汽车发动机的昨天,今天,明天

汽车发动机的昨天,今天,明天
2013级汽服一班,黄胜钧,罗黎冰,胡浩然,李超,卢云梦)
1885年,德国工程师卡尔·本茨制成了世界上第一辆三轮车,至今已经历了129年的风雨。在科技时代的二十一世纪,汽车已成为大街小巷随处可见的人类伙伴。而发动机作为汽车的心脏,更是引起了很多人的关注。
这个把化学能转换为机械能的东西改变了整个世界。推动了世界工业化的形成。
18世纪中叶,瓦特发明了蒸气机,此后人们开始设想把蒸汽机装到车子上载人。
1794年,英国的斯垂特首次提出燃料与空气混合成可燃混合气的原理。
1801年,法国化学家菲利浦·勒本采用煤干馏得到的煤气和氢气做燃料,制成一台活塞发动机,从此内燃机迈出开拓性的一步。
1824年,法国的萨迪卡诺提出了热机的循环理论。
1858年,定居在法国巴黎的里诺发明了煤气发动机,并于1860年申请了专利。
1862年,法国铁路工程师罗彻斯,发表了等容燃烧的四冲程发动机理论,即进气、压缩、作功、排气,并指出压缩混合气是提高热效率的重要措施。1862116日他的发明获得法国专利,他并没有造出实物来说明他的理论。
1866年,奥托研制出具有划时代意义的立式活塞式四冲程奥托内燃机。第二年,此物荣获巴黎博览会金质奖章。
1876年,奥托对四冲程内燃机又作了改进,试制出第一台实用活塞式四冲程内燃机。187784日取得专利,并成批投入生产。不过,奥托的内燃机以煤气为燃料,体积较大,重量约1t,还不能用在汽车上。
  1879年,德国工程师卡尔·本茨首次实验成功了一台二冲程试验性发动机。
1883815日,戴姆勒和迈巴赫在奥托四冲程发动机的基础上,通过改进开发出了第一台卧式汽油机。他们再接再厉,把发动机的体积尽可能缩小,终于制成了世界上第一台轻便小巧的化油器式、电点火的小型汽油机,转速达到了当时创记录的750r/min
这也是世界上第一台立式发动机,取名为“立钟”。他们在188543日取得德国专利。
1893年狄塞尔发表有关柴油机理论的论文,并取得专利。1897年制成第一台柴油机,系四冲程、立式、单缸、用压缩空气喷射燃油,25马力。这实现了内燃机历史上的第二次重大突破。
1926 年,瑞士人布希提出了废气涡轮增压理论,利用发动机排出的废气能量来驱动压气机,给发动机增压。50 年代后,废气涡轮增压技术开始在车用内燃机上逐渐得到应用,使发动机性能有很大提高,成为内燃机发展史上的第三次重大突破。
1951年,菲加士·汪克尔与德国NSU公司签订了关于合作开发转子发动机的合约。1954413日,NSU公司研制成功第一台转子发动机,并于1958年对这种发动机展开一系列测试。1964年,德国NSU公司首次将转子式发动机安装在轿车上。
1967 年德国博世公司首次推出由电子计算机控制的汽油喷射系统,开创了电控技术在汽车发动机上应用的历史。经过30年的发展,以电子计算机为核心的发动机管理系统(Engine Management SystemEMS)已逐渐成为汽车、特别是轿车发动机上的标准配置。由于电控技术的应用,发动机的污染物排放、噪声和燃油消耗大幅度地降低,改善了动力性能,成为内燃机发展史上第四次重大突破。
1971年,第一台热气发动机——斯特林机的公共汽车已开始运行。1972年,日本本田技研工业在市场售出装有复合涡流控制燃烧的发动机的西维克牌轿车,打响了稀薄气体燃烧发动机的第一炮。
   1978年,日本研究成功复合动力汽车,即内燃机——电力汽车。
19798月,巴西制造出以酒精为燃料的汽车——菲亚特147型和帕萨特型轿车,及“小甲虫”汽车。巴西是现在世界上使用酒精汽车最多的国家。
1980年,日本人研制成功液态氢气车。
