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汽車心臟——發(fā)動機的發(fā)展歷程

2025China.cn   2008年12月31日

    發(fā)動機是汽車的“心臟”。汽車的發(fā)展與發(fā)動機的進步有著直接的聯(lián)系。發(fā)動機最早誕生在英國,所以,發(fā)動機的概念也源于英語,它的本義是指那種“產(chǎn)生動力的機械裝置”。隨著科技的進步,人們不斷地研制出不同用途多種類型的發(fā)動機,但是,不管哪種發(fā)動機,它的基本前提都是要以某種燃料燃燒來產(chǎn)生動力。所以,以電為能量來源的電動機,不屬于發(fā)動機的范疇。 

回顧發(fā)動機產(chǎn)生和發(fā)展的歷史,它經(jīng)歷了外燃機和內(nèi)燃機兩個發(fā)展階段。

所謂外燃機,就是說它的燃料在發(fā)動機的外部燃燒,發(fā)動機將這種燃燒產(chǎn)生的熱能轉(zhuǎn)化成動能,瓦特發(fā)明的蒸汽機就是一種典型的外燃機,當(dāng)大量的煤燃燒產(chǎn)生熱能把水加熱成大量的水蒸汽時,高壓便產(chǎn)生了,然后這種高壓又推動機械做功,從而完成了熱能向動能的轉(zhuǎn)變。

    18世紀(jì)中葉,瓦特發(fā)明了蒸氣機,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()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。

    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(Nicolaus 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。

    1892年,德國工程師狄塞爾根據(jù)定壓熱功循環(huán)原理,研制出壓燃式柴油機,并取得了制造這種發(fā)動機的專利權(quán)。至此,內(nèi)燃機的歷史開始了。這一類型的發(fā)動機與外燃機的最大不同在于它的燃料在其內(nèi)部燃燒。內(nèi)燃機的種類十分繁多,我們常見的汽油機、柴油機是典型的內(nèi)燃機。我們不常見的火箭發(fā)動機和飛機上裝配的噴氣式發(fā)動機也屬于內(nèi)燃機。

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。 

(轉(zhuǎn)載)

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