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汽车发动机发展史
汽车发动机发展史
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发动机,汽车中最重要的部分,可以说没有发动机的存在,就不存在汽车。发动机的发展即是汽车的发展。
发动机作为汽车的心脏,为汽车的行走提供动力和汽车的动力性、经济性、环保性。简单讲发动机就是一个能量转换机构,即将汽油(柴油)的热能,通过在密封气缸内燃烧气体膨胀时,推动活塞做功,转变为机械能,这是发动机最基本原理。发动机所有结构都是为能量转换服务的,虽然发动机伴随着汽车走过了100多年的历史,无论是在设计上、制造上、工艺上还是在性能上、控制上都有很大的提高,其基本原理仍然未变,这是一个富于创造的时代,那些发动机设计者们,不断地将必威体育精装版科技与发动机融为一体,把发动机变成一个复杂的机电一体化产品,使发动机性能达到近乎完善的程度,各世界著名汽车厂商也将发动机的性能作为竞争亮点。
所以可以说发动机的发展史即是汽车的发展史。
而发动机的发展也经历了无数人的努力,无数人的智慧与汗水。 发动机是汽车的动力源。汽车发动机大多是热能动力装置,简称热力机。热力机是借助工质的状态变化将燃料燃烧产生的热能转变为机械能。
惠更斯于1673年设计绘制了方案图,如下图所示。
个巨大的进步。四冲程发动机的平衡性与燃烧效率都更加好。如今的汽车发动机技术已经基本全部用的是四冲程技术。而在发动机的基本运行方式确定后,却有人又向传统发出了挑战。
1957年,德国人汪克尔发明了转子活塞发动机,这是汽油发动机发展的一个重要分支。转子发动机的特点是利用内转子圆外旋轮线和外转子圆内旋轮线相结合的机构,无曲轴连杆和配气机构,可将三角活塞运动直接转换为旋转运动。它的零件数比往复活塞式汽油少40%,质量轻、体积小、转速高、功率大。1958年汪克尔将外转子改为固定转子为行星运动,制成功率为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,因而引起各国的重视。日本东洋公司(马自达公司)买下了转子发动机的样机,并把转子发动机装在汽车上,可以说,转子发动机生在德国,长在日本。如今转子发动机依然只是马自达一家公司在用,不知道马自达这门独门技术何时能全面开花。
发动机的工作形式确定后,就是发动机技术的完善了,随着时间的推移,好多发动机的经典设计都已经不能满足人们的需求了。 化油器式发动机化油器式发动机化油器式发动机化油器式发动机 化油器最早诞生于1892年,由美国人杜里埃发明。随着技术的演进,化油器功能愈加完备,直到上个世纪中后期,化油器已经分为五部分:主供油系统、起动系统、怠速系统、大负荷加浓系统(省油器)和加速系统。五部分的作用在于:根据发动机在不同情况下的需要,将汽油气化,并与空气按一定比例混合成可燃混合气,及时适量进入气缸。
化油器的优点有:能够将内燃机的油气比控制在理想的水平上,不论天候、温度,永远进行着一成不变的工作。而且化油器的成本低、可靠度高,维修、保养容易。当然化油器也存在许多弱点:比如,在冷车启动、怠速运转、急加速或低气压环境等,这样固定的供油方式实际上并无法全面满足引擎的运转需求,甚至可能因而产生黑烟、燃烧不全与马力不足等状况。因此,2002年起,中国已经明令禁止销售化油器轿车,此后所有车型都改用电喷发动机。当然目前在马路上跑的还有化油器式的发动机,随着时间的推移,化油器式发动机将彻底退出历史的舞台。
电喷提供最早出现于1967年,由德国保时捷公司研制的D型电子喷射装置,随后被用在大众等德系轿车上。这种装置是以进气管里面的压力做参数,但是它与化油器相比,仍然存在结构复杂,成本高,不稳定的缺点。针对这些缺点,波许公司又开发了一种称为L型电子控制汽油喷射装置,它以进气管内的空气流量做参数,可以直接按照进气流量与发动机转速的关系确定进气量,据此喷射出相应的汽油。这种装置由于设计合理,工作可靠,广泛为欧洲和日本等汽车制造公司所采用,并奠定了今天电子控制燃油喷射装置的雏形。
目前为止,电喷系统的行车电脑会随时侦测引擎温度、进气流量、转速变化、震动状况,并依照实际需求调整供油量与点火时间,因此在动力输出、燃油经济与排污表现上可以取得相当不错的平衡。同时为了增加发动机进气量,提高燃油效率,发动机从早期的单点喷射,演化至多点喷射,气门数量从两个增加至五个。目前最先进的当属搭载VVT可变气门技术的电喷发动机。 总体而言,电喷供油系统的最大优点就是燃油供给之控制十分精确,让引擎在任何状态下都能有正确的空燃比,不仅让引擎保持运转顺畅,其废气也能合乎环保法规的规范。然而,电喷供油系统并不是最科学的。由于内燃机构造的先天限制,电喷喷嘴安装在气门旁,只有在气门打开时才能完成油气喷射,因此喷射会受到开合周期的影响,产生延迟,因而影响电脑对喷射时间的控制。不过好在这一问题已经被缸内直喷
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