解讀汽車發(fā)動機（一） 內(nèi)燃機的誕生

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自古以來，我們就希望用人體以外的物體來幫助我們工作；我希望發(fā)明一種工具來代替我們工作；我希望制造一臺可以利用自然資源將人類或其他東西從A地運送到B地的機器；我們希望能方便可控地使用這臺機器；我希望我們能有使用更少資源成本的工具，能更舒適地實現(xiàn)目標；希望系統(tǒng)能更加自動化、智能化、安全化。

所以汽車就是按照這種循序漸進的邏輯誕生的，直到今天還在發(fā)展。在這篇文章中，邊肖重點介紹了發(fā)動機，這是安裝在汽車上最重要的機械裝置。

舊蒸汽機

1765年，由瓦特改進并廣泛使用的活塞式蒸汽機推動了始于18世紀（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）中葉的歐洲工業(yè)革命。在接下來的日子里，有人對蒸汽機的笨重不滿，希望擺脫蒸汽機上沉重的鍋爐，這樣他們才能有更靈活的應用，于是他們關注起氣缸，甚至有人試圖在氣缸里放炸藥，爆炸推動了活塞。顯然，這種方法并不成功，但卻引出了“缸內(nèi)燃燒做功”的一系列思路。當人們發(fā)現(xiàn)可燃氣體和空氣體按一定比例混合時，點燃后會爆炸，產(chǎn)生很大的壓力和膨脹。如果這個程度能夠控制得當，將是一項不錯的能源技術。于是內(nèi)燃機時代到來了。

1824年，物理學家卡諾建立卡諾循環(huán)模型，將熱力學和動力聯(lián)系起來，設計出理想的卡諾熱機，為提高內(nèi)燃機效率指明了方向。

1858年，勒諾瓦發(fā)明了二沖程氣體發(fā)動機。在這種發(fā)動機中，用煤氣和空氣體的混合氣體代替往復式蒸汽機的蒸汽。電池和感應線圈用來產(chǎn)生電火花，點燃并爆炸混合氣體。不幸的是，在這種氣體發(fā)動機的氣缸中，混合氣體在沒有被壓縮的情況下點燃做功，導致能量轉(zhuǎn)換效率低。

1862年的阿爾豐斯？德羅沙提出了著名的定容燃燒四沖程循環(huán):進氣、壓縮、燃燒膨脹和排氣。但是還沒有原型誕生。

1876年，奧托制造了一種以氣體為燃料的新型四沖程內(nèi)燃機。這臺機器對汽車發(fā)動機意義重大:到目前為止，汽油發(fā)動機仍然以這種方式運轉(zhuǎn)——奧托循環(huán)。在接下來的文章中，我們將重點關注這個周期的特征。

從古至今，四沖程汽油機一直按照這四個步驟運行。

1883年，奧托公司的工程師戴姆勒和他的好朋友邁巴赫（查成交價|參配|優(yōu)惠政策）制造了第一臺四沖程往復式汽油發(fā)動機，并創(chuàng)造性地使用白熾燈點燃發(fā)動機，從而將發(fā)動機轉(zhuǎn)速提高到1000轉(zhuǎn)/分。當時奧托發(fā)動機只有200轉(zhuǎn)。次年，戴姆勒在自行車上安裝了改進后的發(fā)動機，成為歷史上第一輛摩托車。

1886年1月29日，德國卡爾？本茨之前開發(fā)的二沖程汽油發(fā)動機被安裝在三輪車上并注冊了專利。這款車具有現(xiàn)代汽車的一些基本特征，所以人們一致認為它是歷史上第一款標準車。

第一輛車是這樣的。

1897年，柴油機誕生了。德國工程師Diesel設想，吸入氣缸的空氣體會被高度壓縮，使其溫度超過燃料的自燃溫度，然后用高壓空氣體將燃料吹入氣缸，使其著火。他的第一臺壓燃式內(nèi)燃機于1897年研制成功，為內(nèi)燃機的發(fā)展開辟了一條新路。柴油和柴油發(fā)動機也以其發(fā)明者的名字命名為柴油。

當Diesel牛仔褲的廣告出現(xiàn)，有人問你是什么品牌的時候，你可以平靜的回答:柴品牌！

就這樣，汽油發(fā)動機和柴油發(fā)動機誕生了。到目前為止，雖然現(xiàn)代發(fā)動機在動力、油耗和穩(wěn)定性等方面的性能有了很大的提升，但基本工作原理卻絲毫沒有改變。這里先介紹一下發(fā)動機的歷史。下一章我們將詳細介紹汽油機和柴油機的工作原理和特點，敬請期待！