发动机发展史

发动机历史【摘要】:引擎(也称为引擎)是能够将某种形式的能量转换成更有用的能量的机器，通常将化学能量转换成机械能量。 有时适用于动力发生装置(将电能转换为机械能的马达)，也有时指包括动力装置的机械整体，例如汽油发动机、航空发动机。 因为发动机最初产生于英国，所以发动机的概念也源于英语，其本义是“产生动力的机械装置”。 汽车诞生以来，最核心的“心脏”马达也在进步。 回顾一下马达的历史，也许能理解这百年以上汽车技术的巨大变革。引擎，also known as the engine， isakindoftotellaformsofenergyintoanothermoreusefultomachine usidulitythechemicalenergyintomechanicaenergy tititionappliss canalsoreferrtoincludepowerdevicedeviceofthewholemachine，such as gasoline engine， aero engine.engineearliestwashingtontheunitedkingdom therefore，engenerconneconstallocomefromenglish， 也许能更好地理解为了审阅itsoriginalmeaningisthat thedmechanicaldevice producing power.carsinesetsbirth历史而在这里的引擎的历史【关键词】:蒸汽机、行程发动机、转子发动机、化油器、电喷射发动机Steam engine，Stroke engines，The rotor engine，The carburetor，Efi engine发动机是汽车的心脏，为汽车的行驶提供动力、汽车的动力性、经济性和环境性。 简言之，发动机是当燃料的热能在密封的汽缸内膨胀时，活塞发挥作用，变化为机械能的能量变换机构。 这是发动机的基本原理。 发动机的所有结构都是能源转换服务，发动机伴随着汽车走过了100多年的历史，在设计、制造、技术、性能、控制上都有很大的提高，其基本原理仍然不变，在富有创造力的时代，那些发动机设计者们不断将最新的科技和发动机一体化使发动机成为复杂的机电产品，在发动机性能基本完善的程度上，各个世界着名汽车厂商也以发动机性能为竞争亮点，发动机的发展经历了以下几个阶段一、汽油发动机前的探索阶段18世纪中叶，瓦特发明了蒸汽机，之后开始设想将蒸汽机装载到车上载人。 法国聚居地是第一个把蒸汽机装在车上的人。 1770年，居纽约制造了三轮蒸汽机车。 这辆车全长7.23米，时速3.5公里，是世界上第一辆蒸汽机车。 1771年，古诺改良了蒸汽汽车，时速达到9.5公里，牵引了4-5吨货物。1858年，在法国巴黎定居的里诺发明了燃气发动机，1860年申请了专利。 发动机用气体和空气的混合气体代替往复式蒸汽机的蒸汽，用电池和感应线圈产生火花，用火花爆炸混合气体。 这种发动机有气缸、活塞、连杆、飞轮等。 燃气发动机是内燃机的初级产品，燃气发动机压缩比为零。1867年，德国人奥托受李诺开发燃气发动机的启发，对燃气发动机进行了很多研究，制作了卧式燃气发动机后，经过改良，在1878年法国召开的国际展览会上展示了他制作的样品。 这台引擎因为工作效率高而引起了参观者的关注。 在长期研究过程中，奥托提出了内燃机四冲程理论，为内燃机的发明奠定了理论基础。 德国人奥姆雷和卡尔文基于奥托引擎的原理，分别开发了具有现代意义的汽油引擎，为汽车的发展开辟了道路。二、燃料发动机1892年，德国工程柴油机基于定压热循环的原理，开发了压缩燃烧式柴油机，获得制造该发动机的专利权。1886年被定为汽车生日，那辆奔驰一直很受欢迎。 但是，其动力单元实际上是“寒酸”:最初的“三轮摩托车”搭载的卧式单缸二冲程汽油发动机，最高时速为16KM。 这是第一个汽车引擎，当时勇敢的卡尔文太太驾驶这辆奔驰的一天的上坡路需要儿子的车，当然是中途熄火，即使不摔倒，也要回老家走100公里的路一整天。四冲程发动机其实是德国人奥托开发的。 但是，应用的汽车不得不提到戴姆勒。 他因为协助奥托开发四冲程发动机，成为了第一个在汽车上搭载四冲程发动机的人。 显然，从四冲程到两冲程是一大进步。 四冲程发动机的平衡和燃烧效率更好。 现在的汽车发动机技术几乎都使用四冲程技术。 发动机的基本运转方式决定后，也有人挑战传统。三、转子式发动机1957年，德国人范克尔发明了转子活塞发动机。 这是汽油发动机发展的重要分支。 转子发动机的特征在于，通过利用将内转子的圆的外转轮线与外转子的圆的内转轮线结合的机构，没有曲轴杆和配气机构，能够将三角活塞运动直接转换为旋转运动。 其零件数量比往复活塞式汽油少40%，质量轻，体积小，转速高，输出功率大。 1958年vankel将外转子变为固定转子作为行星运动，制造了动力为22.79千瓦、转速为5500转/分的新型旋转活塞发动机。 该机具有重要的开发价值，引起各国的重视。 