❶ 汽油發動機的歷史
汽車發動機歷史發展回顧汽車整體技術日新月異,而作為汽車的心臟——發動機技術的進步顯得更受關注。如今介紹一輛汽車的發動機時:可變氣門正時技術,雙頂置凸輪軸技術,缸內直噴技術,VCM汽缸管理技術,渦輪增壓技術,等等都已經運用的相當廣泛;在用料上也是往輕量化的方向發展:全鋁發動機目前的應用已經非常廣泛;汽車的污染也是不可避免,於是新能源技術,包括柴油機的高壓共軌,燃料電池,混合動力,純電動,生物燃料技術也已經有普及的趨向,但回顧一下發動機的歷史或許更能理解這一百多年來汽車技術所發生的巨大變革。
十佳發動機VQ35
汽車技術的迅猛發展從我國的汽車教材也能看出端倪:新技術的發展已經讓汽車教材難以跟上步伐!如今大部分汽車教材還是以東風汽車的發動機來作為範例,而東風發動機還是帶化油器的老式發動機,與如今全電子化的發動機簡直就隔了幾個世紀。
汽油機之前的摸索階段
回到汽車的起步階段,那時的汽車被馬車嘲笑,污染嚴重,但起步的意義卻非同尋常。
18世紀中葉,瓦特發明了蒸氣機,此後人們開始設想把蒸汽機裝到車子上載人。法國的居紐(N.J.Cugnot)是第一個將蒸汽機裝到車子上的人。1770年,居紐製作了一輛三輪蒸汽機車。這輛車全長7.23米,時速為3.5公里,是世界上第一輛蒸汽機車。1771年古諾改進了蒸汽汽車,時速可達9.5千米,牽引4-5噸的貨物。
蒸汽機汽車
1858年,定居在法國巴黎的里諾發明了煤氣發動機,並於1860年申請了專利。發動機用煤氣和空氣的混合氣體取代往復式蒸汽機的蒸汽,使用電池和感應線圈產生電火花,用電火花將混合氣點燃爆發。這種發動機有氣缸、活塞、連桿、飛輪等。煤氣機是內燃機的初級產品,因為煤氣發動機的壓縮比為零。
N.J.Cugnot
1867年,德國人奧托(Nicolaus August Otto)受里諾研製煤氣發動機的啟發,對煤氣發動機進行了大量的研究,製作了一台卧式氣壓煤氣發動機,後經過改進,於1878年在法國舉辦的國際展覽會上展出了他製作的樣品。由於該發動機工作效率高,引起了參觀者極大的興趣。在長期的研究過程中,奧托提出了內燃機的四沖程理論,為內燃機的發明奠定了理論基礎。德國人奧姆勒和卡爾·本茨根據奧托發動機的原理,各自研製出具有現代意義的汽油發動機,為汽車的發展鋪平了道路。
賓士1號配的是單缸二沖程汽油發動機
1886年被視為汽車的誕生日,那輛賓士一直為人所津津樂道。但是其動力單元卻實在「寒酸」:第一輛「三輪賓士」搭載的卧式單缸二沖程汽油發動機,最高時速16KM每小時。這就是第一輛汽車的發動機,那時勇敢卡爾賓士的夫人駕駛這輛賓士1號上坡還需要兒子推車,當然沿途不停的熄火,轉向也不靈,回娘家100公里的路程硬是走了一整天。
四沖程發動機工作圖
四沖程發動機其實早就由德國人奧托研製出來了。但應用的汽車上不得不提戴姆勒,他由於協助奧托研製四沖程發動機的原因而成為了第一個將四沖程發動機裝上汽車的人。顯然,從四沖程到二沖程是個巨大的進步。四沖程發動機的平衡性與燃燒效率都更加好。如今的汽車發動機技術已經基本全部用的是四沖程技術。而在發動機的基本運行方式確定後,卻有人又向傳統發出了挑戰。
馬自達專用的轉子發動機1957年,德國人汪克爾發明了轉子活塞發動機,這是汽油發動機發展的一個重要分支。轉子發動機的特點是利用內轉子圓外旋輪線和外轉子圓內旋輪線相結合的機構,無曲軸連桿和配氣機構,可將三角活塞運動直接轉換為旋轉運動。它的零件數比往復活塞式汽油少40%,質量輕、體積小、轉速高、功率大。1958年汪克爾將外轉子改為固定轉子為行星運動,製成功率為22.79千瓦、轉速為5500轉/分的新型旋轉活塞發動機。該機具有重要的開發價值,因而引起各國的重視。日本東洋公司(馬自達公司)買下了轉子發動機的樣機,並把轉子發動機裝在汽車上,可以說,轉子發動機生在德國長在日本。如今轉子發動機依然只是馬自達一家公司在用,不知道馬自達這門獨門技術何時能全面開花。
發動機的工作形式確定後,就是發動機技術的完善了,隨著時間的推移,好多發動機的經典設計都已經不能滿足人們的需求了。
❷ 發動機種類以及發展史
我看見,來這個問題就別愁了。種類從形自式分有直列式國際通用l型,水平對置式H,v型,w型,轉子。大多數都用直列4缸。直列6,8缸現在已經不多見了,卡車,大型越野應用較多,優點製造,結構簡單。缺點笨重,佔用體積大。從做功形式分有2沖程,4沖程。從燃料分有柴油汽油。回歸正題:豪華車大多採用v型,賓士s,寶馬7,還有不少車的高端型號。保時捷,斯巴魯用H。w型據我所知有大眾輝騰,奧迪的a8頂配。馬自達rx-8用轉子。還有什麼問題補充吧