1980年,美国试制成功了一种锌氯电池电动汽车。
  1980年,西班牙试研制成功一种太阳能汽车。
  1980年,西德汉堡市西北伊策霍的一位工程师,发明了一种利用电石气(乙炔气)作动力的汽车。
1980年,美国开始研究“烧铝”的汽车,这是由加州大学国立罗伦兹研究室的约翰.库伯和埃尔
.贝伦提出的。他们设计出一种新型的电池作为汽车动力;在氢氧化钠的参与下,使铝与水和空气发生化学反应而产生电流。
1981年,美国研制出的一种新的节约能源的风能汽车,这辆汽车现在还不能全部使用风能,而是与燃料交替使用。
1982年,日本东京大学一尚次教授,经过多年的研究,终于成功地研制出世界上第一辆盐水发动机汽车。
1983年,世界上第一辆装备柴油陶瓷发动机的汽车运行试验成功。
1984年,前苏联研制出一种双重燃料汽车。当汽车发动时,首先使用汽油,然后专用天然气。
1984年,美国美孚石油公司的阿莫柯比化学公司,研制出了一种叫杜隆塑料的合成材料,该公司采用这一塑料成功地制造出了世界上第一台全塑料汽车发动机,其重量只有84公斤。目前,美国的洛拉T-616GT型汽车用的就是这种全塑发动机。
1984年,澳大利亚工程师沙里许经10年研究,花费了1300万美元后,研制成功了一种在功率、燃烧效率和降低污染多方面优于四冲程内燃机的OCP发动机。它采用压缩空气形成超细油滴和空气的混合物进入燃烧室,燃烧更为充分,从而改善了总的效果。实验表明,OCP发动机的功率较等重量的四冲程发动机大二倍,并且除节油25%外,废弃污染也大大降低。
1985年,澳大利亚一位叫彼兰丁的发明家,经过多年努力,研制出一种安全可靠、启动灵活、高速而又不冒烟的蒸汽机汽车。车上的锅炉采用封闭回路式,蒸汽不向外排除,而是聚集在散热器里,然后重新回到下一个工作循环去。这种车时速可达130公里,是防止环境污染的一种理想车型。
1986年,日本的三洋电气公司研制成功首辆由太阳能电池带动的汽车,这是全世界第一辆太阳能运输车。
1994年,澳大利亚研制出用柴油机改装的燃烧椰子油的汽车。试验表明,12个椰子榨出的椰子油可达1升。
1994年,英国的戴维.伯恩发明了另一种风力汽车,并已投入批量生产。这种被称为风力汽车的新设计构思很巧妙。
回到二十一世纪的今天,信息技术的时代到来。汽车高速法展,发动机当然也离不开信息技术的武装。
电子技术是发动机现代化的灵魂。
 ECUElectronic Control Unit)电子控制单元,又称“行车电脑”、“车载电脑”。ECU的运用奠定了当代汽车发动机电子技术的中心。
发动机电子喷射系统就是在这基础上运用出的当代发动机重要技术。电子喷射技术使发动机效率更高,更省油,尾气污染大大降低,能够达到较严格的排放标准 它取代了化油器的工作方式,而用电子控制的喷油嘴。在气缸每一次吸气时,都由电子控制汽油的供给量,由喷嘴喷射,与空气混合,再吸入气缸。这样,在发动机工作的所有点,都对空气和汽油的混合进行最佳控制,从而使汽油的供给量满足发动机工作的要求。
涡轮增压技术是让当代发动机动力提升的重要武器。
涡轮增压器是惟一能使发动机在工作效率不变的情况下增加输出功率的机械装置。最早的涡轮增压器是用于跑车方程式赛车的,这样在那些发动机排量受到限制的赛车比赛里面,
发动机就能够获得更大的功率。涡轮增压的英文名字为Turbo,一般来说,如果我们在轿车尾部看到Turbo或者T,即表明该车采用的发动机是涡轮增压发动机了。涡轮增压器实际上是一种空气压缩机,通过压缩空气来增加进气量。它是利用发动机排出的废气惯性冲力来推动涡轮室内的涡轮,涡轮又带动同轴的叶轮,叶轮压送由空气滤清器管道送来的空气,使之增压进入气缸。当发动机转速增快,废气排出速度与涡轮转速也同步增快,叶轮就压缩更多的空气进入气缸,空气的压力和密度增大可以燃烧更多的燃料,相应增加燃料量和调整一下发动机的转速,就可以增加发动机的输出功率了。
