動(dòng)力機(jī)發(fā)展史課件

目錄外燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)新技術(shù)應(yīng)用動(dòng)力機(jī)發(fā)展史外燃機(jī)紐科門蒸汽機(jī)瓦特蒸汽機(jī)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)熱氣機(jī)蒸汽輪機(jī)返回目錄動(dòng)力機(jī)發(fā)展史紐科門蒸汽機(jī)紐科門機(jī)器的壓強(qiáng)不受限于蒸汽壓強(qiáng)，當(dāng)蒸汽凝結(jié)，在汽缸里形成真空時(shí)，則由大氣壓強(qiáng)將活塞推下。有記載的第一臺(tái)紐科門蒸汽機(jī)是1712年在斯塔福德郡的達(dá)德利堡附近安裝的。為了在汽缸里造成真空，紐科門發(fā)明了內(nèi)凝噴嘴和自動(dòng)閥動(dòng)裝置。利用相當(dāng)于大氣壓的蒸汽，他保持材料在其工作極限以內(nèi)。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史紐科門蒸汽機(jī)工作原理返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史單流蒸汽機(jī)返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史紐科門雙動(dòng)蒸汽機(jī)返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史瓦特蒸汽機(jī)瓦特運(yùn)用科學(xué)理論，逐漸發(fā)現(xiàn)了這種紐科門蒸汽機(jī)的毛病所在。從1765年到1790年，他進(jìn)行了一系列發(fā)明，比如分離式冷凝器、汽缸外設(shè)置絕熱層、用油潤(rùn)滑活塞、行星式齒輪、平行運(yùn)動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)、離心式調(diào)速器、節(jié)氣閥、壓力計(jì)等等，使蒸汽機(jī)的效率提高到原來(lái)紐科門機(jī)的3倍多，最終發(fā)明出了現(xiàn)代意義上的蒸汽機(jī)。第一個(gè)巨大的改善是將氣缸與凝結(jié)缸通過(guò)一個(gè)閥門分開(kāi)。瓦特在伯明翰發(fā)明了這個(gè)改進(jìn)。這個(gè)改進(jìn)提高了蒸汽機(jī)的效率。下一個(gè)改進(jìn)是將閥門的操作自動(dòng)化。一天，他一邊喝茶，一邊看著那一動(dòng)一動(dòng)的壺蓋。他看看爐子上的壺又看看手中的杯子，突然靈感來(lái)了：茶水要涼，倒在杯里；蒸汽要冷，何不也把它從汽缸里也“倒”出來(lái)呢？這樣想著，瓦特立即設(shè)計(jì)了一個(gè)和汽缸分開(kāi)的冷凝器，這下熱效率提高了三倍，用的煤只有原來(lái)的四分之一。這關(guān)鍵的地方一突破，瓦特頓然覺(jué)得前程光明。他又到大學(xué)里向布萊克教授請(qǐng)教了一些理論問(wèn)題，教授又介紹他認(rèn)識(shí)了發(fā)明鏜床的威爾金技師，這位技師立即用鏜炮筒的方法制了汽缸和活塞，解決了那個(gè)最頭疼的漏氣問(wèn)題。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史瓦特蒸汽機(jī)1784年，瓦特的蒸汽機(jī)已裝上曲軸、飛輪，活塞可以靠從兩邊進(jìn)來(lái)的蒸汽連續(xù)推動(dòng)，再不用人力去調(diào)節(jié)活門，世界上第一臺(tái)真正的蒸汽機(jī)誕生了。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史瓦特蒸汽機(jī)在蒸汽機(jī)車中，十字頭通常與傳動(dòng)桿相連，從那里連到聯(lián)桿，由聯(lián)桿驅(qū)動(dòng)機(jī)車的輪子。結(jié)構(gòu)通常如下所示：在這個(gè)示意圖中，十字頭與傳動(dòng)桿連接，而傳動(dòng)桿則與火車的三個(gè)驅(qū)動(dòng)輪中的一個(gè)連接。這三個(gè)輪子通過(guò)聯(lián)桿連接在一起，所以它們同步轉(zhuǎn)動(dòng)。鍋爐返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)外燃機(jī)是一種外燃的閉式循環(huán)往復(fù)活塞式熱力發(fā)動(dòng)機(jī)，有別于依靠燃料在發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部燃燒獲得動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)。新型外燃機(jī)使用氫氣作為工質(zhì)，在四個(gè)封閉的氣缸內(nèi)充有一定容積的工質(zhì)。氣缸一端為熱腔，另一端為冷腔。工質(zhì)在低溫冷腔中壓縮，然后流到高溫?zé)崆恢醒杆偌訜?，膨脹做功。燃料在氣缸外的燃燒室?nèi)連續(xù)燃燒，通過(guò)加熱器傳給工質(zhì)，工質(zhì)不直接參與燃燒，也不更換。配氣活塞式熱氣機(jī)返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是獨(dú)特的熱機(jī)，因?yàn)樗麄兝碚撋系男蕩缀醯扔诶碚撟畲笮?，稱為卡諾循環(huán)效率。斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)是通過(guò)氣體受熱膨脹、遇冷壓縮而產(chǎn)生動(dòng)力的。這是一種外燃發(fā)動(dòng)機(jī)，使燃料連續(xù)地燃燒，蒸發(fā)的膨脹氫氣（或氦）作為動(dòng)力氣體使活塞運(yùn)動(dòng)，膨脹氣體在冷氣室冷卻，反復(fù)地進(jìn)行這樣的循環(huán)過(guò)程。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)雙作用式熱氣機(jī)返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)雙缸V型曲柄連桿斯特林發(fā)動(dòng)機(jī)模型，模型有一個(gè)熱氣缸與一個(gè)冷氣缸（為剖面表示），兩氣缸的軸線相互垂直。熱氣缸通過(guò)加熱器、回?zé)崞鳌⒗鋮s器與冷氣缸連通，連通回路的容積（流通容積）要盡量小，兩氣缸內(nèi)充滿工質(zhì)（一般為氦氣、氫氣、氮?dú)饣蚩諝猓べ|(zhì)不會(huì)泄漏。加熱器、冷卻器對(duì)流過(guò)的工質(zhì)要有最小的阻力與很好的導(dǎo)熱性，回?zé)崞饔休^大的熱容量有最小的阻力與很好的導(dǎo)熱性。加熱器有加熱源對(duì)通過(guò)的工質(zhì)進(jìn)行加熱，冷卻器有冷卻源吸收通過(guò)工質(zhì)的熱量，加熱源由爐火表示，冷卻源用風(fēng)扇表示。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史熱氣機(jī)示意圖返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史熱氣機(jī)示意圖返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史優(yōu)點(diǎn)與內(nèi)燃機(jī)比較熱氣機(jī)所具備的優(yōu)點(diǎn)：適用于各種能源，無(wú)論是液態(tài)的、氣態(tài)的或固態(tài)的燃料，當(dāng)采用載熱系統(tǒng)(如熱管)間接加熱時(shí)，幾乎可以使用任何高溫?zé)嵩?太陽(yáng)能放射性同位素和核反應(yīng)等)，而發(fā)動(dòng)機(jī)本身(除加熱器外)不需要作任何更改。同時(shí)熱氣機(jī)無(wú)需壓縮機(jī)增壓，使用一般風(fēng)機(jī)即可滿足要求，并允許燃料具有較高的雜質(zhì)含量。熱氣機(jī)在運(yùn)行時(shí)，由于燃料在氣缸外的燃燒室內(nèi)連續(xù)燃燒，獨(dú)立于燃?xì)獾墓べ|(zhì)通過(guò)加熱器吸熱，并按斯特林循環(huán)對(duì)外做功，因此避免了類似內(nèi)燃機(jī)的爆震做功和間歇燃燒過(guò)程，從而實(shí)現(xiàn)了高效、低噪和低排放運(yùn)行。高效：總能效率達(dá)到80%以上；低噪：1米處裸機(jī)噪音底于68dBA；低排放：尾氣排放達(dá)到歐5標(biāo)準(zhǔn)。熱氣機(jī)單機(jī)容量小，機(jī)組容量從20－50kw，可以因地制宜的增減系統(tǒng)容量。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，零件數(shù)比內(nèi)燃機(jī)少40%，降價(jià)空間大，同時(shí)維護(hù)成本也較低。缺點(diǎn)熱氣機(jī)尚存在的主要問(wèn)題和缺點(diǎn)是制造成本較高，工質(zhì)密封技術(shù)較難，密封件的可靠性和壽命還存在問(wèn)題，功率調(diào)節(jié)控制系統(tǒng)較復(fù)雜，機(jī)器較為笨重。熱氣機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史蒸汽輪機(jī)汽輪機(jī)是將蒸汽的能量轉(zhuǎn)換成為機(jī)械功的旋轉(zhuǎn)式動(dòng)力機(jī)械。又稱蒸汽透平。主要用作發(fā)電用的原動(dòng)機(jī)，也可直接驅(qū)動(dòng)各種泵、風(fēng)機(jī)、壓縮機(jī)和船舶螺旋槳等。還可以利用汽輪機(jī)的排汽或中間抽汽滿足生產(chǎn)和生活上的供熱需要。汽輪機(jī)按照工作原理分為沖動(dòng)式汽輪機(jī)和反動(dòng)式汽輪機(jī)?！獩_動(dòng)式汽輪機(jī)蒸汽主要在靜葉中膨脹，在動(dòng)葉中只有少量的膨脹。——反動(dòng)式汽輪機(jī)蒸汽在靜葉和動(dòng)葉中膨脹，而且膨脹程度相同。汽輪機(jī)按照蒸汽參數(shù)（壓力和溫度）分為：——低壓汽輪機(jī)：主蒸汽壓力小于1.47Mpa；——中壓汽輪機(jī)：主蒸汽壓力在1.96—3.92Mpa；——高壓汽輪機(jī)：主蒸汽壓力在5.88—9.8Mpa；——超高壓汽輪機(jī)：主蒸汽壓力在11.77—13.93Mpa；——亞臨界壓力汽輪機(jī)：主蒸汽壓力在15.69—17.65Mpa；——超臨界壓力汽輪機(jī)：主蒸汽壓力大于22.15Mpa；——超超臨界壓力汽輪機(jī)：主蒸汽壓力大于32Mpa；返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史蒸汽輪機(jī)就凝汽式汽輪機(jī)而言，從鍋爐產(chǎn)生的新蒸汽經(jīng)由主閥門進(jìn)入高壓缸，再進(jìn)入中壓缸，再進(jìn)入低壓缸，最終進(jìn)入凝汽器。蒸汽的熱能在汽輪機(jī)內(nèi)消耗，變?yōu)檎羝膭?dòng)能，然后推動(dòng)裝有葉片的汽輪機(jī)轉(zhuǎn)子，最終轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。

