汽車發(fā)動機(jī)發(fā)展史簡介

1769年，法國炮兵工程師尼古拉古諾在一輛木制三輪車上安裝了蒸汽機(jī)，制成了最早的機(jī)動車(圖0-5)。蒸汽機(jī)是外燃機(jī)，燃料在缸外燃燒，熱效率低。

1860年，法國技師艾蒂安勒諾(Etienne Lenore)制造出了燃?xì)獍l(fā)動機(jī)，這是一種沒有壓縮、沒有電點(diǎn)火、沒有氣體的內(nèi)燃機(jī)。這種燃?xì)獍l(fā)動機(jī)的熱效率約為4%。燃?xì)獍l(fā)動機(jī)是一種熱效率高、批量生產(chǎn)的內(nèi)燃機(jī)，使得內(nèi)燃機(jī)商品化。勒諾的燃?xì)獍l(fā)動機(jī)沒有壓縮沖程，熱效率只有3% ~ 4%。

1866年，德國人奧托制造了第一臺四沖程往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)(單缸、臥式、氣體燃料、火焰點(diǎn)火，功率約2.21千瓦，轉(zhuǎn)速180轉(zhuǎn)/分，壓縮比2.66)。在這臺發(fā)動機(jī)上(圖0-6)，奧托增加了飛輪使其運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，加長了進(jìn)氣口，改進(jìn)了氣缸蓋使混合氣充分成型。熱效率可達(dá)12%~14%，是當(dāng)時(shí)蒸汽機(jī)的兩倍。奧托集內(nèi)燃、壓縮氣體、四沖程三大關(guān)鍵技術(shù)思想于一身，使得這款內(nèi)燃機(jī)具備了高效率、體積小、重量輕、功率大等一系列優(yōu)勢。在1878年的巴黎世博會上，它被譽(yù)為“自瓦特以來動力機(jī)最偉大的成就”。定容燃燒的四沖程循環(huán)由奧托實(shí)現(xiàn)，又稱奧托循環(huán)(圖0-7)，為現(xiàn)代內(nèi)燃機(jī)四沖程工作循環(huán)(或奧托循環(huán))的發(fā)展奠定了理論基礎(chǔ)。

1872年，奧托在德國成立道依茨發(fā)動機(jī)公司，開始批量生產(chǎn)內(nèi)燃機(jī)。1998年，由濰坊柴油機(jī)廠和德國道依茨公司合資成立了中德合資濰坊柴蔚道依茨柴油機(jī)有限公司。2007年，德國一汽(大連)柴油機(jī)有限公司成立。

1885年，德國工程師卡爾本茨(Carl Benz Ci)將兩輛自行車拆開，組裝成兩個(gè)后輪和一個(gè)鋼制骨架的前輪。前輪用于轉(zhuǎn)向，后輪用于驅(qū)動，后部安裝單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)。一輛三輪車(圖0-8)于1886年1月29日被設(shè)計(jì)并獲得專利。這輛車獲得了第一份官方出生證明。

1886年，德國工程師戈特利布戴姆勒買了一輛美國制造的馬車。在邁巴赫（查成交價(jià)|參配|優(yōu)惠政策）的幫助下，前輪安裝了轉(zhuǎn)向裝置，后輪安裝了驅(qū)動裝置，車身中部安裝了世界上第一臺立式發(fā)動機(jī)，世界上第一輛四輪汽車就這樣誕生了(圖0-9)。發(fā)動機(jī)為化油器式汽油發(fā)動機(jī)，質(zhì)量60kg，功率0.368kW(0.5 HP)，轉(zhuǎn)速750r/min，當(dāng)時(shí)記錄(圖0-10)。

1892年，德國工程師魯?shù)婪虻先麪柅@得了柴油發(fā)動機(jī)的發(fā)明專利(圖0-11)。

受面粉廠粉塵爆炸的啟發(fā)，假設(shè)吸入氣缸的空氣將被高度壓縮，使其溫度超過燃料的自燃溫度，然后用高壓空氣將燃料吹入氣缸，使其著火。1897年制造出第一臺具有實(shí)用價(jià)值的高壓縮自動點(diǎn)火內(nèi)燃機(jī)，即壓燃式柴油機(jī)。氣缸直徑為15厘米，活塞沖程為40厘米。它延長了燃燒過程之前的壓縮過程，這是內(nèi)燃機(jī)技術(shù)的第二次突破。MAN公司制造了世界上第一臺柴油機(jī)樣機(jī)(圖0-12)，并命名為柴油機(jī)。

1936年，梅賽德斯-奔馳制造了第一輛柴油發(fā)動機(jī)汽車。直到1950年左右，柴油機(jī)才被廣泛使用。

1957年，德國人汪克爾發(fā)明了旋轉(zhuǎn)活塞發(fā)動機(jī)(圖0-13)，這是汽油機(jī)發(fā)展的一個(gè)重要分支。通常，發(fā)動機(jī)是往復(fù)式發(fā)動機(jī)。工作時(shí)，活塞在氣缸內(nèi)做直線往復(fù)運(yùn)動。為了將活塞的直線運(yùn)動轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，必須采用曲柄連桿機(jī)構(gòu)。但轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)不同，它直接將可燃?xì)怏w的燃燒膨脹力轉(zhuǎn)化為驅(qū)動扭矩。與往復(fù)式發(fā)動機(jī)相比，轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)消除了無用的直線運(yùn)動，沒有曲軸連桿和配氣機(jī)構(gòu)，零件比往復(fù)活塞式汽油機(jī)少40%，具有重量輕、體積小、轉(zhuǎn)速高、功率大的優(yōu)點(diǎn)。

