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內燃機的發明及使用給人們的生活帶來巨大的變化。本文簡要整理一下內燃機簡史供大家參考。
內燃機的出現和發明可以追溯到1860年,來諾伊爾(J.J.E.Lenoir1822~1900年)首先發明了一種叫做大氣壓力式的內燃機,這種內燃機的大致工作過程是:空氣和煤氣在活塞的上半個行程被吸入氣缸內,然后混合氣體被火花點燃;后半個行程是膨脹行程,燃燒的煤氣推動著活塞下行,然后膨脹做功;活塞上行時開始排氣。這種內燃機和現代主流的四沖程內燃機相比,在燃燒前沒有壓縮行程,但基本思想已經有了雛形。這種內燃機的熱效率低于5%,最大功率只有4.5KW,1860~1865年間,共生產了約5000臺。
1867年奧拓(Nicolaus A.Otto,1832~1891 年)和浪琴(Eugen Langen,1833~1895年)發明了一種更為成功的大氣壓力式內燃機。這種內燃機是利用燃燒所產生的缸內壓力,隨著缸內壓力的升高,在膨脹行程時加速一個自由活塞和齒條機構,他們的動量將使得缸內產生真空,然后大氣壓力推動活塞內行。齒條則通過滾輪離合器和輸出軸相嚙合,然后輸出功率。這種發動機的熱效率可以達到11%,共生產了近5000臺。
由于煤氣機必須使用氣體燃料,而當時的氣體燃料的來源非常困難,這從某種意義上講就阻礙了煤氣機的進一步發展。1885年德國人戈特利布·戴姆勒(Gottlieb ·Daimler)仿照四沖程煤氣機的工作原理,成功地制造了第一臺汽油機,并于1886年搭載這臺汽油機驅動汽車問世。由于這種內燃機的體積小、重量輕、價格便宜;起動性好,最大功率時的轉速高,工作中的噪聲和振動小,運轉平穩等優點,迅速在運輸車輛上得到了廣泛的應用。
緊接著,在1890年英國的克拉克(Dugald Clerk,1854~1913年)和羅賓遜(James Robson 1833~1913年)、德國的卡爾·奔馳(Karl Benz,1844~1929年)成功的發明了二沖程內燃機,即在膨脹行程末期和壓縮行程初期進行進氣和排氣行程。二沖程內燃機和四沖程內燃機相比,二沖程內燃機具有較高的單位容積功率和比較均勻的扭矩,并且結構簡單、使用和維修方便;二沖程的燃油及潤滑油耗量較高,冷卻比較困難,耐用性較差。目前二沖程內燃機多用于摩托車、割草機、大型船舶等,而四沖程內燃機多用于汽車行業,并且比較廣泛。 1892年德國工程師魯道夫·迪塞爾(Rudolf Diesel,1858~1913年)提出了一種新型的內燃機,即在壓縮終了時,將液體燃料噴人缸內,利用壓縮終了的氣體高溫將燃料點燃。這種內燃機可以采用大的壓縮比和膨脹比,沒有爆燃,熱效率可以比當時其他的內燃機高出一倍。迪塞爾的構想在5年后終于變成了現實,一種嶄新的壓燃式發動機——柴油機。
以上就是關于內燃機發展的簡單介紹,關于內燃機近幾十年的發展,以后再介紹。