng)機(jī)制造公司,戴姆勒參加奧托公司任總工程師,為奧托機(jī)的完善作出了重大貢獻(xiàn)。針對(duì)奧托機(jī)轉(zhuǎn)速低,重量大的缺點(diǎn),提出了改革。但是奧托不重視戴姆

11、勒的意見(jiàn),1882年,戴姆勒和他的朋友邁巴哈另行設(shè)立了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)工廠,移居斯圖加特,潛心研制發(fā)動(dòng)機(jī)。戴姆勒很有錢(qián),他修造了一個(gè)莊園,并建立了試驗(yàn)室,他和邁巴哈常常在試驗(yàn)室里工作到深夜。四、柴油發(fā)動(dòng)機(jī)1885年,英國(guó)的普雷斯特曼(Priestman)研制成功煤油機(jī)。1890年,英國(guó)的斯圖爾德(Akroydstuard)獲得了壓縮點(diǎn)火發(fā)動(dòng)機(jī)(即后來(lái)的柴油機(jī))的專利權(quán)。這種發(fā)動(dòng)機(jī),由于壓縮比還不夠高,必須把缸體外部加熱才能起動(dòng)。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)后,把加熱器拿開(kāi),發(fā)動(dòng)機(jī)仍能繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。1892年,英國(guó)藍(lán)開(kāi)夏郡的理查德霍恩茲比一桑茲公司,開(kāi)始對(duì)斯圖爾德發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行改良為高壓式發(fā)動(dòng)機(jī)的試驗(yàn)。他是用活塞泵把燃料注入氣

12、缸,不需要外部加熱就可以起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)了。1893年,德國(guó)工程師狄塞爾(RudofDiese)l在題為“轉(zhuǎn)動(dòng)式熱機(jī)的原理和結(jié)構(gòu)”的論文中,發(fā)表了狄塞爾發(fā)動(dòng)機(jī)(柴油機(jī))的原理。并與奧格斯堡機(jī)器制造廠老板簽訂了試制合同。于當(dāng)年試制出了試驗(yàn)柴油機(jī)。其缸徑為150毫米,行程400毫米。試驗(yàn)時(shí),首先用傳動(dòng)機(jī)拖動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn),待運(yùn)轉(zhuǎn)趨向平穩(wěn)時(shí)噴入燃料,不料剎那間象開(kāi)炮似的一聲轟鳴,裝在上面的測(cè)動(dòng)指示器象炮彈一般飛去,排氣管內(nèi)噴射出濃煙,不斷地“乒乓”作響,火花四濺,嚇得在場(chǎng)的人紛紛逃開(kāi)。第一臺(tái)樣機(jī)試驗(yàn)失敗了。但早在1892年1月28日,狄塞爾已先向柏林皇家專利局申請(qǐng)了發(fā)明專利,并于2月27日取得了柴油機(jī)的專利權(quán)。189

13、4年2月17日,狄塞爾將改進(jìn)后的柴油機(jī)再次試驗(yàn),僅運(yùn)行了一分鐘,但有人稱之為劃時(shí)代的一分鐘。1897年,狄塞爾制成了完全依靠壓縮點(diǎn)火燃燒,以柴油為燃料的四沖程柴油機(jī)。功率為25馬力。這是一項(xiàng)震驚世界的卓越發(fā)明I1898年投入商業(yè)性生產(chǎn)。遺憾的是,1913年9月27日狄塞爾去倫敦旅行,兩天后在船上突然失蹤,迷一般地死去了。人們?yōu)榱思o(jì)念發(fā)明者,將柴油機(jī)稱之為“狄塞爾發(fā)動(dòng)機(jī)”。1897年,在德國(guó)幕尼黑博覽會(huì)上,狄塞爾柴油機(jī)引起了德籍美國(guó)人,釀造業(yè)者阿爾道夫布什的濃厚興趣。隨后,布什以一百萬(wàn)馬克購(gòu)買(mǎi)了專利。1898年,布什造出了第一臺(tái)柴油機(jī)。1899年8月開(kāi)始批量生產(chǎn)。后來(lái),布什將柴油機(jī)成功地裝在汽車

14、上,開(kāi)創(chuàng)了柴油機(jī)汽車的先例。五、轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)1889年,法國(guó)的汽車工程師戴狄安(AlbertDeDion)發(fā)明了一臺(tái)4缸圓形排列旋轉(zhuǎn)發(fā)動(dòng)機(jī),這是轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的始祖。1895年,美國(guó)人海里斯(ElwoodHayres)曾創(chuàng)制過(guò)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。1929年,德國(guó)工程師汪克爾(FelixWnake)l獲得了第一項(xiàng)轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)專利。1951年,汪克爾開(kāi)始與納卡索爾姆發(fā)動(dòng)機(jī)工廠(NSU)合作,提出了一個(gè)氣密封系統(tǒng)的三角轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)方案。1954年,終于突破了氣密封的技術(shù)關(guān)鍵問(wèn)題,奠定了今天轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)成功的基礎(chǔ)。由于汪克爾解決了氣密封系統(tǒng),使轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)達(dá)到實(shí)用階段,所以又稱為汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)。1957年,汪克爾在NSU公司試制成第一臺(tái)氣缸容積為125mL,最大輸出功率為29馬力,稱為DKM54型的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)。1960年,第一臺(tái)裝有轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)的小客車在NSU公司問(wèn)世。1964年,NSU公司薄成了一條轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)線,并生產(chǎn)500mL,50馬力的轉(zhuǎn)子發(fā)動(dòng)機(jī)裝于蜘蛛牌(Spider)小客車上。1967年,NSU