1967年，日本東洋公司(馬自達(dá)公司的前身)與汪克爾公司簽訂協(xié)議，獲得生產(chǎn)轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的權(quán)利。從汪克爾公司引進(jìn)轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)后，馬自達(dá)公司進(jìn)行了技術(shù)改進(jìn)和研究，成為世界上唯一一家開發(fā)和生產(chǎn)轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)的汽車公司。成功開發(fā)了電控6進(jìn)氣轉(zhuǎn)子發(fā)動機(jī)。這種發(fā)動機(jī)采用微電腦控制發(fā)動機(jī)的負(fù)荷狀態(tài)，自動調(diào)節(jié)怠速裝置和廢氣再循環(huán)裝置，使發(fā)動機(jī)工作平穩(wěn)，從而降低油耗和廢氣排放。

德國博世集團(tuán)創(chuàng)始人羅伯特博世是德國著名企業(yè)家。1902年發(fā)明了世界上第一個(gè)帶有高壓電磁點(diǎn)火系統(tǒng)的火花塞(點(diǎn)火線圈的圖案是博世公司的標(biāo)志，如圖0-14)；1922年，他發(fā)明了機(jī)械噴灑裝置；1927年，他發(fā)明了柴油噴射泵；在1973年，

博世公司開發(fā)的L型電控汽油噴射裝置，以進(jìn)氣管中的空氣流量為參數(shù)，根據(jù)進(jìn)氣流量與發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速的關(guān)系，直接確定進(jìn)氣量，從而噴射出相應(yīng)的汽油。該裝置因其設(shè)計(jì)合理、運(yùn)行可靠，被歐洲和日本的汽車制造公司廣泛采用，奠定了現(xiàn)代電控燃油噴射裝置的雛形。

電噴供油系統(tǒng)最大的優(yōu)點(diǎn)是供油控制準(zhǔn)確，使發(fā)動機(jī)在任何狀態(tài)下都能有正確的空燃比，既保持發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，又符合環(huán)保法規(guī)。但是電噴供油系統(tǒng)并不是最科學(xué)的。由于內(nèi)燃機(jī)結(jié)構(gòu)的固有限制，電噴噴嘴安裝在氣門旁，只有在氣門開啟時(shí)才能完成油氣的噴射。因此，噴射會受到開閉周期的影響，造成延遲，從而影響計(jì)算機(jī)對噴射時(shí)間的控制。

當(dāng)歐美廠商意識到電噴技術(shù)的研發(fā)已經(jīng)進(jìn)入瓶頸期，缸內(nèi)直噴技術(shù)成為各大廠商的主攻方向。目前，市場上的缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)備受關(guān)注，包括奧迪FSI缸內(nèi)直噴發(fā)動機(jī)和凱迪拉克SIDI雙模直噴發(fā)動機(jī)。

發(fā)動機(jī)的工作模式和噴油模式確定后，發(fā)動機(jī)的進(jìn)化并沒有結(jié)束，發(fā)動機(jī)

最后一代汽車人在不懈努力改進(jìn)技術(shù)。有些很完美，甚至沒有記錄。很明顯，現(xiàn)在的發(fā)動機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)更平穩(wěn)，抖動沒那么厲害，燃油經(jīng)濟(jì)性更好，馬力更足。這些都依賴于新技術(shù)的應(yīng)用。為了改善進(jìn)氣，有可變氣門正時(shí)技術(shù)，如本田的VTEC，豐田的VVTi，現(xiàn)代的CVVT，通用的DVVT。為了獲得更好的空燃比，目前流行的有TFSI分層噴射技術(shù)、VIS可變進(jìn)氣管技術(shù)、渦輪增壓中冷技術(shù)等。為了將環(huán)境污染降到最低，在排氣管上增加了氧傳感器、三元催化轉(zhuǎn)化器和廢氣再循環(huán)技術(shù)。

目前，由于環(huán)境污染的惡劣影響，對汽車尾氣排放的要求越來越高。舊的發(fā)動機(jī)技術(shù)被淘汰是必然的，更多充分利用能源資源的技術(shù)正在不斷被開發(fā)。同時(shí)，由于全球能源危機(jī)的巨大影響，更多節(jié)能的新能源技術(shù)必將為發(fā)動機(jī)技術(shù)的發(fā)展做出巨大貢獻(xiàn)。

第一個(gè)國產(chǎn)發(fā)動機(jī)品牌是奇瑞的ACTECO(圖0-15)。ACTECO有三個(gè)意思。

ACTECO的第一個(gè)意義是展示發(fā)動機(jī)的技術(shù)譜系。首字母A指的是AVL公司——，它是歐洲頂級的發(fā)動機(jī)制造商，位于澳大利亞，起源于中國安徽省。第二個(gè)字母c指的是中國的奇瑞，后兩個(gè)字母co是英文單詞Cooperation的縮寫，即

該發(fā)動機(jī)是奧地利AVL公司和中國安徽奇瑞汽車公司的技術(shù)結(jié)晶。

ACTECO的第二層含義是指產(chǎn)品的設(shè)計(jì)理念和性能。中間的三個(gè)字母TEC是英語單詞的前三個(gè)字母。

它也代表生態(tài)保護(hù)。最后兩個(gè)字母