除了凝汽式汽輪機(jī)，還有背壓式汽輪機(jī)和抽汽式汽輪機(jī)，背壓式汽輪機(jī)可以理解為沒(méi)有低壓缸和凝汽器的凝汽式汽輪機(jī)，它的出口壓力較大，可以提供給供熱系統(tǒng)或其它熱交換系統(tǒng)。抽汽式汽輪機(jī)則是指在蒸汽流通過(guò)程中抽取一部分用于供熱和或再熱的汽輪機(jī)。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史內(nèi)燃機(jī)往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)葉輪式燃?xì)廨啓C(jī)航空發(fā)動(dòng)機(jī)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)返回目錄動(dòng)力機(jī)發(fā)展史內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)，是一種動(dòng)力機(jī)械，它是通過(guò)使燃料在機(jī)器內(nèi)部燃燒，并將其放出的熱能直接轉(zhuǎn)換為動(dòng)力的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)。廣義上的內(nèi)燃機(jī)不僅包括往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)、旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)和自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，也包括旋轉(zhuǎn)葉輪式的燃?xì)廨啓C(jī)、噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)等，但通常所說(shuō)的內(nèi)燃機(jī)是指活塞式內(nèi)燃機(jī)?；钊絻?nèi)燃機(jī)起源于荷蘭物理學(xué)家惠更斯用火藥爆炸獲取動(dòng)力的研究，但因火藥燃燒難以控制而未獲成功。1794年，英國(guó)人斯特里特提出從燃料的燃燒中獲取動(dòng)力，并且第一次提出了燃料與空氣混合的概念。1833年，英國(guó)人賴特提出了直接利用燃燒壓力推動(dòng)活塞作功的設(shè)計(jì)。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史19世紀(jì)中期，科學(xué)家完善了通過(guò)燃燒煤氣，汽油和柴油等產(chǎn)生的熱轉(zhuǎn)化機(jī)械動(dòng)力的理論。這為內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明奠定了基礎(chǔ)?；钊絻?nèi)燃機(jī)自19世紀(jì)60年代問(wèn)世以來(lái)，經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)和發(fā)展，已是比較完善的機(jī)械。之后人們又提出過(guò)各種各樣的內(nèi)燃機(jī)方案，但在十九世紀(jì)中葉以前均未付諸實(shí)用。直到1860年，法國(guó)的勒努瓦模仿蒸汽機(jī)的結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)制造出第一臺(tái)實(shí)用的煤氣機(jī)。這是一種無(wú)壓縮、電點(diǎn)火、使用照明煤氣的內(nèi)燃機(jī)。勒努瓦首先在內(nèi)燃機(jī)中采用了彈力活塞環(huán)。這臺(tái)煤氣機(jī)的熱效率為4%左右。英國(guó)的巴尼特曾提倡將可燃混合氣在點(diǎn)火之前進(jìn)行壓縮，隨后又有人著文論述對(duì)可燃混合氣進(jìn)行壓縮的重要作用，并且指出壓縮可以大大提高勒努瓦內(nèi)燃機(jī)的效率。1862年法國(guó)科學(xué)家羅沙對(duì)內(nèi)燃機(jī)熱力過(guò)程進(jìn)行理論分析之后，提出提高內(nèi)燃機(jī)效率的要求，這就是最早的四沖程工作循環(huán)。1876年，德國(guó)發(fā)明家?jiàn)W托（Otto）運(yùn)用羅沙的原理，創(chuàng)制成功第一臺(tái)往復(fù)活塞式、單缸、臥式、3.2千瓦(4.4馬力)的四沖程內(nèi)燃機(jī)，仍以煤氣為燃料，采用火焰點(diǎn)火，轉(zhuǎn)速為156.7轉(zhuǎn)/分，壓縮比為2.66，熱效率達(dá)到14％，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)。在當(dāng)時(shí)，無(wú)論是功率還是熱效率，它都是最高的。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史隨著石油的開(kāi)發(fā)，比煤氣易于運(yùn)輸攜帶的汽油和柴油引起了人們的注意，首先獲得試用的是易于揮發(fā)的汽油。1883年，德國(guó)的戴姆勒Daimler創(chuàng)制成功第一臺(tái)立式汽油機(jī)，它的特點(diǎn)是輕型和高速。當(dāng)時(shí)其他內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速不超過(guò)200轉(zhuǎn)/分，它卻一躍而達(dá)到800轉(zhuǎn)/分，特別適應(yīng)交通動(dòng)輸機(jī)械的要求。1885～1886年，汽油機(jī)作為汽車動(dòng)力運(yùn)行成功，大大推動(dòng)了汽車的發(fā)展。同時(shí)，汽車的發(fā)展又促進(jìn)了汽油機(jī)的改進(jìn)和提高。不久汽油機(jī)又用作了小船的動(dòng)力。1892年，德國(guó)工程師狄塞爾（Diesel）受面粉廠粉塵爆炸的啟發(fā)，設(shè)想將吸入氣缸的空氣高度壓縮，使其溫度超過(guò)燃料的自燃溫度，再用高壓空氣將燃料吹入氣缸，使之著火燃燒。他首創(chuàng)的壓縮點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)(柴油機(jī))于1897年研制成功，為內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展開(kāi)拓了新途徑。狄塞爾開(kāi)始力圖使內(nèi)燃機(jī)實(shí)現(xiàn)卡諾循環(huán)，以求獲得最高的熱效率，但實(shí)際上做到的是近似的等壓燃燒，其熱效率達(dá)26％。壓縮點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的問(wèn)世，引起了世界機(jī)械業(yè)的極大興趣，壓縮點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)也以發(fā)明者而命名為狄塞爾引擎。這種內(nèi)燃機(jī)以后大多用柴油為燃料，故又稱為柴油機(jī)。1898年，柴油機(jī)首先用于固定式發(fā)電機(jī)組，1903年用作商船動(dòng)力，1904年裝于艦艇，1913年第一臺(tái)以柴油機(jī)為動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)車制成，1920年左右開(kāi)始用于汽車和農(nóng)業(yè)機(jī)械。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)煤氣內(nèi)燃機(jī)火花塞點(diǎn)火汽油機(jī)壓燃式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史煤氣內(nèi)燃機(jī)1860年，法國(guó)的勒諾巴赫(1822一1900年)制成了煤氣內(nèi)燃機(jī)，主要問(wèn)題是功率小，消耗的煤氣太多。1861年，法國(guó)的鐵路工程師羅夏發(fā)表了進(jìn)氣、壓縮、膨脹、排氣的四沖程內(nèi)燃機(jī)理論。1866年，德國(guó)工程師尼古拉斯·奧托(1832一1891年)成功地試制出立式四沖程煤氣內(nèi)燃機(jī)。1876年，奧托又試制成一臺(tái)臥式四沖程煤氣內(nèi)燃，這臺(tái)聞名于世的內(nèi)燃機(jī)被稱作奧托內(nèi)燃機(jī)。奧托于1877年8月4日取得四沖程內(nèi)燃機(jī)的專利。后來(lái)，人們一直將四沖程循環(huán)稱為奧托循環(huán)，奧托作為內(nèi)燃機(jī)奠基人被載入史冊(cè)。奧托內(nèi)燃機(jī)獲得推廣，性能也在提高。1880年單機(jī)功率達(dá)到11～15千瓦(15～20馬力)，到1893年又提高到150千瓦。由于壓縮比的提高，熱效率也隨之增高，1886年熱效率為15.5%，1897年已高達(dá)20～26％。1881年，英國(guó)工程師克拉克研制成功第一臺(tái)二沖程的煤氣機(jī)，并在巴黎博覽會(huì)上展出。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史火花塞式汽油內(nèi)燃機(jī)1879年的新年鐘聲響起時(shí)，也響起了汽油機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)聲，本茨在德國(guó)曼海姆研制成功了火花塞點(diǎn)火汽油機(jī)。這是世界上策一輛汽車。1886年1月29日，這輛汽車在德意志注冊(cè)了世界上第一項(xiàng)汽車發(fā)明專利證，專利人為本茨。正是這一日期被確認(rèn)為是汽車的誕生日，本茨也被稱為“汽車之父”。本茨的第一輛三輪汽車是單杠四沖程汽油機(jī)，自身質(zhì)量為254kg，排量為0.785t，功率為0.654KW，最高車速為18km/h。裝有三個(gè)實(shí)心橡膠輪胎的車輪，具備了現(xiàn)代汽車的基本特點(diǎn)，如火花點(diǎn)火、水冷循環(huán)、前輪轉(zhuǎn)向、鋼管車架、后輪驅(qū)動(dòng)、帶制動(dòng)手柄，是世界上最早裝備差動(dòng)齒輪裝置的汽車。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史可燃混合氣形成裝置汽油機(jī)可燃混合氣形成裝置的主要作用，是將汽油與空氣均勻混合形成可燃混合氣體，供給發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒做功。傳統(tǒng)的混合氣形成裝置是化油器。世界上第一只化油器，是德國(guó)人奧托于1861年研制成功的，用在煤氣機(jī)上，起調(diào)節(jié)閥的作用，當(dāng)時(shí)叫增炭器。德國(guó)人馬爾庫(kù)斯于1875年研制成了輪刷式霧化器，這是使用在汽油機(jī)上最早的化油器。英國(guó)人蘭切斯特少1879午制造了燈芯式化油器。戴姆勒發(fā)明的汽油機(jī)使用的化油器，是他的同事邊巴赫發(fā)明的蒸汽式化油器，也叫泡化式化油器，這種化油器帶有浮子室。1900牛，共四人巴勒特將文多利原理應(yīng)用到浮子式化油器，將喉管截面減小，以利于汽油的霧化，即喉管式化油器。1941年，別克轎車裝用了四腔化油器。