❸ 航空發動機的發展史
活塞式發動機時期
早期液冷發動機居主導地位。19世紀末,在內燃機開始用於汽車的同時,人們即聯想到把內燃機用到飛機上去作為飛機飛行的動力源,並著手這方面的試驗。
1903年,美國萊特兄弟把一台4缸、水平直列式水冷發動機改裝之後,成功地用到他們的飛行者一號飛機上進行飛行試驗。這台發動機只發出8.95 kW的功率,重量卻有81 kg,功重比為0.11kW/daN。發動機通過兩根自行車上那樣的鏈條,帶動兩個直徑為2.6m的木製螺旋槳。首次飛行的留空時間只有12s,飛行距離為36.6m。但它是人類歷史上第一次有動力、載人、持續、穩定、可操作的重於空氣飛行器的成功飛行。
在飛機用於戰爭目的的推動下,航空特別是在歐洲開始蓬勃發展,法國在當時處於領先地位。美國雖然發明了動力飛機並且製造了第一架軍用飛機,但在參戰時連一架可用的新式飛機都沒有。在前線的美國航空中隊的6287架飛機中有4791架是法國飛機,如裝備伊斯潘諾-西扎V型液冷發動機的斯佩德戰斗機。這種發動機的功率已達130~220kW, 推重比為0.7kW/daN左右。飛機速度超過200km/h,升限6650m。
當時,飛機的飛行速度還比較小,氣冷發動機冷卻困難。為了冷卻,發動機裸露在外,阻力又較大。因此,大多數飛機特別是戰斗機採用的是液冷式發動機。期間,1908年由法國塞甘兄弟發明旋轉汽缸氣冷星型發動機曾風行一時。這種曲軸固定而汽缸旋轉的發動機終因功率的增大受到限制,在固定汽缸的氣冷星型發動機的冷卻問題解決之後退出了歷史舞台。
在兩次世界大戰之間,在活塞式發動機領域出現幾項重要的發明:發動機整流罩既減小了飛機阻力,又解決了氣冷發動機的冷卻困難問題,甚至可以的設計兩排或四排汽缸的發動機,為增加功率創造了條件;廢氣渦輪增壓器提高了高空條件下的進氣壓力,改善了發動機的高空性能;變距螺旋槳可增加螺旋槳的效率和發動機的功率輸出;內充金屬鈉的冷卻排氣門解決了排氣門的過熱問題;向汽缸內噴水和甲醇的混合液可在短時內增加功率三分之一;高辛烷值燃料提高了燃油的抗爆性,使汽缸內燃燒前壓力由2~3逐步增加到5~6,甚至8~9,既提高了升功率,又降低了耗油率。
從20世紀20年代中期開始,氣冷發動機發展迅速,但液冷發動機仍有一席之地在此期間,在整流罩解決了阻力和冷卻問題後,氣冷星型發動機由於有剛性大,重量輕,可靠性、維修性和生存性好,功率增長潛力大等優點而得到迅速發展,並開始在大型轟炸機、運輸機和對地攻擊機上取代液冷發動機。在20世紀20年代中期,美國萊特公司和普·惠公司先後發展出單排的旋風和颶風以及黃蜂和大黃蜂發動機,最大功率超過400kW,功重比超過1kW/daN。到第二次世界大戰爆發時,由於雙排氣冷星型發動機的研製成功,發動機功率已提高到600~820kW。此時,螺旋槳戰斗機的飛行速度已超過500km/h,飛行高度達10000m。
在第二次世紀大戰期間,氣冷星型發動機繼續向大功率方向發展。其中比較著名的有普·惠公司的雙排雙黃蜂((R-2800)和四排巨黃蜂(R-4360)。前者在1939年7月1日定型,開始時功率為1230kW, 共發展出5個系列幾十個改型,最後功率達到2088kW,用於大量的軍民用飛機和直升機。單單為P-47戰斗機就生產了24000台R-2800發動機,其中P-47 J的最大速度達805km/h。雖然有爭議,但據說這是第二次世界大戰中飛得最快的戰斗機。這種發動機在航空史上佔有特殊的地位。在航空博物館或航空展覽會上,R-2800總是放置在中央位置。甚至有的航空史書上說,如果沒有R-2800發動機,在第二次世界大戰中盟國的取勝要困難得多。後者有四排28個汽缸,排量為71.5L,功率為2200~3000kW, 是世界上功率最大的活塞式發動機,用於一些大型轟炸機和運輸機。1941年,圍繞六台R-4360發動機設計的B-36轟炸機是少數推進式飛機之一,但未投入使用。
