为了说明发动机的发展历程,首先要从蒸汽机的发明与改进谈起。法国著名工程师、物理学家巴本发明了带有活塞的蒸汽泵。 随后工程师纽卡门以巴本的蒸汽泵为前提并利用前人的理论,经过反复实验发明了纽卡门蒸汽机。因其有两大致命缺陷,英国著名发明家詹姆斯·瓦特对此作了详细研究,发明了带有双向进排气装置、齿轮联动装置、冷凝器的新型气缸。在此基础上瓦特又进行了多项改进,至此蒸汽机的应用进入全胜时期。论文网

蒸汽机燃料在气缸外燃烧,燃烧的热量很容易散失,因此热效率极低,而且其体积庞大【1】。科学家为了克服这些缺点不断研究,在1860年,法国技师铁米·列诺尔成功研发了第一台实用煤气机,它无压缩行程,只有两个行程,采用电火花点火【2】。此煤气机的热效率平均只有3%—4%,最高不超过4.5%。

在1862年,法国工程师罗沙根据已经有所发展的热力学和传热理论,对内燃机的热力做功过程进行了理论分析,第一次提出了近代内燃机等容燃烧的四行程循环原理。

在1866年,德国人奥托以罗莎的理论为指导,发明了四冲程往复活塞式内燃机。其效率、压缩比、功率都高于当时的其它热机。这是内燃机发展史上的一次值得纪念的重大技术突破。这台内燃机卧式、单缸、以煤气为燃料,采用火焰点火,转速为180r/min,压缩比为2.66,功率大约为2.21kw,热效率可达12%—14%,相当于当时蒸汽机的2倍。在这部发动机上,奥托在列诺尔的煤气机基础上把进气道相对增长;并且对该机构的气缸盖进行改装,使得改进之后的机构能够使气体充足的形成;并且他还在这个机构中加入了飞轮设计,这个结构可以使整体机构在启动期间运转达到一定的平稳性。奥托的这台内燃机进行了三项技术思想创新,为以后内燃机发展做出了贡献。他发明了四个冲程作为发动机的循环,又将空气压缩在汽缸内点燃做功。显然这种内燃机就会具有V小、M轻、P大和η高等一系列好处。 

1886年,德国的Daimler和Benz按罗沙的四行程原理,合作造出了第一台戴姆勒车用汽油机和本茨车用汽油机。将这种重量轻、体积小,又具有足够动力的动力装置安装在车上以驱动其前进,从而产生了汽车的雏形【1】。 

汽车动力装置在发明以来一直不断发展,电子控制与智能技术、节能与环保技术、内燃技术、材料与制造技术、燃料与燃烧技术等方面不断发展改进,各种新技术互相渗透、互相交叉,性能指标不断优化和提升。

1.2  国内外发动机技术研究的现状和趋势

1.2.1  新的发动机技术

1.2.2  新型发动机

1.3  无连杆发动机的研究背景和意义

    在目前国内经济的大环境下是发展汽车工业的最佳时机。在汽车行业激烈竞争的今天,尤其显示出自主品牌的重要性,怎样才能在世界众多大牌汽车生产商中脱颖而出,在市场中占得一席之地,这就需要我们多发展自主品牌,多研究拥有自主研发的产品专利。改变现在以引进国外品牌和专利为主的发展模式,把握先机。  

整个汽车行业的发展也带动着着发动机产销逐年增长。中汽协的有关据如下表显示。

汽油机:年份 产量(万台) 销量(万台)

2009 1326.86 1312.41

2010 1690.95 1702.59

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