化油器返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史可燃混合氣形成裝置汽油機(jī)先前大多使用化油器．現(xiàn)在越來(lái)越多地采用了汽油噴射系統(tǒng)。1957年1月15口，美國(guó)汽車工程師師學(xué)會(huì)在底特律市召開(kāi)年會(huì)，本迪克斯公司在會(huì)上展示了他們的最新研究成果——電子控制汽油噴射裝置，立即引起美、德兩國(guó)大汽車公司的重視。德國(guó)博世公司對(duì)電技燃油噴射系統(tǒng)的發(fā)展做出了很大的貞獻(xiàn)。1967年，博世公司研制出D型電了控制汽油噴射系統(tǒng)。1973年，博世公司研制出L型電子控制汽油噴射系統(tǒng)。1975年，博世公司研制出帶氧傳感器的發(fā)動(dòng)機(jī)閉環(huán)控制系統(tǒng)，現(xiàn)在裝有三效催化氧化劑的汽車都采用這種控制。1979年，博世公司研制制出集電子點(diǎn)火和電控汽油噴射于一體的莫特朗尼克數(shù)字式發(fā)動(dòng)機(jī)綜合控制系統(tǒng)；噴射技術(shù)返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史壓燃式柴油發(fā)動(dòng)機(jī)狄塞爾于1858年3月18日出生于巴黎，由于父母是德國(guó)移民而遭到法國(guó)當(dāng)局的驅(qū)逐，家中生活窘迫。他在慕尼黑高等技術(shù)學(xué)校畢業(yè)后當(dāng)了一名冷藏工程師。1892年，狄塞爾提出了壓燃式柴油機(jī)的理論。一次用氨氣試驗(yàn)時(shí)發(fā)生爆炸，險(xiǎn)些喪命。他冒著機(jī)毀人亡的危險(xiǎn)，在一片指責(zé)、嘲笑聲中試制了三臺(tái)柴油機(jī)的樣機(jī)，第三臺(tái)樣機(jī)于1897年試驗(yàn)成功，這一年狄塞爾柴油機(jī)被正式承認(rèn)并公布。柴油機(jī)是動(dòng)力工程方面又一項(xiàng)偉大的發(fā)明。狄塞爾以其改變了整個(gè)世界的發(fā)明——壓燃式發(fā)動(dòng)機(jī)而青史留名，人們?yōu)榱思o(jì)念他將柴油機(jī)稱為狄塞爾（Diesel）。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史幾種活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)汪克爾引擎燃燒室內(nèi)產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)馔苿?dòng)活塞旋轉(zhuǎn)以產(chǎn)生動(dòng)力的內(nèi)燃機(jī)。動(dòng)力由主軸輸出。早在往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)誕生以前，人們就曾致力于創(chuàng)造旋轉(zhuǎn)活塞式的內(nèi)燃機(jī)，但均未獲成功。直到1954年，聯(lián)邦德國(guó)工程師汪克爾（Wankel）解決了密封問(wèn)題后，才于1957年研制出旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，被稱為汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)。它具有近似三角形的旋轉(zhuǎn)活塞，在特定型面的氣缸內(nèi)作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，按奧托循環(huán)工作。這種發(fā)動(dòng)機(jī)功率高、體積小、振動(dòng)小、運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、維修方便，但由于它燃料經(jīng)濟(jì)性較差、低速扭矩低、排氣性能不理想，所以還只是在個(gè)別型號(hào)的轎車上得到采用。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史汪克爾引擎汪克爾引擎圖為旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的基本組成。缸體內(nèi)壁有"8"字形的特定氣缸型面，兩側(cè)用端蓋封閉，缸體和端蓋均為固定件。在氣缸內(nèi)裝有弧邊三角形旋轉(zhuǎn)活塞。發(fā)動(dòng)機(jī)主軸（輸出軸）由軸承支承在缸體上。外齒小齒輪與主軸同心，固定在端蓋上。在主軸的偏心軸頸上通過(guò)軸承套裝著旋轉(zhuǎn)活塞。旋轉(zhuǎn)活塞的另端固定有同心的內(nèi)齒大齒輪。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)圖為旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的基本組成。缸體內(nèi)壁有“8”字形的特定氣缸型面，兩側(cè)用端蓋封閉，缸體和端蓋均為固定件。在氣缸內(nèi)裝有弧邊三角形旋轉(zhuǎn)活塞。發(fā)動(dòng)機(jī)主軸（輸出軸）由軸承支承在缸體上。外齒小齒輪與主軸同心，固定在端蓋上。在主軸的偏心軸頸上通過(guò)軸承套裝著旋轉(zhuǎn)活塞。旋轉(zhuǎn)活塞的另端固定有同心的內(nèi)齒大齒輪。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，外齒的小齒輪不動(dòng)，活塞上的內(nèi)齒大齒輪繞外齒小齒輪嚙合旋轉(zhuǎn)作行星運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)活塞繞偏心軸頸的軸線自轉(zhuǎn)，偏心軸頸又繞主軸軸線公轉(zhuǎn)。內(nèi)齒大齒輪與外齒小齒輪的齒數(shù)比為3:2，故活塞的自轉(zhuǎn)速度與公轉(zhuǎn)速度之比為1:3，即主軸的轉(zhuǎn)速為活塞繞偏心軸頸的轉(zhuǎn)速的3倍。活塞在氣缸內(nèi)旋轉(zhuǎn)一周，火花塞發(fā)火3次，即完成3個(gè)循環(huán)。汪克爾發(fā)動(dòng)機(jī)是按奧托循環(huán)工作的，可以燃用汽油或氣體燃料。至于用柴油按狄塞爾循環(huán)工作的旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)楦變?nèi)壓縮空氣壓力和燃燒壓力更高，更難于解決漏氣問(wèn)題，故一直沒(méi)有正式產(chǎn)品問(wèn)世。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史汪克爾引擎汪克爾引擎圖為旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的基本組成。缸體內(nèi)壁有"8"字形的特定氣缸型面，兩側(cè)用端蓋封閉，缸體和端蓋均為固定件。在氣缸內(nèi)裝有弧邊三角形旋轉(zhuǎn)活塞。發(fā)動(dòng)機(jī)主軸（輸出軸）由軸承支承在缸體上。外齒小齒輪與主軸同心，固定在端蓋上。在主軸的偏心軸頸上通過(guò)軸承套裝著旋轉(zhuǎn)活塞。旋轉(zhuǎn)活塞的另端固定有同心的內(nèi)齒大齒輪。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)圖為旋轉(zhuǎn)活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的基本組成。缸體內(nèi)壁有“8”字形的特定氣缸型面，兩側(cè)用端蓋封閉，缸體和端蓋均為固定件。在氣缸內(nèi)裝有弧邊三角形旋轉(zhuǎn)活塞。發(fā)動(dòng)機(jī)主軸（輸出軸）由軸承支承在缸體上。外齒小齒輪與主軸同心，固定在端蓋上。在主軸的偏心軸頸上通過(guò)軸承套裝著旋轉(zhuǎn)活塞。旋轉(zhuǎn)活塞的另端固定有同心的內(nèi)齒大齒輪。發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，外齒的小齒輪不動(dòng)，活塞上的內(nèi)齒大齒輪繞外齒小齒輪嚙合旋轉(zhuǎn)作行星運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)活塞繞偏心軸頸的軸線自轉(zhuǎn)，偏心軸頸又繞主軸軸線公轉(zhuǎn)。內(nèi)齒大齒輪與外齒小齒輪的齒數(shù)比為3:2，故活塞的自轉(zhuǎn)速度與公轉(zhuǎn)速度之比為1:3，即主軸的轉(zhuǎn)速為活塞繞偏心軸頸的轉(zhuǎn)速的3倍返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)自由活塞－燃?xì)廨啓C(jī)組返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史自由活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)所謂“自由活塞”是指發(fā)動(dòng)機(jī)沒(méi)有通常內(nèi)燃機(jī)的曲柄連桿機(jī)構(gòu)（見(jiàn)曲柄滑塊機(jī)構(gòu)），活塞組運(yùn)動(dòng)規(guī)律由作用在它上面的氣體壓力決定，并隨發(fā)動(dòng)機(jī)工況變化。活塞組運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)是內(nèi)、外止點(diǎn)位置都可以改變，由同步機(jī)構(gòu)保持左、右活塞組對(duì)稱運(yùn)動(dòng)。動(dòng)力氣缸膨脹行程時(shí)，氣墊缸內(nèi)空氣被壓縮，暫時(shí)貯存動(dòng)力氣缸向外所作的全部功。對(duì)外不直接輸出機(jī)械功，僅提供壓縮空氣或一定壓力、溫度的工作氣體的內(nèi)燃機(jī)。它的工作循環(huán)與對(duì)置活塞二沖程柴油機(jī)相似。這種發(fā)動(dòng)機(jī)除有動(dòng)力氣缸外還帶有空氣壓縮機(jī)和氣墊缸。動(dòng)力活塞與壓縮機(jī)活塞做成一體，構(gòu)成活塞組。動(dòng)力氣缸與壓縮機(jī)之間動(dòng)力的傳遞靠活塞組完成。在隨后的回復(fù)行程中，氣墊缸的氣體膨脹，將貯存的功全部轉(zhuǎn)移給空氣壓縮機(jī)。當(dāng)無(wú)氣墊缸時(shí)，則壓縮機(jī)氣缸余隙容積中貯存的能量能起同樣的自由活塞發(fā)動(dòng)機(jī)的研究始于1920年左右。30年代開(kāi)始出現(xiàn)不同類型的試驗(yàn)機(jī)型，至50年代才有正式工業(yè)產(chǎn)品。它按用途可分為自由活塞發(fā)氣機(jī)和自由活塞壓縮機(jī)兩類；按結(jié)構(gòu)特點(diǎn)又可分為對(duì)稱式和非對(duì)稱式，以及有氣墊缸的和無(wú)氣墊缸的。這種發(fā)動(dòng)機(jī)除燃用柴油外，也可燃用重油、原油和天然氣等燃料。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史自由活塞－燃?xì)廨啓C(jī)組起動(dòng)時(shí)，假定動(dòng)力活塞迅速?gòu)耐庵裹c(diǎn)向內(nèi)運(yùn)動(dòng)，壓縮機(jī)氣缸內(nèi)的空氣即被壓縮，并通過(guò)輸氣閥壓入儲(chǔ)氣箱，供動(dòng)力氣缸掃氣之用；同時(shí)動(dòng)力氣缸內(nèi)的空氣也被壓縮，空氣壓力和溫度均增高。當(dāng)相對(duì)的兩個(gè)活塞接近內(nèi)止點(diǎn)時(shí)，經(jīng)噴油器將燃料噴入燃燒室而燃燒。高溫高壓燃?xì)庀蛲馔苿?dòng)動(dòng)力活塞，即膨脹過(guò)程?；钊蛲膺\(yùn)動(dòng)時(shí)使壓縮機(jī)氣缸內(nèi)產(chǎn)生真空而從大氣吸入新鮮空氣,同時(shí)氣墊缸內(nèi)的空氣被壓縮,儲(chǔ)存的能量用以推動(dòng)活塞向內(nèi)運(yùn)動(dòng)。在膨脹行程終了時(shí)，右活塞首先開(kāi)啟排氣孔，隨后左活塞又打開(kāi)進(jìn)氣孔。燃?xì)饨?jīng)排氣孔排入儲(chǔ)氣罐，而新鮮空氣則從掃氣儲(chǔ)氣箱經(jīng)進(jìn)氣孔送入動(dòng)力氣缸，并清掃殘留的廢氣。燃?xì)庥蓛?chǔ)氣罐供入燃?xì)廨啓C(jī)內(nèi)膨脹作功，由渦輪軸輸出功率。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史自由活塞－燃?xì)廨啓C(jī)組自由活塞發(fā)氣機(jī)常與燃?xì)廨啓C(jī)共同組成自由活塞-燃?xì)廨啓C(jī)組在機(jī)組中，發(fā)氣機(jī)只起工作氣體發(fā)生器的作用。在動(dòng)力氣缸中對(duì)置裝著兩個(gè)動(dòng)力活塞，分別與相應(yīng)壓縮機(jī)活塞相連接。自由活塞－燃?xì)廨啓C(jī)組熱力循環(huán)的高溫高壓階段在間歇工作的動(dòng)力氣缸內(nèi)完成，低溫低壓膨脹階段在燃?xì)廨啓C(jī)中完成。它比單獨(dú)的柴油機(jī)或燃?xì)廨啓C(jī)熱力循環(huán)有更高的總壓縮比和總膨脹比，因此理論熱效率較高。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史旋轉(zhuǎn)葉輪式燃?xì)廨啓C(jī)燃?xì)廨啓C(jī)主要由壓氣機(jī)、燃燒室、渦輪三大部分組成，左邊部分是壓氣機(jī)，有進(jìn)氣口，左邊四排葉片構(gòu)成壓氣機(jī)的四個(gè)葉輪，把進(jìn)入的空氣壓縮為高壓空氣；中間部分是燃燒器段（燃燒室），內(nèi)有燃燒器，把燃料與空氣混合進(jìn)行燃燒；右邊是渦輪（透平），是空氣膨脹做功的部件；右側(cè)是燃?xì)馀懦隹?。返回章?jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史旋轉(zhuǎn)葉輪式燃?xì)廨啓C(jī)圖中表示了燃?xì)廨啓C(jī)的簡(jiǎn)單工作過(guò)程：空氣從空氣入口進(jìn)入燃?xì)廨啓C(jī)，高速旋轉(zhuǎn)的壓氣機(jī)把空氣壓縮為高壓空氣，其流向見(jiàn)淺藍(lán)色箭頭線；燃料在燃燒室燃燒，產(chǎn)生高溫高壓空氣；高溫高壓空氣膨脹推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)做功；做功后的氣體從排氣口排出，其流向見(jiàn)紅色箭頭線。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)這種發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)，空氣從前邊的進(jìn)氣口進(jìn)入，接著由帶有葉片的葉輪壓氣機(jī)對(duì)空氣進(jìn)行壓縮，使其壓強(qiáng)增大，溫度升高。被壓縮的空氣在燃燒室內(nèi)噴入的液體燃料匯合而燃燒。燃燒產(chǎn)生的高溫高壓燃?xì)庀仁峭苿?dòng)渦輪以帶動(dòng)壓氣機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，然后從尾部排氣管以很高的速度噴出，從而產(chǎn)生反沖作用，使飛機(jī)高速前進(jìn)，裝有空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的飛機(jī)的速度可以達(dá)到或超過(guò)音速。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)