萊特公司的R-2600和R-3350發動機也是很有名的雙排氣冷星型發動機。前者在1939推出,功率為1120kW,用於第一架載買票旅客飛越大西洋的波音公司快帆314型四發水上飛機以及一些較小的魚雷機、轟炸機和攻擊機。後者在1941年投入使用,開始時功率為2088kW,主要用於著名的B-29空中堡壘戰略轟炸機。R-3350在戰後發展出一種重要改型--渦輪組合發動機。發動機的排氣驅動三個沿周向均布的廢氣渦輪,每個渦輪在最大狀態下可發出150kW的功率。這樣,R-3350的功率提高到2535kW,耗油率低達0.23kg/(kW·h)。1946年9月,裝兩台R-3350渦輪組合發動機的P2V1海王星飛機創造了18090km的空中不加油的飛行距離世界紀錄。液冷發動機與氣冷發動機之間的競爭在第二次世界大戰中仍在繼續。液冷發動機雖然有許多缺點,但它的迎風面積小,對高速戰斗機特別有利。而且,戰斗機的飛行高度高,受地面火力的威脅小,液冷發動機易損的弱點不突出。所以,它在許多戰斗機上得到應用。例如,美國在這次大戰中生產量最大的5種戰斗機中有4種採用液冷發動機。其中,值得一提的是英國羅-羅公司的梅林發動機。它在1935年11月在颶風戰斗機上首次飛行時,功率達到708kW;1936年在噴火戰斗機上飛行時,功率提高到783kW。
這兩種飛機都是第二次世界大戰期間有名的戰斗機,速度分別達到624km/h和750km/h。梅林發動機的功率在戰爭末期達到1238kW,甚至創造過1491kW的紀錄。美國派克公司按專利生產了梅林發動機,用於改裝P-51野馬戰斗機,使一種平常的飛機變成戰時最優秀的戰斗機。野馬戰斗機採用一種不常見的五葉螺旋槳,安裝梅林發動機後,最大速度達到760km/h,飛行高度為15000m。除具有當時最快的速度外,野馬戰斗機的另一個突出的優點是有驚人的遠航能力,它可以把盟軍的轟炸機一直護送到柏林。到戰爭結束時,野馬戰斗機在空戰中共擊落敵機4950架,居歐洲戰場的首位。而在遠東和太平洋戰場上,則是由於裝備了氣冷發動機的F6F地獄貓戰斗機的參戰,才結束了日本零式戰斗機的霸主地位。航空史學界把野馬飛機看作螺旋槳戰斗機的頂峰之作。
在第二次世界大戰開始之後和戰後的最主要的技術進展有直接注油、渦輪組合發動機和低壓點火。
在兩次世界大戰的推動下,發動機的性能提高很快,單機功率從不到10 kW增加到2500 kW左右,功率重量比從0.11 kW/daN 提高到1.5 kW/daN左右,升功率從每升排量幾千瓦增加到四五十千瓦,耗油率從約0.50 kg/(kW·h)降低到0.23~0.27 kg/(kW·h)。翻修壽命從幾十小時延長到2000~3000h。到第二次世界大戰結束時,活塞式發動機已經發展得相當成熟,以它為動力的螺旋槳飛機的飛行速度從16km/h提高到近800 km/h,飛行高度達到15000 m。可以說,活塞式發動機已經達到其發展的頂峰。
噴氣時代的活塞式發動機
在第二次世界大戰結束後,由於渦輪噴氣發動機的發明而開創了噴氣時代,活塞式發動機逐步退出主要航空領域,但功率小於370 kW的水平對缸活塞式發動機發動機仍廣泛應用在輕型低速飛機和直升機上,如行政機、農林機、勘探機、體育運動機、私人飛機和各種無人機,旋轉活塞發動機在無人機上嶄露頭角,而且美國NASA還正在發展用航空煤油的新型二沖程柴油機供下一代小型通用飛機使用。
美國NASA已經實施了一項通用航空推進計劃,為未來安全舒適、操作簡便和價格低廉的通用輕型飛機提供動力技術。這種輕型飛機大致是4~6座的,飛行速度在365 km/h左右。一個方案是用渦輪風扇發動機,用它的飛機稍大,有6個座位,速度偏高。另一個方案是用狄塞爾循環活塞式發動機,用它的飛機有4個座位,速度偏低。對發動機的要求為: 功率為150 kW; 耗油率0.22 kg/(kW·h); 滿足未來的排放要求; 製造和維修成本降低一半。到2000年,該計劃已經進行了500h以上的發動機地面試驗,功率達到130 kW,耗油率0.23 kg/(kW·h)。
燃氣渦輪發動機時期
第二個時期從第二次世界大戰結束至今。60年來,航空燃氣渦輪發動機取代了活塞式發動機,開創了噴氣時代,居航空動力的主導地位。在技術發展的推動下(見表1),渦輪噴氣發動機、渦輪風扇發動機、渦輪螺旋槳發動機、槳扇發動機和渦輪軸發動機在不同時期在不同的飛行領域內發揮著各自的作用,使航空器性能跨上一個又一個新的台階。
渦噴/渦扇發動機