能源危机必定是指引未来发动机发展的方向,下面我们就来说说汽车发动机未来技术的发展。
小排量涡轮增压发动机将成为未来发展趋势。
    涡轮增压发动机依靠涡轮增压器增加发动机进气量,从而增加发动机的输出功率。其最大优点是不增加排量,大幅提升发动机功率和扭矩,提高燃油经济性并降低尾气排放。数据显示,使用涡轮增压技术可以帮助汽油和柴油车辆在不降低性能的前提下分别节油达20%40%。小排量涡轮增压发动机在实现节能的同时,又降低了排放和燃油消耗,已获得了各个
国家的认可。   
    在我国,20106月,国家发改委等部门联合下发了《关于印发“节能产品惠民工程”节能汽车推广实施细则的通知》,将发动机排量在1.6L及以下、综合工况油耗比现行标准低20%左右的汽油、柴油乘用车(含混合动力和双燃料汽车),纳入“节能产品惠民工程”,在全国范围推广。201211日开始执行的《中华人民共和国车船税法》按汽车发动机排气量大小分别作了降低、不变和提高的结构性调整的税负规定。税法明确了对小排量车的支持力度。 国家鼓励小排量汽车发展,对于国内发动机企业及众多车企推广小排量发动机奠定了坚实的基础。
    大众是第一个将小排量涡轮增压汽油机应用于大型车上的车企,当时该公司为帕萨特的轿车与旅行车版本装配了1.4122马力的TSI发动机。大众汽车的涡轮增压发动机阵容也十分强大,其大多数车型都搭载了1.2TSI,1.4TSI,1.8TSI2.0TSI发动机。也许在不久的将来大众会成为全球第一家淘汰自然进气式发动机的汽车制造商。小排量涡轮增压的应用,代表着不久的将来,人类对于石油的依赖将进一步减弱。预计到2015年,我国市场小排量涡轮增压发动机的份额将从现在的近10%上升到20%
    在欧美国家,越来越严格的排放法规和人们对节能认识的加深,使得高效率、低排放车用
发动机技术的开发受到高度的重视,从而促使传统的内燃机技术不断创新。如汽油机直喷技术、可变气门定时技术、可变进气管、燃烧速率控制滑片、可变排量技术、高压共轨直喷柴油机等等。对于直喷式柴油机的巨大需求又大大推动了涡轮增压器技术进步的进程。特别是欧洲及北美加大了对于多用途车及轻型载货车的排放限制,使得各国的涡轮增压器制造商不惜成本地追求更加先进的涡轮增压技术。
新能源汽车发动机市场潜力大。 
随着世界各国环境保护的措施越来越严格,替代燃油发动机汽车的方案也越来越多,而新能源汽车无疑将成为未来汽车的发展方向。新能源汽车包括混合动力汽车、燃料电池汽车、氢能源动力汽车和太阳能汽车等,其废气排放量比较低,符合节能环保的要求。生物燃料、燃料电池在汽车石油替代中将发挥重要的作用。结合中国的能源资源状况和国际汽车技术的发展趋势,预计到2025年后,中国普通汽油车占乘用车的保有量将仅占50%左右,而先进柴油车、燃气汽车、生物燃料汽车等新能源汽车将迅猛发展。
    纯电动汽车等一系列新能源发动机正在飞速的崛起,能源必将是指引未来发动机前进的方向。目前世界对能源。
信息技术必将更多的进入发动机。
信息技术还在不断发展的今天,电子方面不断涌出的新技术必将慢慢运用在发动机技术上。ECU将代替人脑完成给多的工作。发动机也将在电脑的帮助下完成更多节能的程序。
总体说来汽车发动机的未来将有能源问题所左右。

本文发布于:2024-09-22 16:49:49,感谢您对本站的认可!

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