氣推進(jìn)是(伊薩克·牛頓IsaacNewton)爵士的第三運(yùn)動(dòng)定律的實(shí)際應(yīng)用。該定律表述為：“作用在一物體上的每一個(gè)力都有一方向相反大小相等的反作用力”。就飛機(jī)推進(jìn)而言，“物體”是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)受到加速的空氣。產(chǎn)生這一加速度所需的力有一大小相等方向相反的反作用力作用在產(chǎn)生這一加速度的裝置上。噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)用類似于發(fā)動(dòng)機(jī)/螺旋槳組合的方式產(chǎn)生推力。二者均靠將大量氣體向后推來(lái)推進(jìn)飛機(jī)，一種是以比較低速的大量空氣滑流的形式，而另一種是以極高速的燃?xì)鈬姎饬餍问?。返回章?jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)圖中是渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)模型的轉(zhuǎn)子，是由三個(gè)轉(zhuǎn)子組成的三轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)：高壓渦輪（1級(jí)）與高壓壓氣機(jī)（6級(jí)）同軸，共同構(gòu)成高壓轉(zhuǎn)子，見(jiàn)剖面圖中紅色部分；中壓渦輪（1級(jí)）與中壓壓氣機(jī)（4級(jí)）同軸，共同構(gòu)成中壓轉(zhuǎn)子，見(jiàn)剖面圖中黃色部分；低壓渦輪（2級(jí)）與風(fēng)扇同軸，共同構(gòu)成低壓轉(zhuǎn)子，見(jiàn)剖面圖中藍(lán)色部分。三個(gè)轉(zhuǎn)子軸線重合，低壓轉(zhuǎn)子軸在中心，中壓轉(zhuǎn)子軸是管狀，套在低壓轉(zhuǎn)子軸上，高壓轉(zhuǎn)子軸也是管狀，套在中壓轉(zhuǎn)子軸上。三個(gè)轉(zhuǎn)子軸間有空隙，不直接接觸，安裝在各自的軸承上，軸承固定在軸承機(jī)匣上，見(jiàn)剖面圖中綠色部分。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史渦輪螺旋槳發(fā)動(dòng)機(jī)渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)的功能是產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)馔苿?dòng)渦輪做功，渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪非常強(qiáng)勁，把大部分熱能轉(zhuǎn)化為推動(dòng)渦輪的機(jī)械能。渦輪則帶動(dòng)螺旋槳旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生推力，是發(fā)動(dòng)機(jī)主要推力來(lái)源，發(fā)動(dòng)機(jī)從尾管中噴出的燃?xì)馔屏H占總推力的一小部分。螺旋槳直徑大，可產(chǎn)生大推力，但大推力螺旋槳轉(zhuǎn)速一般僅能運(yùn)行在每分鐘1000轉(zhuǎn)左右，而渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速在每分鐘10000轉(zhuǎn)左右或更高，所以渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)必須通過(guò)減速器帶動(dòng)螺旋槳。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)