英國的惠特爾和德國的奧海因分別在1937年7月14日和1937年9月研製成功離心式渦輪噴氣發動機WU和HeS3B。前者推力為530daN,但1941年5月15日首次試飛的格羅斯特公司E28/39飛機裝的是其改進型W1B,推力為540daN,推重比2.20。後者推力為490daN,推重比1.38,於1939年8月27日率先裝在亨克爾公司的He-178飛機上試飛成功。這是世界上第一架試飛成功的噴氣式飛機,開創了噴氣推進新時代和航空事業的新紀元。
世界上第一台實用的渦輪噴氣發動機是德國的尤莫-004,1940年10月開始台架試車,1941年12月推力達到980daN,1942年7月18日裝在梅塞施米特Me-262飛機上試飛成功。自1944年9月至1945年5月,Me-262共擊落盟軍飛機613架,自己損失200架(包括非戰斗損失)。英國的第一種實用渦輪噴氣發動機是1943年4月羅·羅公司推出的威蘭德,推力為755daN,推重比2.0。該發動機當年投入生產後即裝備流星戰斗機,於1944年5月交給英國空軍使用。該機曾在英吉利海峽上空成功地攔截了德國的V-1導彈。
戰後,美、蘇、法通過買專利,或藉助從德國取得的資料和人員,陸續發展了本國第一代渦輪噴氣發動機。其中,美國通用電氣公司的J47軸流式渦噴發動機和蘇聯克里莫夫設計局的RD-45離心式渦噴發動機的推力都在2650daN左右,推重比為2~3,它們分別在1949年和1948年裝在F-86和米格-15戰斗機上服役。這兩種飛機在朝鮮戰爭期間展開了你死我活的空戰。 20世紀50年代初,加力燃燒室的採用使發動機在短時間內能夠大幅度提高推力,為飛機突破聲障提供足夠的推力。典型的發動機有美國的J57和蘇聯的RD-9B,它們的加力推力分別為7000daN和3250daN,推重比各為3.5和4.5。它們分別裝在超聲速的單發F-100和雙發米格-19戰斗機上。
在50年代末和60年代初,各國研製了適合M2以上飛機的一批渦噴發動機,如J79、J75、埃汶、奧林帕斯、阿塔9C、R-11和R-13,推重比已達5~6。在60年代中期還發展出用於M3一級飛機的J58和R-31渦噴發動機。到70年代初,用於協和超聲速客機的奧林帕斯593渦噴發動機定型,最大推力達到17000daN。從此再沒有重要的渦噴發動機問世。
渦扇發動機的發展源於第二次世界大戰。世界上第一台運轉的渦輪風扇發動機是德國戴姆勒-賓士研製的DB670(或109-007),於1943年4月在實驗台上達到840千克推力,但因技術困難及戰爭原因沒能獲得進一步發展。世界上第一種批量生產的渦扇發動機是1959年定型的英國康維,推力為5730daN,用於VC-10、DC-8和波音707客機。涵道比有0.3和0.6兩種,耗油率比同時期的渦噴發動機低10%~20%。1960年,美國在JT3C渦噴發動機的基礎上改型研製成功JT3D渦扇發動機,推力超過7700daN,涵道比1.4,用於波音707和DC-8客機以及軍用運輸機。
以後,渦扇發動機向低涵道比的軍用加力發動機和高涵道比的民用發動機的兩個方向發展。在低涵道比軍用加力渦扇發動機方面,20世紀60年代,英、美在民用渦扇發動機的基礎上研製出斯貝-MK202和TF30,分別用於英國購買的鬼怪F-4M/K戰斗機和美國的F111(後又用於F-14戰斗機)。它們的推重比與同時期的渦噴發動機差不多,但中間耗油率低,使飛機航程大大增加。在70~80年代,各國研製出推重比8一級的渦扇發動機,如美國的F!00、F404、F110,西歐三國的RB199,前蘇聯的RD-33和AL-31F。它們裝備在一線的第三代戰斗機,如F-15、F-16、F-18、狂風、米格-29和蘇-27。推重比10一級的渦扇發動機已研製成功,即將投入服役。它們包括美國的F-22/F119、西歐的EFA2000/EJ200和法國的陣風/M88。其中,F-22/F119具有第四代戰斗機代表性特徵--超聲速巡航、短距起落、超機動性和隱身能力。超聲速垂直起飛短距著陸的JSF動力裝置F136正在研製之中,預計將於2010~2012年投入服役。
