汽车为人类立下了不朽的功勋,被称为改变世界的机器,但汽车的发明和发展却经历了漫长的年代,经过了无数发明家,科学家的努力,绝非一人所为,一日之功。人类在对代步工具的探索历程中,尽管经历了无数的失败,他们那种坚韧的创造精神和严谨的科学态度,永远值得后人敬仰和学习。
由于用蒸汽机作为汽车的动力存在着许多不足,它们不符合汽车灵活机动这一基本要求。为了获取更灵巧,更方便,更经济的发动机,又有许多科学家和工程师献身这一领域。蒸汽机的燃料是在发动机外面燃烧,是将气缸中的水加热产生蒸汽以推动活塞,进而驱动车轮前进的,所以也称蒸汽机为外燃机!
内燃机汽车以内燃机为动力,内燃机是将燃料在气缸内部燃烧产生的热能直接转化为机械能的动力机械。人们对内燃机的探索从17世纪就已经开始。17世纪80年代,荷兰物理学家,天文学家,数学家惠更斯设计出一台火药机,靠少量的火药在气缸里燃烧来提升活塞,当气体冷却时,大气压力便将活塞向下推,靠此来提起重物做功,这种火药机被认为是内燃机的鼻祖。用火药做燃料的火药发动机是现代内燃机原理的萌芽。由于火药危险性大,火药机没有能够普及,但为后来的内燃机的问世奠定了基础。
1801年,法国化学家菲利普勒本提出了煤气机原理,他采用煤干馏得到的煤气和氢气做燃料,制成了一台将煤气和氢气与空气混合后点燃产生膨胀力推动活塞的发动机,这项发明被誉为内燃机史上开拓性的一步。可惜的是,勒本在参加拿破仑皇帝的加冕典礼的时候被暗杀,年仅37岁,这是工业革命史上的一个重大悲剧,否则内燃机的发明也许会提前许多年吧。
1838年,英国发明家亨纳特发明了世界上第一台内燃机点火装置,该项发明被世人称为世界汽车发展史上的一场革命。
1860年,法国工程师莱诺制成了用电火花点燃煤气和空气混合气的煤气机,结构类似蒸汽机,由水平放置的一个气缸和双侧做功的活塞组成,用滑阀开闭控制进气和排气,没有压缩过程,热效率只有百分之三。1862年,他成功创制了二冲程卧式内燃机,它以天然气为燃料,1867年,装有这种发动机的车辆在世界博览会上当众表演,深受喜爱和好评,可惜的是他后来放弃了研究且没有申请专利,否则汽车之父的美名可能会落在他的头上,这也是世界汽车史上的一段遗憾。
1861年,法国工程师罗切斯提出了著名的内燃机四冲程理论,即活塞在气缸中上下移动四次,完成进气,压缩,做功和排气一个循环,刻意有效提高热效率。100多年来的往复式汽车发动机,都是采用该四冲程原理。
1866年,德国发明家奥托和兰根合作制造了大气发动机,也成自由活塞发动机,在巴黎世博会上获得金奖,大获成功!之后在他们创建的道依茨煤气厂5年内生产10000多台,当时戴姆勒,迈巴赫等一批汽车设计家都在该厂工作。
德国发明家尼古拉斯奥托反复研究,最终也提出了内燃机动力方式的四冲程思想,在1876年,制成了一台往复活塞式单缸卧式的四冲程煤气内燃机,这台机器功率达到了3.2千瓦,压缩比为2.66,热效率达到了14,比没有压缩冲程的发动机提高了三倍,有力证明了科技是第一生产力这个真理,也结束了200年来人们寻找小型汽车动力的历史。活塞式四冲程奥托内燃机的发明,使奥托成为继瓦特之后又一名伟大的动力工程学家,他发明的四冲程循环内燃机是继蒸汽机出现之后,人类机械史上,动力工程领域当中的又一个巨大贡献。奥托四冲程发动机于1877年8月4日获得德国专利,新型内燃机在1878年巴黎万国博览会上赢得了工程技术界的普遍称赞,认为它是自瓦特以来在动力方面取得的最大成就。然而奥托却在1886年放弃自己所获得的四冲程发动机专利,提出任何人都可以根据需要随意制作,因为他看到了法国工程师罗切斯写的一个小册子,在他发明四冲程内燃机之前就已经比较完整地提出了四冲程内燃机的原理。奥托的高尚品德博得了人们的高度赞誉。由于大家认为第一个研制出这种内燃机的人是奥托,所以后来人们仍然一直把四冲程循环成为奥托循环原理!
尽管奥托的内燃机当时还不能用在汽车上,但是作为动力源在其他领域中表现出的高效率,质量轻,体积小,使用方便,运转有力,速度平稳等优点,为汽车的发明解决了最关键的技术难题,为汽车的诞生奠定了坚实基础!
以上就是内燃机早期的发展历程,属于内燃机发展的第一部分,下期咱们开始介绍内燃机发展史剩下的一部分,即汽油机和柴油机的发展历史!
好了,今天咱们就讲到这里,明天咱们继续讲汽车的发展历程,其中有很多有意思的小故事,喜欢的朋友多多关注吧!
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