在工作和構(gòu)造上，渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)同渦輪螺槳發(fā)動(dòng)機(jī)根相近。它們都是由渦輪風(fēng)扇發(fā)動(dòng)機(jī)的原理演變而來(lái)，只不過(guò)后者將風(fēng)扇變成了螺旋槳，而前者將風(fēng)扇變成了直升機(jī)的旋翼。除此之外，渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)也有自己的特點(diǎn)：它一般裝有自由渦輪(即不帶動(dòng)壓氣機(jī)，專為輸出功率用的渦輪)，而且主要用在直升機(jī)和垂直／短距起落飛機(jī)上。

在構(gòu)造上，渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)也有進(jìn)氣道、壓氣機(jī)、燃燒室和尾噴管等燃?xì)獍l(fā)生器基本構(gòu)造，但它一般都裝有自由渦輪，前面的是兩級(jí)普通渦輪，它帶動(dòng)壓氣機(jī)，維持發(fā)動(dòng)機(jī)工作，后面的二級(jí)是自由渦輪，燃?xì)庠谄渲凶鞴?，通過(guò)傳動(dòng)軸專門用來(lái)帶動(dòng)直升機(jī)的旋翼旋轉(zhuǎn)，使它升空飛行。此外，從渦輪流出來(lái)的燃?xì)猓?jīng)過(guò)尾噴管噴出，可產(chǎn)生一定的推力，由于噴速不大，這種推力很小，如折合為功率，大約僅占總功率的十分之一左右。有時(shí)噴速過(guò)小，甚至不產(chǎn)生什么推力。為了合理地安排直升機(jī)的結(jié)構(gòu)，渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的噴口，可以向上，向下或向兩側(cè)，不象渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)那樣非向后不可。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史火箭發(fā)動(dòng)機(jī)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)就是利用沖量原理，自帶推進(jìn)劑、不依賴外界空氣的噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)。大部分發(fā)動(dòng)機(jī)靠排出高溫高速燃?xì)鈦?lái)獲得推力，固體或液體推進(jìn)劑（由氧化劑和燃料組成）在燃燒室中高壓（10-200bar）燃燒產(chǎn)生燃?xì)?。液體火箭通過(guò)泵或者高壓氣體使氧化劑和燃料分別進(jìn)入燃燒室，兩種推進(jìn)劑成分在燃燒室混合并燃燒。而固體火箭的推進(jìn)劑事先混合好放入燃燒室。固液混合火箭使用固體和液體混合的推進(jìn)劑或氣體推進(jìn)劑，也有使用高能電源將惰性反應(yīng)物料送入熱交換機(jī)加熱，這就不需要燃燒室。火箭推進(jìn)劑在燃燒并排出產(chǎn)生推力前通常儲(chǔ)存在推進(jìn)劑箱中。推進(jìn)劑一般選用化學(xué)推進(jìn)劑，在經(jīng)歷放熱化學(xué)反應(yīng)后產(chǎn)生高溫氣體用于火箭推進(jìn)。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史各類發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率通常的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)熱效率為30%左右，非直噴柴油發(fā)動(dòng)機(jī)通常為35%左右，而TDI發(fā)動(dòng)機(jī)的燃油被直接噴射到燃燒室內(nèi)，其燃燒效率可以達(dá)到43%。返回目錄