自20世紀70年代第一代推力在20000daN以上的高涵道比(4~6)渦扇發動機投入使用以來,開創了大型寬體客機的新時代。後來,又發展出推力小於20000daN的不同推力級的高涵道比渦扇發動機,廣泛用於各種干線和支線客機。10000~15000daN推力級的CFM56系列已生產13000多台,並創造了機上壽命超過30000h的記錄。民用渦扇發動機依然投入使用以來,已使巡航耗油率降低一半,雜訊下降20dB, CO、UHC、NOX分別減少70%、90%、45%。90年代中期裝備波音777投入使用的第二代高涵道比(6~9)渦扇發動機的推力超過35000daN。其中,通用電氣公司GE90-115B在2003年2月創造了56900daN的發動機推力世界紀錄。普·惠公司正在研製新一代渦扇發動機PW8000,這種齒輪傳動渦扇發動機,推力為11 000~16 000daN,涵道比11,耗油率下降9%。
渦槳/渦軸發動機
第一台渦輪螺旋槳發動機為匈牙利於1937年設計、1940年試運轉的 Jendrassik Cs-1。該機原計劃用於本國Varga RMI-1 X/H型雙引擎偵察/轟炸機但該機項目被取消。1942年,英國開始研製本國第一台渦槳發動機羅爾斯-羅伊斯 RB.50 Trent。該機於1944年6月首次運轉,經過633小時試車後於1945年9月20日安裝在一台格羅斯特「流星」戰斗機上,並做了298小時飛行實驗。以後,英國、美國和前蘇聯陸續研製出多種渦槳發動機,如達特、T56、AI-20和AI-24。這些渦槳發動機的耗油率低,起飛推力大,裝備了一些重要的運輸機和轟炸機。美國在1956年服役的渦槳發動機T56/501,裝於C-130運輸機、P3-C偵察機和E-2C預警機。它的功率范圍為2580~4414 kW ,有多個軍民用系列,已生產了17000多台,出口到50多個國家和地區,是世界上生產數量最多的渦槳發動機之一,至今還在生產。前蘇聯的HK-12M的最達功率達11000kW,用於圖-95熊式轟炸機、安-22軍用運輸機和圖-114民用運輸機。終因螺旋槳在吸收功率、尺寸和飛行速度方面的限制,在大型飛機上渦輪螺旋槳發動機逐步被渦輪風扇發動機所取代,但在中小型運輸機和通用飛機上仍有一席之地。其中加拿大普·惠公司的PT6A發動機是典型代表,40年來,這個功率范圍為350~1100kW的發動機系列已發展出30多個改型,用於144個國家的近百種飛機,共生產了30000多台。美國在90年代在T56和T406的基礎上研製出新一代高速支線飛機用的AE2100是當前最先進的渦槳發動機,功率范圍為2983~5966 kW,其起飛耗油率特低,為0.249 kg/(kW·h)。
在20世紀80年代後期,掀起了一陣性能上介於渦槳發動機和渦扇發動機之間的槳扇發動機熱。一些著名的發動機公司都在不同程度上進行了預計和試驗,其中通用電氣公司的無涵道風扇(UDF)GE36曾進行了飛行試驗。
從1950年法國透博梅卡公司研製出206 kW的阿都斯特Ⅰ型渦軸發動機並裝備美國的S52-5直升機上首飛成功以後,渦輪軸發動機在直升機領域逐步取代活塞式發動機而成為最主要的動力形式。半個世紀以來,渦軸發動機已成功低發展出四代,功重比已從2kW/daN提高到6.8~7.1 kW/daN。第三代渦軸發動機是20世紀70年代設計,80年代投產的產品。主要代表機型有馬基拉、T700-GE-701A和TV3-117VM,裝備AS322超美洲豹、UH-60A、AH-64A、米-24和卡-52。第四代渦軸發動機是20世紀80年代末90年代初開始研製的新一代發動機,代表機型有英、法聯合研製的RTM322、美國的T800-LHT-800、德法英聯合研製的MTR390和俄羅斯的TVD1500,用於NH-90、EH-101、WAH-64、RAH-66科曼奇、PAH-2/HAP/HAC虎和卡-52。世界上最大的渦輪軸發動機是烏克蘭的D-136,起飛功率為7500 kW,裝兩台發動機的米-26直升機可運載20 t的貨物。以T406渦輪軸發動機為動力的傾轉旋翼機V-22突破常規旋翼機400 km/h的飛行速度上限,一下子提高到638 km/h。
航空燃氣渦輪發動機問世以後的60年來在技術上取得的重大進步可用下列數字表明:
服役的戰斗機發動機推重比從2提高到7~9,已經定型並即將投入使用的達9~10。民用大涵道比渦扇發動機的最大推力已超過50000 daN,巡航耗油率從50年代渦噴發動機1.0 kg/(daN·h)下降到0.55 kg/(daN·h), 雜訊已下降20dB,CO、UHC和NOx分別下降70%、90%和45%。
服役的直升機用渦軸發動機的功重比從2kW/daN提高到4.6~6.1 kW/daN,已經定型並即將投入使用的達6.8~7.1 kW/daN。
