5汽车动力源的发展

汽车文化(AutomobileCulture)授课老师：田宾宾知识回顾•汽车的起源历程如何？•汽车车身的发展历程是怎样的？2020年5月14日AutomobileCulture2课堂小结轮子蒸汽机现代汽车目的:搬运货物汽车的起源2020年5月14日AutomobileCulture3车身发展子弹头型楔型鱼型甲壳虫型箱型马车型2020年5月14日AutomobileCulture4船型2020年5月14日AutomobileCulture5课题二汽车动力源的发展了解汽车底盘的发展掌握汽车发动机的发展过程学习目标2020年5月14日AutomobileCulture6导入问题思考汽车的动力源是什么呢？2020年5月14日AutomobileCulture7一、汽车发动机的发展2020年5月14日AutomobileCulture8煤气发动机的诞生汽油发动机的研制柴油发动机的发展转子发动机的发明汽车发动机发展史发动机是汽车的“心脏”。汽车的发展与发动机的进步有着直接的联系。18世纪中叶，瓦特发明了蒸气机，此后人们开始设想把蒸汽机装到车子上载人。内燃机的先驱蒸汽机的燃料在锅炉中燃烧把水烧开，将蒸汽送进气缸，推动活塞和曲柄连杆机构工作，所以蒸汽机也称为外燃机。它的热量损失大，热效率低，仅10%左右，能源浪费严重。如果让燃料在气缸里直接燃烧产生的气体膨胀力推动活塞作功，就可大大提高气缸压力和热效率，这就是所谓的内燃机。1794年，英国的斯垂特首次提出燃料与空气混合成可燃混合气的原理。1801年，法国化学家菲利浦·勒本采用煤干馏得到的煤气和氢气做燃料，制成一台活塞发动机，从此内燃机迈出开拓性的一步。内燃机的先驱1824年，法国的萨迪•卡诺提出了热机的循环理论。卡诺循环理想气体从状态1（Ｐ1，Ｖ1，Ｔ1）等温膨胀到状态2（Ｐ2，Ｖ2，Ｔ2），再从状态2绝热膨胀到状态3（Ｐ3，Ｖ3，Ｔ3），此后，从状态3等温压缩到状态4（Ｐ4，Ｖ4，Ｔ4），最后从状态4绝热压缩回到状态1。这种由两个等温过程和两个绝热过程所构成的循环成为卡诺循环。内燃机的先驱煤气发动机的诞生1858年，定居在法国巴黎的里诺发明了煤气发动机，并于1860年申请了专利。发动机用煤气和空气的混合气体取代往复式蒸汽机的蒸汽，使用电池和感应线圈产生电火花，用电火花将混合气点燃爆发。这种发动机有气缸、活塞、连杆、飞轮等。煤气机是内燃机的初级产品，因为煤气发动机的压缩比为零。1862年，法国铁路工程师罗彻斯，发表了等容燃烧的四冲程发动机理论，即进气、压缩、作功、排气，并指出压缩混合气是提高热效率的重要措施。1862年1月16日他的发明获得法国专利，他并没有造出实物来说明他的理论。煤气发动机的诞生奥托内燃机德国工程师尼古拉斯·奥托，22岁时弃商，开始从事煤气发动机的试验工作。1866年，奥托研制出具有划时代意义的立式活塞式四冲程奥托内燃机。第二年，此物荣获巴黎博览会金质奖章。煤气发动机的诞生奥托内燃机1876年，奥托对四冲程内燃机又作了改进，试制出第一台实用活塞式四冲程内燃机。1877年8月4日取得专利，并成批投入生产。煤气发动机的诞生奥托内燃机奥托还提出了内燃机的工作原理，即“奥托循环”，他利用活塞的四个冲程，把进气、压缩、作功及排气融为一体，使内燃机的结构紧凑和简化，从而推动了小型内燃机的实用化。奥托创建的内燃机工作原理，一直在现代汽车发动机上沿用至今。奥托以内燃机奠基人载入史册，其发明为汽车的发明奠定了基础。不过，奥托的内燃机以煤气为燃料，体积较大，重量约1t，还不能用在汽车上。煤气发动机的诞生汽油发动机的诞生戴姆勒的汽油机戴姆勒长期担任奥托创建的道依茨发动机公司技术工作。戴姆勒对汽油机更感兴趣，并认为奥托内燃机虽质量大、转速低，但只要稍加改进就可装在汽车上使用。奥托看到煤气机销路好，并认为内燃机在汽车上应用没有前途，不同意戴姆勒对他的内燃机进行改进。汽油发动机的诞生本茨的汽油机1879年，德国工程师卡尔·本茨首次实验成功了一台二冲程试验性发动机。戴姆勒的汽油机1881年，戴姆勒辞去道依茨公司的一切职务，同他的同事威廉·迈巴赫合作开办了当时第一家汽车工厂，开始研究一种“轻便快速”发动机的设计方案。汽油发动机的诞生戴姆勒的汽油机1883年8月15日，戴姆勒和迈巴赫在奥托四冲程发动机的基础上，通过改进开发出了第一台卧式汽油机。汽油发动机的诞生戴姆勒的汽油机他们再接再厉，把发动机的体积尽可能缩小，终于制成了世界上第一台轻便小巧的化油器式、电点火的小型汽油机，转速达到了当时创记录的750r/min。这也是世界上第一台立式发动机，取名为“立钟”。他们在1885年4月3日取得德国专利。汽油发动机的诞生戴姆勒的汽油机戴姆勒把这台发动机装在一辆自行车上，1885年8月29日、戴姆勒取得了这辆“骑式双轮车”的德国专利。这实际上是世界上第一辆摩托车。汽油发动机的诞生汽油发动机的诞生通过近一百年的努力，到19世纪80年代，小型内燃机终于在技术上取得了突破，已经可以实用化了。内燃机的发明与完善为内燃机汽车的发明提供了动力来源。内燃机的发明为汽车的诞生奠定了坚实的基础。柴油发动机的诞生狄塞尔柴油机本茨和戴姆勒发明的都是汽油机。当时的人们在尝试用汽油作为燃料的同时，也尝试用其他燃油作为燃料。1897年，德国人鲁道夫·狄塞尔（1858～1913）成功地试制出了第一台柴油机。鲁道夫·狄塞尔和他发明的第一台柴油机柴油发动机的诞生狄塞尔柴油机柴油机从设想变为现实经历了20年的时间，狄塞尔柴油机是冒着生命危险在一片指责声中试制出的。狄塞尔虽然未能活到柴油机用于汽车的那一天，但他亲眼看到自己的发明用于造船业，以绝对优势取代了蒸汽机。柴油机的出现不仅为柴油找到了用武之地，而且它比汽油省油、动力大、污染小。可惜的是，这位对柴油机做出重大贡献的狄塞尔于1929年9月29日在从安德卫普去英国的船上结束了生命。鲁道夫·狄塞尔的发明改变了整个世界。人们为了纪念他，就把柴油机称做狄塞尔柴油机。转子发动机的诞生汪克尔的转子发动机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。转子发动机的诞生汪克尔的转子发动机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。转子发动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。因转子发动机的两个关键技术，一是转速的控制问题；二是密封问题，一直未能得到很好的解决，所以未得到广泛应用。发动机欣赏2020年5月14日AutomobileCulture53