汽車為人類立下了不朽的功勳,被稱為改變世界的機器,但汽車的發明和發展卻經曆了漫長的年代,經過了無數發明家,科學家的努力,絕非一人所為,一日之功。人類在對代步工具的探索曆程中,盡管經曆了無數的失敗,他們那種堅韌的創造精神和嚴謹的科學态度,永遠值得後人敬仰和學習。
由于用蒸汽機作為汽車的動力存在着許多不足,它們不符合汽車靈活機動這一基本要求。為了獲取更靈巧,更方便,更經濟的發動機,又有許多科學家和工程師獻身這一領域。蒸汽機的燃料是在發動機外面燃燒,是将氣缸中的水加熱産生蒸汽以推動活塞,進而驅動車輪前進的,所以也稱蒸汽機為外燃機!
内燃機汽車以内燃機為動力,内燃機是将燃料在氣缸内部燃燒産生的熱能直接轉化為機械能的動力機械。人們對内燃機的探索從17世紀就已經開始。17世紀80年代,荷蘭物理學家,天文學家,數學家惠更斯設計出一台火藥機,靠少量的火藥在氣缸裡燃燒來提升活塞,當氣體冷卻時,大氣壓力便将活塞向下推,靠此來提起重物做功,這種火藥機被認為是内燃機的鼻祖。用火藥做燃料的火藥發動機是現代内燃機原理的萌芽。由于火藥危險性大,火藥機沒有能夠普及,但為後來的内燃機的問世奠定了基礎。
1801年,法國化學家菲利普勒本提出了煤氣機原理,他采用煤幹餾得到的煤氣和氫氣做燃料,制成了一台将煤氣和氫氣與空氣混合後點燃産生膨脹力推動活塞的發動機,這項發明被譽為内燃機史上開拓性的一步。可惜的是,勒本在參加拿破侖皇帝的加冕典禮的時候被暗殺,年僅37歲,這是工業革命史上的一個重大悲劇,否則内燃機的發明也許會提前許多年吧。
1838年,英國發明家亨納特發明了世界上第一台内燃機點火裝置,該項發明被世人稱為世界汽車發展史上的一場革命。
1860年,法國工程師萊諾制成了用電火花點燃煤氣和空氣混合氣的煤氣機,結構類似蒸汽機,由水平放置的一個氣缸和雙側做功的活塞組成,用滑閥開閉控制進氣和排氣,沒有壓縮過程,熱效率隻有百分之三。1862年,他成功創制了二沖程卧式内燃機,它以天然氣為燃料,1867年,裝有這種發動機的車輛在世界博覽會上當衆表演,深受喜愛和好評,可惜的是他後來放棄了研究且沒有申請專利,否則汽車之父的美名可能會落在他的頭上,這也是世界汽車史上的一段遺憾。
1861年,法國工程師羅切斯提出了著名的内燃機四沖程理論,即活塞在氣缸中上下移動四次,完成進氣,壓縮,做功和排氣一個循環,刻意有效提高熱效率。100多年來的往複式汽車發動機,都是采用該四沖程原理。
1866年,德國發明家奧托和蘭根合作制造了大氣發動機,也成自由活塞發動機,在巴黎世博會上獲得金獎,大獲成功!之後在他們創建的道依茨煤氣廠5年内生産10000多台,當時戴姆勒,邁巴赫等一批汽車設計家都在該廠工作。
德國發明家尼古拉斯奧托反複研究,最終也提出了内燃機動力方式的四沖程思想,在1876年,制成了一台往複活塞式單缸卧式的四沖程煤氣内燃機,這台機器功率達到了3.2千瓦,壓縮比為2.66,熱效率達到了14,比沒有壓縮沖程的發動機提高了三倍,有力證明了科技是第一生産力這個真理,也結束了200年來人們尋找小型汽車動力的曆史。活塞式四沖程奧托内燃機的發明,使奧托成為繼瓦特之後又一名偉大的動力工程學家,他發明的四沖程循環内燃機是繼蒸汽機出現之後,人類機械史上,動力工程領域當中的又一個巨大貢獻。奧托四沖程發動機于1877年8月4日獲得德國專利,新型内燃機在1878年巴黎萬國博覽會上赢得了工程技術界的普遍稱贊,認為它是自瓦特以來在動力方面取得的最大成就。然而奧托卻在1886年放棄自己所獲得的四沖程發動機專利,提出任何人都可以根據需要随意制作,因為他看到了法國工程師羅切斯寫的一個小冊子,在他發明四沖程内燃機之前就已經比較完整地提出了四沖程内燃機的原理。奧托的高尚品德博得了人們的高度贊譽。由于大家認為第一個研制出這種内燃機的人是奧托,所以後來人們仍然一直把四沖程循環成為奧托循環原理!
盡管奧托的内燃機當時還不能用在汽車上,但是作為動力源在其他領域中表現出的高效率,質量輕,體積小,使用方便,運轉有力,速度平穩等優點,為汽車的發明解決了最關鍵的技術難題,為汽車的誕生奠定了堅實基礎!
以上就是内燃機早期的發展曆程,屬于内燃機發展的第一部分,下期咱們開始介紹内燃機發展史剩下的一部分,即汽油機和柴油機的發展曆史!
好了,今天咱們就講到這裡,明天咱們繼續講汽車的發展曆程,其中有很多有意思的小故事,喜歡的朋友多多關注吧!
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