發動機可靠性和耐久性倍增,軍用發動機空中停車率一般為0.2~0.4/1 000發動機飛行小時,民用發動機為0.002~0.02/1 000發動機飛行小時。戰斗機發動機整機定型要求通過4300~6000TAC循環試驗,相當於平時使用10多年,熱端零件壽命達到2 000h;民用發動機熱端部件壽命,為7000~10000 h,整機的機上壽命達到15000~20 000 h,也相當使用10年左右。
總之,航空渦輪發動機已經發展得相當成熟,為各種航空器的發展作出了重要貢獻,其中包M3一級的戰斗/偵察機,具有超聲速巡航、隱身、短距起落和超機動能力的戰斗機、亞聲速垂直起落戰斗機、滿足180min 雙發干線客機延長航程(ETOPS)要求的寬體客機、有效載重大20t的巨型直升機和速度超過600km/h的傾轉旋翼機。同時,還為各種航空改型輕型地面燃氣輪機打下基礎。
❹ 汽車發動機的歷史
發動機是汽車的動力源。汽車發動機大多是熱能動力裝置,簡稱熱力機。熱力機是藉助工質的狀態變化將燃料燃燒產生的熱能轉變為機械能。
1876年,德國人奧托(Nicolaus A. Otto)在大氣壓力式發動機的基礎上發明了往復活塞式四沖程汽油機。由於採用了進氣、壓縮、做功和排氣四個沖程,發動機的熱效率從大氣壓力式發動機的11%提高到14%,而發動機的質量卻降低了70%。
1892 年,德國工程師狄塞爾(Rudolf Diesel)發明了壓燃式發動機(即柴油機),實現了內燃機歷史上的第二次重大突破。由於採用高壓縮比和膨脹比,熱效率比當時其他發動機又提高了1 倍。
1926 年,瑞士人布希(A. Buchi)提出了廢氣渦輪增壓理論,利用發動機排出的廢氣能量來驅動壓氣機,給發動機增壓。50 年代後,廢氣渦輪增壓技術開始在車用內燃機上逐漸得到應用,使發動機性能有很大提高,成為內燃機發展史上的第三次重大突破。[1]
汽車發動機
1956年,德國人汪克爾(Wankel)發明了轉子式發動機,使發動機轉速有較大幅度的提高。1964年,德國NSU公司首次將轉子式發動機安裝在轎車上。
1967 年德國博世(Bosch)公司首次推出由電子計算機控制的汽油噴射系統(Electronic Fuel Injection,EFI),開創了電控技術在汽車發動機上應用的歷史。經過30年的發展,以電子計算機為核心的發動機管理系統(Engine Management System,EMS)已逐漸成為汽車(特別是轎車發動機)上的標准配置。由於電控技術的應用,發動機的污染物排放、雜訊和燃油消耗大幅度地降低,改善了動力性能,成為內燃機發展史上第四次重大突破。[3]
1967年,美國進行了一次氫氣汽車行駛的公開表演,那輛氫氣汽車在80公里時速下,每次充氫10分鍾可運行121公里。該車有19個座位,由美國比林斯公司製造。1971年,第一台裝有斯特林發動機(Strling)的公共汽車開始運行。1972年,日本本田技研工業在市場售出裝有復合渦流控制燃燒(CVCC, Compound Vertex Controlled Combustion)的發動機的西維克(Civic)牌轎車,打響了稀薄氣體燃燒發動機的第一炮。
1977年,在美國芝加哥召開了第一次國際電動汽車會議。會議期間,展出了各種電動汽車一百多輛。1978年,日本研究成功混合動力汽車。1979年8月,巴西製造出以酒精為燃料的汽車。巴西是現在世界上使用酒精汽車最多的國家。
汽車發動機曲軸疲勞試驗方法
1980年,日本研製成功液態氫氣車。在後部裝有保持液態氫低溫和一定壓力的特製貯存罐。該車用85公升的液氫,行駛了400公里,時速達135公里。
1980年,美國試製成功了一種鋅氯電池電動汽車。
1980年,西班牙試研製成功一種太陽能汽車。
1980年,西德漢堡市西北伊策霍的一位工程師,發明了一種利用電石氣(乙炔氣)作動力的汽車。先將電石變成氣體,然後用這種氣體燃燒推動噴氣式發動機來驅動汽車,其速度和安全性均不亞於汽油車,20公斤電石塊可以使汽車至少行駛300公里。
1980年,美國加州大學的約翰.庫伯和埃爾文.貝倫開始研究「燒鋁」的電動汽車。
1983年,世界上第一輛裝備柴油陶瓷發動機的汽車運行試驗成功。所裝發動機是日本京都陶瓷公司研製的,其主要零部件由陶瓷製成,省去了冷卻系統,重量輕,節能效果顯著,在同樣條件下可比常規發動機多走30%的路程。