汽油機(jī)新技術(shù)

柴油機(jī)新技術(shù)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史G0是：非增壓、非缸內(nèi)直噴的發(fā)動(dòng)機(jī)，也就是汽油噴在進(jìn)氣歧管內(nèi)的發(fā)動(dòng)機(jī)，非缸內(nèi)直噴的汽油機(jī)都是這一種噴油方式；

G1是：G0+缸內(nèi)直噴+渦輪+減小排量+啟停+熱管理；G2是：G1+進(jìn)一步的減小排量+可變氣門升程；G3是：G2+混合動(dòng)力D是柴油機(jī)，比較復(fù)雜，反正下面的都有渦輪，也都是缸內(nèi)直噴。

D0是：共軌噴射+渦輪；D1是：D0+優(yōu)化燃燒+啟停+熱管理+減少排量+一種我目前還無(wú)法確定的噴射方式改進(jìn)；D2是：D1+氮氧化物處理

D3是：D2+進(jìn)一步減小尺寸

D3H是又混合動(dòng)力了，而且是微混，都不算弱混。博世公司分析各種發(fā)動(dòng)機(jī)的油耗返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史汽油機(jī)當(dāng)前的先進(jìn)技術(shù)汽油機(jī)壓縮比難以提高的原因是易爆震而損壞發(fā)動(dòng)機(jī)，特別是在使用低牌號(hào)汽油的情況下。目前提高汽油機(jī)熱效率的途徑主要有采用缸內(nèi)直噴、可變膨脹比、可變氣門正時(shí)，雙頂置凸輪軸、VCM汽缸管理、渦輪增壓等先進(jìn)技術(shù)。

日本馬自達(dá)汽車公司推出的創(chuàng)馳藍(lán)天技術(shù)汽油機(jī)，采用特殊燃燒室和高壓噴油、變膨脹比等技術(shù)把壓縮比提高到14，是目前全球最高的，熱效率提高15%，再加上降低摩擦損失、自動(dòng)停啟裝置，取得了汽車行駛油耗30km/l的優(yōu)異成績(jī)，幾乎達(dá)到當(dāng)代柴油車的水平。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史渦輪增壓渦輪增壓和機(jī)械增壓，它們是目前最廣為人知的兩種技術(shù)，而“增壓”的作用就是為了能夠在單位時(shí)間內(nèi)進(jìn)入汽缸內(nèi)的空氣足夠多，進(jìn)而由噴油嘴噴入適量的汽油進(jìn)行混合。但兩者達(dá)到相同目的的方法不同，使用、保養(yǎng)以及最終的結(jié)果也有所不同。渦輪增壓歸根結(jié)底一句話就是，它是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)所排出的廢氣壓力來(lái)推動(dòng)輪葉，然后帶動(dòng)另一段的葉片來(lái)壓縮進(jìn)入的新鮮空氣。經(jīng)過(guò)壓縮后的空氣是高溫高壓的，所以在一些壓力設(shè)定值較高的車上會(huì)采取散熱器來(lái)進(jìn)行降溫，這就是我們平時(shí)所說(shuō)中冷器的作用。為什么要降溫呢？很簡(jiǎn)單，溫度低的空氣含氧量要高。你有沒(méi)有感覺(jué)你的車冬天有勁。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史機(jī)械增壓機(jī)械增壓就像是空調(diào)泵和發(fā)電機(jī)一樣。機(jī)械增壓的原理是通過(guò)發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)所提供的動(dòng)力來(lái)帶動(dòng)壓縮機(jī)進(jìn)行工作。與渦輪增壓相比，幾乎沒(méi)有動(dòng)力遲滯。實(shí)際駕駛感受與一般的自然吸氣車型沒(méi)有明顯差別。不過(guò)，就運(yùn)動(dòng)性而言，由于受制于發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速等因素，機(jī)械增壓的實(shí)際動(dòng)力效果沒(méi)有渦輪增壓來(lái)的迅猛和強(qiáng)大。而且增壓器與發(fā)動(dòng)機(jī)之間的相互制約性的現(xiàn)實(shí)也是它逐漸所被淘汰的原因。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史可變進(jìn)氣技術(shù)這一部分技術(shù)相對(duì)來(lái)說(shuō)理解起來(lái)并不是很難，但需要對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)內(nèi)部構(gòu)造有相當(dāng)?shù)牧私?。?jiǎn)單的來(lái)說(shuō)就是，所謂“可變”無(wú)論是氣門還是進(jìn)排氣歧管，也無(wú)論是升程還是正時(shí)，幾乎都是為了迎合發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速的快慢變化而產(chǎn)生的動(dòng)作。發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速低時(shí)，需要的是足夠強(qiáng)大的扭矩輸出。為了達(dá)到這一目的，就要求其進(jìn)氣門的開(kāi)啟幅度小。此時(shí)的原理就像是被捏癟的水管一樣，盡管涌出的水一樣的多，但卻更有力道。在發(fā)動(dòng)機(jī)里，這樣做的目的就是能夠讓混合氣的霧化更加的充分，燃燒也更完全。可變配氣相位（VVT）技術(shù)指的是發(fā)動(dòng)機(jī)的配氣相位可以根據(jù)性能需要適時(shí)的改變，即根據(jù)燃油經(jīng)濟(jì)性、動(dòng)力性和排放控制的要求對(duì)不同的工況采用不同的氣門正時(shí)相位，以達(dá)到進(jìn)氣系統(tǒng)的最優(yōu)化，對(duì)降低發(fā)動(dòng)機(jī)油耗、提高低速扭矩、改善功率特性有顯著效果。此外，VVT技術(shù)在提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能的同時(shí)可以降低污染排放，從而取代或減少在排放控制零部件上的投入，甚至可以免去安裝EGR、二次空氣等裝置就可以達(dá)到苛刻的排放法規(guī)的要求。發(fā)動(dòng)機(jī)采用該技術(shù)可以達(dá)到增加功率、減少油耗，改善排放的目的。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史缸內(nèi)直噴技術(shù)從化油器式到機(jī)械式燃油噴射，再?gòu)膯吸c(diǎn)電噴到多點(diǎn)電噴。關(guān)于如何將汽油更好的傳遞到缸體內(nèi)參與燃燒的技術(shù)從來(lái)都沒(méi)有停止過(guò)研究。就目前來(lái)說(shuō)，最為先進(jìn)并廣為量產(chǎn)的技術(shù)應(yīng)當(dāng)是早已進(jìn)入到我們視野內(nèi)的缸內(nèi)直噴。在電噴發(fā)動(dòng)機(jī)控油技術(shù)里，決定噴油量的是電腦，但噴油終端卻是噴嘴。它越接近燃燒室，噴射的量和時(shí)機(jī)也就越準(zhǔn)確，同時(shí)也就越環(huán)保了。缸內(nèi)直噴技術(shù)就是將噴油嘴直接安裝到燃燒室靠近火花塞的位置。當(dāng)然，這技術(shù)想想不難，但致使汽車發(fā)展100多年之后才廣泛應(yīng)用的瓶頸就是汽油的含硫量和噴嘴的壓力。現(xiàn)在，兩個(gè)問(wèn)題相繼解決，我們也享受到低油耗低排放的好處了。GDI技術(shù)一般可使發(fā)動(dòng)機(jī)的功率達(dá)到同排量非直噴發(fā)動(dòng)機(jī)的1.5～1.7倍，燃油效率提高20％以上。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史可變膨脹比技術(shù)