日本东洋公司(马自达公司)买了转子电机的原型，把转子电机安装在了汽车上。 转子马达产于德国，可以说是在日本长大的。 即使是现在，旋转引擎只是马自达的公司使用，不知道马自达这个独门技术什么时候会全面开花。发动机工作形式确定后，由于发动机技术的完善，随着时间的推移，很多发动机的典型设计不能满足人们的需求。四、化油器式发动机汽化器出生于1892年，由美国都灵发明。 随着技术的发展，汽化器的功能进一步完善，到上世纪中叶，汽化器分为主加油系统、启动系统、怠速系统、大负荷浓缩系统(燃油消耗器)和加速系统5个部分。 五部分作用是根据发动机的情况，汽油汽化，与空气按一定比例混合到可燃混合气中，适时进入适量的气缸。汽化器的优点是将内燃机的油气比控制在理想水平，不管天气、温度，永远做一定的工作。 而且汽化器成本低，可靠性高，易于维护。 当然汽化器也有很多弱点。 例如冷却器的启动、怠速运转、急加速和低气压环境等，这种固定的供油方式实际上不能完全满足发动机的运转需求，有可能发生黑烟、燃烧不全、马力不足等情况。 因此，从2002年开始，中国禁止了汽化器轿车的销售，之后所有的车型都变成了喷气式发动机。当然，在道路上行驶的是汽化器式引擎，随着时间的推移，汽化器式引擎将从历史舞台上完全撤退。五、电喷发动机电喷最早出现于1967年，提供德国保时捷公司开发的d型电子喷射装置，之后用于大众等德系轿车。 该装置以进气管内的压力为参数，但与汽化器相比，存在结构复杂、成本高、不稳定的缺点。 针对这些缺点，波许公司还开发出了以进气管内的空气流量为参数，根据进气流量与发动机转速的关系直接决定进气量，并相应地喷射汽油的l型电控汽油喷射装置。 该装置设计合理，工作可靠，广泛应用于欧洲、日本等汽车厂商，构建了当今电控燃料喷射装置的原型。迄今为止，电喷系统的行驶计算机随时检测发动机温度、进气流量、转速的变化、振动状况，根据实际需求调整供油量和点火时期，因此能够在动力输出、燃料经济和排放量之间取得平衡。 同时，为了增加发动机的进气量，提高燃料消耗，发动机从初期的单点喷射进化为多点喷射，阀门数量从2个增加到5个。 目前最先进的是搭载VVT可变气门技术的电喷发动机。总的来说，电喷供油系统的最大优点是，燃料供给的控制非常准确，发动机在任何状态下都保持正确的空燃比，不仅能够维持发动机的顺畅运转，而且废气也符合环境规定的规范。 但是，电喷供油系统并不是最科学的。 由于内燃机结构的先天性限制，喷嘴设置在阀门的旁边，只能在阀门打开时完成油气喷射，因此喷射受开关周期的影响，产生延迟，影响计算机喷射时间的控制。 幸运的是，这个问题已经被缸内直喷技术解决了。六、缸内直喷发动机近两年来，欧美厂商意识到电喷雾技术的研究开发已进入瓶颈期，缸内直喷技术成为大厂商的主力。 目前市场上备受瞩目的缸内直喷发动机是奥迪FSI缸内直喷发动机、凯迪拉克SIDI双模直喷发动机。与电喷发动机相比，缸内直喷发动机的喷油嘴移动到缸内，缸内的油气量不受阀门开闭的影响，直接由计算机自动决定喷油的时机和分量，阀门负责空气的进入时期，两者是进入缸内才进行混合的动作。 油气混合空间和时间相当短，缸内直喷系统需要在高压下将燃料从喷油嘴压入缸内，达到高雾化效果，更好地进行油气混合。其中混合油气压缩率越高的发动机，其动力表现越强，相应的节能效果越显着。 奥迪3.2升FSI缸内直喷发动机压缩比达到10.3:1，凯迪拉克3.6升SIDI双模缸内直喷发动机压缩比达到11.3:1。 缸内直喷系统的燃烧室、活塞往往也有特殊的槽，油气进入燃烧室后会产生旋风涡流，提高混合油气的雾化效果和燃烧效率。一般来说，应用缸内直喷技术的发动机比同排气量的多点喷射发动机的峰值功率提高10%到15%，峰值转矩提高5%到10%。 这样的上升，可以说是一种变质，但是只增加阀门数是达不到的。七、发动机新技术不断出现发动机的工作方式和喷油方式确定以后，发动机的进化道路还没有结束，上一代汽车人正在不断努力改善发动机技术。 有些是完美无法记录的。 很明显，现在的发动机运转更加顺畅，摇晃也不是那么剧烈。 耗油量也变好了，马力也充足了。 这些都取决于新技术的运用。 为了改善进气，有本田的ECVT、丰田的VVT-I、现代的CVVT、通用的DVVT等可变气门正时技术，为了得到更好的空燃比，有大众的TFSI分层喷射技术、VIS可变进气道技术、涡轮增压中冷技术等，为了使环境污染最小化，在排气管中添加了酸现在，由于环境污染的恶劣影响，对汽车尾气的要求越来越高，尾气发动机技术的淘汰是必然的，更多利用能源的技术也在开发之中。 同时，受全球能源危机的巨大影响，更节能的新能源技术在发动机技术发展上写下了沉重的篇章。总之，发动机技术是汽车发展的重要技术之一。 这学期我学习了一门叫喷气发动机的课程。 认识到喷气发动机对于汽化器发动机，现在出现的是喷气发动机，两者主要是供油方式不同，汽化器是负压供油，空燃比不能实时控制和调整，是机械式的。 电喷可以积极喷射，通过压力泵和喷嘴实现，这种空燃比可以正确控制。 另外，电喷发动机的有氧传感器