汽車發動機
1984年,前蘇聯研製出一種雙重燃料汽車。當汽車發動時,首先使用汽油,然後專用天然氣。
1984年,美國美孚石油公司的阿莫柯比化學公司,研製出了一種叫杜隆塑料的合成材料,該公司採用這一塑料成功地製造出了世界上第一台全塑料汽車發動機,其重量只有84公斤。美國的洛拉T-616GT型汽車用的就是這種全塑發動機。
1984年,澳大利亞工程師沙里許研製成功了一種OCP發動機。
1985年,澳大利亞彼蘭丁研製出一種安全可靠、啟動靈活、高速而又不冒煙的蒸汽機汽車。
1986年,日本的三洋電氣公司研製成功首輛太陽能電池汽車。
1994年,英國的戴維.伯恩發明了另一種風力汽車,並已投入批量生產。
❺ 汽車發動機有怎樣的發展歷史
發動機是汽車的「心臟」
❻ 發動機的發展歷史
我們常見的汽油機、柴油機是典型的內燃機,所以汽車和摩托車很少使用燃氣輪機,只有部分賽車裝用過燃氣輪機。
往復式發動機
人類的智慧是無窮無盡的,各種新型的發動機不斷地被研製出來,但由於很難精細地調節輸出的功率,從而輸出動力。燃氣輪機使用范圍很廣,包括變速齒輪、引擎和傳動軸等等。
燃氣輪機
此外還有燃氣輪機,這種發動機的工作特點是燃燒產生高壓燃氣,利用燃氣的高壓推動燃氣輪機的葉片旋轉,從而完成了熱能向動能的轉變,不管哪種發動機,但這總是很特殊的例子,並不存在批量生產的適用性,在空中使用的多是後者。當然有些汽車製造者出於創造世界汽車車速新紀錄的目的,也在汽車上裝用過噴氣式發動機,在地面上使用的多是前者,然後這種高壓又推動機械做功。我們不常見的火箭發動機和飛機上裝配的噴氣式發動機也屬於內燃機。不過。一般地,由於動力輸出方式不同,前兩者和後兩者又存在著巨大的差異。
內燃機
明白了什麼是外燃機,也就知道了什麼是內燃機。這一類型的發動機與
外燃機的最大不同在於它的燃料在其內部燃燒。內燃機的種類十分繁多,它的基本前提都是要以某種燃料燃燒來產生動力,瓦特改良的蒸汽機就是一種典型的外燃機,當大量的煤燃燒產生熱能把水加熱成大量的水蒸汽時,高壓便產生了,可見引擎只是整個發動機的一個部分,但卻是整個發動機的核心部分,因此把引擎稱為發動機也不為過,就是說它的燃料在發動機的外部燃燒,發動機將這種燃燒產生的熱能轉化成動能。所以,以電為能量來源的電動機,不屬於發動機的范疇。
回顧發動機產生和發展的歷史,它經歷了外燃機和內燃機兩個發展階段。
外燃機
所謂外燃機,人們不斷地研製出不同用途多種類型的發動機,但是。
隨著科技的進步,發動機是一整套動力輸出設備發動機簡介
有人把引擎稱為發動機,其實
❼ 發動機總成的發展歷史
回顧發動機產生和發展的歷史,它經歷了外燃機和內燃機兩個發展階段。
所謂外燃機,就是說它的燃料在發動機的外部燃燒,發動機將這種燃燒產生的熱能轉化成動能,瓦特發明的蒸汽機就是一種典型的外燃機,當大量的煤燃燒產生熱能把水加熱成大量的水蒸汽時,高壓便產生了,然後這種高壓又推動機械做功,從而完成了熱能向動能的轉變。
明白了什麼是外燃機,也就知道了什麼是內燃機。這一類型的發動機與外燃機的最大不同在於它的燃料在其內部燃燒。內燃機的種類十分繁多,我們常見的汽油機、柴油機是典型的內燃機。我們不常見的火箭發動機和飛機上裝配的噴氣式發動機也屬於內燃機。不過,由於動力輸出方式不同,前兩者和後兩者又存在著巨大的差異。一般地,在地面上使用的多是前者,在空中使用的多是後者。當然有些汽車製造者出於創造世界汽車車速新紀錄的目的,也在汽車上裝用過噴氣式發動機,但這總是很特殊的例子,並不存在批量生產的適用性。
此外還有燃氣輪機,這種發動機的工作特點是燃燒燃燒產生高壓燃氣,利用燃氣的高壓推動燃氣輪機的葉片旋轉,從而輸出動力。燃氣輪機使用范圍很廣,但由於很難精細地調節輸出的功率,所以汽車和摩托車很少使用燃氣輪機,只有部分賽車裝用過燃氣輪機。
人類的智慧是無窮無盡的,各種新型的發動機不斷地被研製出來,但是,出於安全操控的需要,到目前為止,我們可愛的摩托車還只有一種選擇——往復式發動機。
❽ 引擎的發展歷史是怎樣的
發動機(Engine),又稱為引擎,是一種能夠把其它形式的能轉化為另一種能的機器,通常回是把化學能轉化為機答械能。
發動機最早誕生在英國,所以,發動機的概念也源於英語,它的本義是指那種「產生動力的機械裝置」。
發動機產生和發展的歷史,經歷了如下三個發展階段:
1、蒸汽機
2、外燃機
3、內燃機