圖1示出了一些基本方案的原理。其中，方案（1）將氣缸和氣缸蓋相對(duì)于曲軸移動(dòng)一個(gè)位置，發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸體在一定程度上“掀開(kāi)”了蓋子，因而壓縮比可以變動(dòng)，不久前已由SAAB公司付諸實(shí)施。方案（2）與此類似，但借助于氣缸蓋里面的副活塞來(lái)改變?nèi)紵胰莘e。這種結(jié)構(gòu)已經(jīng)在兩氣門發(fā)動(dòng)機(jī)上實(shí)現(xiàn)了，不過(guò)在四氣門氣缸蓋上很難實(shí)施這個(gè)方案。方案（3）利用壓縮高度可變的活塞改變壓縮比。方案（4）利用一個(gè)偏心的曲柄銷或一根長(zhǎng)度可變的連桿繞過(guò)了這個(gè)問(wèn)題。方案（5）的曲軸支承在一個(gè)偏心器上，利用某種手段使偏心器轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，就能改變曲軸在豎直方向上的位置，因而活塞的上止點(diǎn)和下止點(diǎn)同時(shí)移動(dòng)了一個(gè)相同的量。由于曲軸軸心線發(fā)生移位，與氣門定時(shí)傳動(dòng)鏈和動(dòng)力傳動(dòng)鏈的中心線都發(fā)生了錯(cuò)位，所以必須進(jìn)行補(bǔ)償。方案（6）的曲軸也是支承在一個(gè)偏心器上，與方案（5）不同的是，它借助于齒條而不是偏心器使曲軸移位。方案（7）至方案（9）借助于一根分成兩段的連桿，并且加設(shè)了一根操縱桿而實(shí)現(xiàn)可變壓縮比。

返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史SVC發(fā)動(dòng)機(jī)

SAAB公司的可變壓縮比技術(shù)縮寫(xiě)為SVC。SVC概念一個(gè)重要的優(yōu)點(diǎn)是，它不必對(duì)已經(jīng)經(jīng)過(guò)實(shí)踐考驗(yàn)的四氣門技術(shù)的燃燒室進(jìn)行改造，就能夠?qū)崿F(xiàn)可變壓縮比。燃燒室的設(shè)計(jì)對(duì)于燃燒過(guò)程具有重要意義。而燃燒過(guò)程又對(duì)廢氣排放、燃油消耗以及發(fā)動(dòng)機(jī)功率具有直接的影響。因此，新的SVC概念能夠與已有的技術(shù)兼容，這一點(diǎn)對(duì)于生產(chǎn)企業(yè)來(lái)說(shuō)十分重要。這臺(tái)可變壓縮比的增壓汽油機(jī)的技術(shù)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2。SVC發(fā)動(dòng)機(jī)跟傳統(tǒng)發(fā)動(dòng)機(jī)的主要差別在于，它分割成了上、下兩部分?？梢酝ㄟ^(guò)液壓調(diào)節(jié)裝置使上部相對(duì)于下部轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)角度，從而調(diào)節(jié)壓縮比（見(jiàn)圖2）。上部叫做整體氣缸蓋，包含著氣缸蓋和做成一體的氣缸筒，見(jiàn)圖3。下部就是曲軸箱，由機(jī)體、曲軸、連桿和活塞組成。上、下兩部分之間通過(guò)橡膠密封件跟曲軸箱隔開(kāi)，所以不會(huì)有機(jī)油噴出。跟標(biāo)準(zhǔn)發(fā)動(dòng)機(jī)相比，上、下兩部分之間的分割面降低了大約20cm。

這臺(tái)小小的1.598升SVC五缸發(fā)動(dòng)機(jī)采用機(jī)械增壓器，大致達(dá)到了3.0升自然吸氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的功率和扭矩水平，然而油耗比后者降低了三分之一左右。同樣引人注目的還有廢氣排放方面的優(yōu)點(diǎn)：二氧化碳（CO2）排放跟油耗成正比下降，而一氧化碳（CO）、碳?xì)浠衔铮℉C）和氮氧化物（NOX）都滿足當(dāng)今世界上已經(jīng)生效的以及正在擬議中的一切法律條文的規(guī)定。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史VCM可變汽缸管理

可變氣缸技術(shù)一般適用于多氣缸大排量車型，如V6、V8、V12發(fā)動(dòng)機(jī)，因?yàn)槿粘Ｐ旭?，大多?shù)情況下并不需要大功率的輸出，所以大排量多汽缸就顯得有點(diǎn)浪費(fèi)，于是可變汽缸技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它可以在不需要大功率的輸出時(shí)，控制關(guān)閉一部分汽缸，以減少燃油的消耗。VCM通過(guò)VTEC系統(tǒng)關(guān)閉進(jìn)、排氣門，以中止特定氣缸的工作，與此同時(shí)，由動(dòng)力傳動(dòng)系控制模塊切斷這些氣缸的燃油供給。在3缸工作模式下，后排氣缸組被停止工作。在四缸工作模式下，前排氣缸組的左側(cè)和中間氣缸正常工作，后排氣缸組的右側(cè)和中間氣缸正常工作。

非工作缸的火花塞會(huì)繼續(xù)點(diǎn)火，以盡量降低火花塞的溫度損失，防止氣缸重新投入工作時(shí)因不完全燃燒造成火花塞油污。該系統(tǒng)采用電子控制，并采用專用的一體式滑閥，這些滑閥與缸蓋內(nèi)的搖臂軸支架一樣起著雙重作用。根據(jù)系統(tǒng)電子控制裝置發(fā)出的指令，滑閥會(huì)有選擇地將油壓導(dǎo)向特定氣缸的搖臂。然后，該油壓會(huì)推動(dòng)同步活塞，實(shí)現(xiàn)搖臂的連接和斷開(kāi)。

VCM系統(tǒng)對(duì)節(jié)氣門開(kāi)度、車速、發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速、自動(dòng)變速箱檔位選擇及其它因素進(jìn)行監(jiān)測(cè)，以針對(duì)各種工作狀態(tài)確定適宜的氣缸啟用方案。此外，該系統(tǒng)還會(huì)確定發(fā)動(dòng)機(jī)機(jī)油壓力是否適合VCM進(jìn)行工作模式的切換，以及催化轉(zhuǎn)化器的溫度是否仍會(huì)保持在適當(dāng)范圍內(nèi)。為了使氣缸啟用或停用時(shí)的過(guò)渡能夠平穩(wěn)進(jìn)行，系統(tǒng)會(huì)調(diào)整點(diǎn)火正時(shí)、線控節(jié)氣門的開(kāi)度，并相應(yīng)地啟用或解除變矩器鎖定。最終，3缸、4缸和6缸工作模式間的過(guò)渡，會(huì)在駕駛員覺(jué)察不到的狀態(tài)下完成。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史阿特金森循環(huán)

這一名詞早在1880年就存在了.是一種高壓縮比，長(zhǎng)膨脹行程的內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)。因?yàn)檫@種循環(huán)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜,所以大家都選用了奧托循環(huán)式的發(fā)動(dòng)機(jī).發(fā)動(dòng)機(jī)理論最典型的就是吸氣-壓縮-燃燒膨脹-排氣的循環(huán).而奧托注冊(cè)了許多專利,所以阿特金森不得不研發(fā)一種不使用正時(shí)帶和凸輪軸的內(nèi)燃機(jī).阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)巧妙的只用一個(gè)飛輪帶曲柄連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了4個(gè)沖程.阿特金森發(fā)動(dòng)機(jī)的特點(diǎn)是使燃燒在氣缸中的油/氣混合物的體積膨脹得更大，借此讓動(dòng)力裝置能更高效地利用燃油。而現(xiàn)代阿特金森循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)(Atkinsoncycleengine)使用電子控制裝置和進(jìn)氣閥定時(shí)裝置，通過(guò)推遲進(jìn)氣門關(guān)閉，在壓縮沖程從進(jìn)氣門排出部分燃?xì)?，減少進(jìn)氣量，從而實(shí)現(xiàn)膨脹比大于壓縮比，提高燃油利用率，達(dá)到節(jié)油的目的。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史米勒循環(huán)