❾ 汽車發動機歷史
回顧發動機產生和發展的歷史,它經歷了蒸汽機、外燃機和內燃機三個發展階段。
外燃機,就是說它的燃料在發動機的外部燃燒,1816年由蘇格蘭的R.斯特林所發明,故又稱斯特林發動機。發動機將這種燃燒產生的熱能轉化成動能,瓦特改良的蒸汽機就是一種典型的外燃機,當大量的煤燃燒產生熱能把水加熱成大量的水蒸汽時,高壓便產生了,然後這種高壓又推動機械做功,從而完成了熱能向動能的轉變。
內燃機
明白了什麼是外燃機,也就知道了什麼是內燃機。
這一類型的發動機與外燃機的最大不同在於它的燃料在其內部燃燒。內燃機的種類十分繁多,常見的汽油機、柴油機是典型的內燃機。不常見的火箭發動機和飛機上裝配的噴氣式發動機也屬於內燃機。不過,由於動力輸出方式不同,前兩者和後兩者又存在著巨大的差異。一般地,在地面上使用的多是前者,在空中使用的多是後者。當然有些汽車製造者出於創造世界汽車車速新紀錄的目的,也在汽車上裝用過噴氣式發動機,但這總是很特殊的例子,並不存在批量生產的適用性。
燃氣輪機
此外還有燃氣輪機,這種發動機的工作特點是燃燒產生高壓燃氣,利用燃氣的高壓推動燃氣輪機的葉片旋轉,從而輸出動力。燃氣輪機使用范圍很廣,但由於很難精細地調節輸出的功率,所以汽車和摩托車很少使用燃氣輪機,只有部分賽車裝用過燃氣輪機。
❿ 汽車發動機缸體的發展史
發動機是汽車的心臟,想了解汽車,有必要先對發動機進行一個大概的認識。
首先來看看最常見的一個發動機參數———發動機排量。發動機排量是發動機各汽缸工作容積的總和,一般用升(L)表示。而汽缸工作容積則是指活塞從上止點到下止點所掃過的氣體容積,又稱為單缸排量,它取決於缸徑和活塞行程。發動機排量是非常重要的發動機參數,它比缸徑和缸數更能代表發動機的大小,發動機的許多指標都同排氣量密切相關。一般來說,排量越大,發動機輸出功率越大。
了解了排量,我們再來看發動機的其他常見參數。很多初級車友都反映經常在汽車資料的發動機一欄中見到「L4」、「V6」、「V8」、「W12」等字樣,想弄明白究竟是什麼意思。這些都表示發動機汽缸的排列形式和缸數。汽車發動機常用缸數有3缸、4缸、6缸、8缸、10缸、12缸等。
一般說來,排量1升以下的發動機常用3缸,例如0.8升的奧拓和福萊爾轎車。排量1升至2.5升一般為4缸發動機,常見的經濟型轎車以及中檔轎車發動機基本都是4缸。3升左右的發動機一般為6缸,比如排量3.0升的君威和新雅閣轎車。
排量4升左右的發動機一般為8缸,比如排量4.7升的北京吉普的JEEP4700。排量5.5升以上的發動機一般用12缸發動機,例如排量6升的寶馬760Li就採用V12發動機。在同等缸徑下,通常缸數越多排量越大,功率也就越高;而在發動機排量相同的情況下,缸數越多,缸徑越小,發動機轉速就可以提高,從而獲得較大的提升功率。
以上是有關發動機缸數的知識,下面我們接著了解「汽缸排列形式」這個重要參數。一般5缸以下發動機的汽缸多採用直列方式排列,常見的多數中低檔轎車都是L4發動機,即直列4缸。另外,也有少數6缸發動機採用直列方式排列。
直列發動機的汽缸體成一字排開,缸體、缸蓋和曲軸結構簡單,製造成本低,低速扭矩特性好,燃料消耗少,尺寸緊湊,應用比較廣泛,缺點則是功率較低。一般1升以下的汽油機多採用直列3缸,1至2.5升的汽油機多採用直列4缸,有的四輪驅動汽車採用直列6缸,因為其寬度小,可以在旁邊布置增壓器等設施,例如北京吉普的JEEP4000就採用直列6缸發動機。
另據專業人士介紹,直列6缸發動機的動平衡較好,振動相對較小,所以也為一些中、高級轎車所採用。6到12缸的發動機一般採用V形排列,其中V10發動機主要裝在賽車上。V形發動機長度和高度尺寸小,布置起來非常方便。一般認為V形發動機是比較高級的發動機,因而成為轎車級別的標志之一。
V8發動機結構非常復雜,製造成本很高,所以使用的較少,V12發動機過大過重,只有極個別的高級轎車採用,比如上面提到的寶馬760Li。而大眾公司近來還新開發出了W型發動機,有W8和W12兩種,即汽缸分四列錯開角度布置,形體緊湊,大眾的頂級轎車輝騰就有一款採用了排量6.0升的W12發動機。
機體是構成發動機的骨架,是發動機各機構和各系統的安裝基礎,其內、外安裝著發動機的所有主要零件和附件,承受各種載荷。因此,機體必須要有足夠的強度和剛度。機體組主要由氣缸體、曲軸箱、氣缸蓋和氣缸墊等零件組成。