拉爾夫·米勒于二十世紀(jì)四十年代取得了米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)的專利，在最近幾年中，馬自達(dá)出產(chǎn)的一些轎車一直使用這種類型的發(fā)動(dòng)機(jī)。米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)與奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)非常類似。米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)與奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)一樣，使用活塞、氣門、火花塞等部件。米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)與奧托循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)之間存在兩大差異：1、米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)依賴于機(jī)械增壓器。2、米勒循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)在壓縮沖程期間，進(jìn)氣門保持打開(kāi)狀態(tài)，因此發(fā)動(dòng)機(jī)將壓縮機(jī)械增壓器的壓力，而不會(huì)壓縮氣缸壁的壓力。由此將使效率提高約15%。膨脹比大，也代表著壓縮比的增加，壓縮比一提高，爆震的問(wèn)題很難避免，怎么辦呢?MillerCycle取巧的地方就在這里，它把進(jìn)氣時(shí)吸進(jìn)來(lái)的氣，又給偷偷的放了出去。在壓縮沖程剛開(kāi)始的時(shí)候，進(jìn)氣門其實(shí)沒(méi)有關(guān)閉，所以有一部分混合氣就又回到了進(jìn)氣歧管中。這時(shí)，再利用原本就有的10；1的高壓縮比進(jìn)行做工沖程，就產(chǎn)生了如此大的動(dòng)力。於是在壓縮行程時(shí)，真正被壓縮的混合氣其實(shí)沒(méi)有這么多，實(shí)際上的壓縮比沒(méi)有膨脹比這么高，藉此有效的避免掉了爆震的問(wèn)題。它怎么偷偷放氣的呢?MillerCycle的進(jìn)氣閥非常慢關(guān)，大概是在活塞通過(guò)下死點(diǎn)後七十度，比一般的引擎大約慢了三十度左右，于是活塞在通過(guò)下死點(diǎn)後，便利用這七十度的時(shí)間把混合氣給推回進(jìn)氣岐管，再里利用引擎里的機(jī)械增系統(tǒng)使混合氣就待在那里，等待下一次的進(jìn)氣把它們給吸入汽缸內(nèi)燃燒。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史EGR技術(shù)排氣再循環(huán)（ExhaustGasRecycling）為汽車用小型內(nèi)燃機(jī)在燃燒后將排出氣體的一部分分離出、并導(dǎo)入進(jìn)氣側(cè)使其再度燃燒的技術(shù)（手法或方法）。主要目的為降低排出氣體中的氮氧化物（NOx）與分擔(dān)部分負(fù)荷時(shí)可提高燃料消費(fèi)率。取其每個(gè)英語(yǔ)單字的字首“EGR”為通稱。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史雙頂置凸輪軸技術(shù)雙頂置凸輪軸，凸輪軸位于缸蓋上。這種結(jié)構(gòu)，凸輪軸直接驅(qū)動(dòng)搖臂，省去了挺柱和推桿，使往復(fù)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量大大減小。因此適用于高速發(fā)動(dòng)機(jī)。但正時(shí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)復(fù)雜，且為拆裝缸蓋造成一定困難。頂置雙凸輪軸即為進(jìn)、排氣門各為一根軸控制返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史柴油機(jī)當(dāng)前的先進(jìn)技術(shù)增壓技術(shù)和EGR為了提高柴油發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率和輸出功率，采用高壓噴射方式實(shí)現(xiàn)直接噴射，并且通過(guò)高增壓實(shí)現(xiàn)高扭矩化。在常用的低中速領(lǐng)域內(nèi)能得到高扭矩的增壓柴油機(jī)，比汽油機(jī)更有可能實(shí)現(xiàn)小排量化，并且在高速巡航中的轉(zhuǎn)速低，燃油經(jīng)濟(jì)性越來(lái)越好。采用VG渦輪增壓，不僅能得到汽車?yán)硐氲钠脚ぞ厍€，而且能夠減少低速時(shí)的黑煙和改善加速性。另外，最近研究采用雙級(jí)渦輪增壓等方式，彌補(bǔ)加速時(shí)的空氣量不足。從減少?gòu)U氣排放角度考慮，預(yù)計(jì)今后對(duì)高增壓、高EGR的要求更高。EGR是減少NOx的非常有效的技術(shù)?，F(xiàn)代柴油機(jī)一般采用電控噴射、共軌、渦輪增壓、渦輪增壓中冷、米勒循環(huán)等技術(shù)，在重量、噪音、煙度方面已取得重大突破，達(dá)到了汽油機(jī)的水平。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史電控噴射系統(tǒng)在電控噴射方面柴油機(jī)與汽油機(jī)的主要差別是，汽油機(jī)的電控噴射系統(tǒng)只是控制空燃比（汽油與空氣的比例），而柴油機(jī)的電控噴射系統(tǒng)則是通過(guò)控制噴油時(shí)間來(lái)調(diào)節(jié)負(fù)荷的大小。柴油機(jī)電控噴射系統(tǒng)由傳感器、ECU（控制單元）和執(zhí)行機(jī)構(gòu)三部分組成。其任務(wù)是對(duì)噴油系統(tǒng)進(jìn)行電子控制，實(shí)現(xiàn)對(duì)噴油量以及噴油定時(shí)隨運(yùn)行工況的實(shí)時(shí)控制。采用轉(zhuǎn)速、溫度、壓力等傳感器，將實(shí)時(shí)檢測(cè)的參數(shù)同步輸入計(jì)算機(jī)，與ECU儲(chǔ)存的參數(shù)值進(jìn)行比較，經(jīng)過(guò)處理計(jì)算按照最佳值對(duì)執(zhí)行機(jī)構(gòu)進(jìn)行控制，驅(qū)動(dòng)噴油系統(tǒng)，使柴油機(jī)運(yùn)作狀態(tài)達(dá)到最佳。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史兩級(jí)渦輪增壓及中冷技術(shù)以往的柴油機(jī)采用的是一級(jí)渦輪增壓技術(shù)，其產(chǎn)生的壓力相對(duì)較低，使壓縮進(jìn)汽缸的空氣量有限，汽缸中的燃料不能充分燃燒。這不僅浪費(fèi)了大量的燃料，也使柴油機(jī)的廢氣排放量偏高。瓦錫蘭集團(tuán)和MAN柴油機(jī)公司都成功開(kāi)發(fā)出新型的渦輪增壓技術(shù)，通過(guò)使用兩級(jí)渦輪增壓器來(lái)增大壓力，增加汽缸中的空氣量，解決一級(jí)渦輪增壓器壓力不足的問(wèn)題。兩級(jí)渦輪增壓系統(tǒng)是由兩個(gè)大小不同的渦輪增壓器串聯(lián)組成。其工作原理是：利用發(fā)動(dòng)機(jī)工作產(chǎn)生的廢氣的能量，驅(qū)動(dòng)體積較小、增壓度較高的渦輪增壓器，然后再驅(qū)動(dòng)體積較大的、增壓度較低的渦輪增壓器。低壓比渦輪增壓器的壓縮機(jī)將周圍的空氣壓縮，然后經(jīng)過(guò)一個(gè)直接相連的冷卻器，將壓縮后的空氣傳送到高壓比渦輪增壓器的壓縮機(jī)中；在此之前被壓縮過(guò)的空氣再次被壓縮，再經(jīng)過(guò)一個(gè)空氣冷卻器，傳送到發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸。經(jīng)過(guò)兩次壓縮，可以大大增加進(jìn)入汽缸的空氣量，從而使發(fā)動(dòng)機(jī)中的燃料燃燒更充分，大大提高發(fā)動(dòng)機(jī)的輸出功率和功率密度，并大幅減少有害氣體的排放量。該技術(shù)能大幅提高柴油機(jī)的效率，輸出功率和功率密度能夠提升近10個(gè)百分點(diǎn)，同時(shí)降低燃油消耗和二氧化碳排放量。返回章節(jié)動(dòng)力機(jī)發(fā)展史分配泵供油系統(tǒng)分配式噴油泵DIP（DistributorInjectionPump），簡(jiǎn)稱分配泵，于上世紀(jì)80年代末推出，開(kāi)創(chuàng)了輕量化及緊湊型高性能噴射系統(tǒng)的新時(shí)代。如今，博世分配泵已經(jīng)歷數(shù)代更新升級(jí)，最新的第4代產(chǎn)品中的VP30軸向分配泵和VP44徑向分配泵的最大噴射壓力分別可達(dá)1550巴和2000巴。高噴射壓力提升了噴嘴氣化（霧化