汽車發動機發展簡史介紹

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1769年，法國炮兵工程師尼古拉斯·古諾把蒸汽機裝在一輛木制三輪車上，制成了最早的機動車（圖0-5）。蒸汽機是外燃機，燃料在汽缸之外燃燒，熱效率低。

1860年，法國技師埃鐵米·列諾爾制成了煤氣機，這是一種無壓縮、電點火、使用煤氣的內燃機。這臺煤氣機的熱效率為4%左右。煤氣機是內燃機，熱效率較高并成批生產，從此使內燃機商品化。可是，列諾爾的煤氣機沒有壓縮行程，熱效率只有3%～4%。
1866年，德國人奧托制成了第一臺四沖程往復活塞式內燃機（單缸、臥式，以煤氣為燃料，采用火焰點火，功率大約為2.21kW，轉速為180r/min、壓縮比為2.66）。在這部發動機上（圖0-6），奧托增加了飛輪，使運轉平穩，把進氣道加長，又改進了汽缸蓋，使混合氣充分形成。熱效率可達12%~14%，相當于當時蒸汽機的2倍。奧托把3個關鍵的技術思想：內燃、壓縮燃氣、四沖程融為一體，使這種內燃機具有效率高、體積小、質量輕和功率大等一系列優點。在1878年巴黎萬國博覽會上，被譽為“瓦特以來動力機方面最大的成就”。等容燃燒四沖程循環由奧托實現，也稱為奧托循環（圖0-7），為現代內燃機發展奠定了四沖程工作循環（或稱奧托循環）的理論基礎。

1872年，奧托在德國建立道依茨（DEUTZ）發動機公司，開始批量生產內燃機。1998年中德合資濰坊濰柴道依茨柴油機有限公司由濰坊柴油機廠與德國道依茨股份公司合資組建。2007年，道依茨一汽（大連）柴油機有限公司成立。
1885年，德國工程師卡爾·奔馳拆開兩輛自行車，用一個鋼制骨架把兩個后輪和一個前輪組合在一起，前輪用于轉向，后輪用于驅動，在車子后部安裝了單缸四行程內燃機。設計制造了一輛三輪汽車（圖0-8），并在1886年1月29日獲得了專利，汽車得到了第一張官方出生證明。

1886年，德國工程師哥特里布·戴姆勒買了一輛美國制造的四輪大馬車。在邁巴赫的幫助下，在前輪上安裝了轉向裝置，后輪上安裝了驅動裝置，把世界上第一臺立式發動機安裝在車身的中部，世界上第一輛四輪汽車就這樣誕生了（圖0-9）。該發動機為汽油機，化油器式電點火，質量為60kg，功率為0.368kW（0.5馬力），轉速達到了當時創記錄的750r/min（圖0-10）。

1892年，德國工程師魯道夫·狄塞爾（Diesel）獲得柴油發動機發明專利（圖0-11）。
受面粉廠粉塵爆炸的啟發，設想將吸入汽缸的空氣高度壓縮，使其溫度超過燃料的自燃溫度，再用高壓空氣將燃料吹入汽缸，使之著火燃燒。于1897年制成了第一臺具有實用價值的高壓縮型自動點火內燃機，即壓燃式柴油機。汽缸直徑為15cm，活塞沖程為40cm。它加長了燃燒過程前的壓縮過程，這是內燃機技術的第二次突破。曼（MAN）公司制造出了世界上第一臺柴油發動機的原型機（圖0-12），并取名叫“狄塞爾”發動機。
1936年，奔馳公司制造出第一臺裝有狄塞爾發動機的汽車。一直到1950年左右，柴油機才得以廣泛應用。

1957年，德國人汪克爾發明了轉子活塞發動機（圖0-13），這是汽油發動機發展的一個重要分支。一般發動機是往復運動式發動機，工作時活塞在汽缸里做往復直線運動，為了把活塞的直線運動轉化為旋轉運動，必須使用曲柄連桿機構。轉子發動機則不同，它直接將可燃氣的燃燒膨脹力轉化為驅動扭矩。與往復式發動機相比，轉子發動機取消了無用的直線運動，無曲軸連桿和配氣機構，它的零件數比往復活塞式汽油發動機少40%，質量輕、體積小、轉速高、功率大。

1967年，日本東洋公司（馬自達公司的前身）和汪克爾公司簽訂協議，取得轉子發動機生產權利，從汪克爾公司引進轉子發動機后，馬自達公司就進行了技術改進和研究，成為世界上唯一研發和生產轉子發動機的汽車公司。研制成功了電子控制6進氣口的轉子發動機。這種發動機采用微型計算機控制發動機負載狀態，自動調整怠速裝置和廢氣再循環裝置，使發動機工作平穩，從而降低油耗，減少廢氣的排出。
德國博世集團的創始人——羅伯特·博世先生，是著名的德國企業家。1902年，發明世界上第一個具有高壓電磁點火系統的火花塞（點火線圈的圖形是博世公司的標志，如圖0-14所示）；1922年，發明機械噴射裝置；1927年，發明柴油機噴油泵；1973年，
博世公司開發L型電子控制汽油噴射裝置，它以進氣管內的空氣流量做參數，可以直接按照進氣流量與發動機轉速的關系確定進氣量，據此噴射出相應的汽油。這種裝置由于設計合理，工作可靠，廣泛為歐洲和日本等汽車制造公司所采用，奠定了現代電子控制燃油噴射裝置的雛形。

電噴供油系統的最大優點就是燃油供給控制精確，讓發動機在任何狀態下都能有正確的空燃比，不僅讓發動機保持運轉順暢，其廢氣也能合乎環保法規的規范。然而，電噴供油系統并不是最科學的。由于內燃機構造的先天限制，電噴噴嘴安裝在氣門旁，只有在氣門打開時才能完成油氣噴射，因此噴射會受到開合周期的影響，產生延遲，因而影響計算機對噴射時間的控制。
當歐美廠商意識到電噴技術的研發已經進入瓶頸期，于是缸內直噴技術成為了各大廠商的主攻方向。目前，市場上備受關注的缸內直噴發動機，包括奧迪FSI缸內直噴發動機、凱迪拉克SIDI雙模直噴發動機等。
在發動機的工作方式和噴油方式確定后，發動機的進化之路并沒有終止，在發動機

技術的完善上一代一代的汽車人在做著不懈的努力。有些完善甚至都沒辦法記錄。很顯然，現在的發動機運轉更加平順了，抖動也不是那么激烈了，燃油經濟性也更好了，馬力更足了。而這些都是依賴于新技術的運用。為了改善進氣，就有了本田的VTEC、豐田的VVTi、現代的CVVT、通用的DVVT等可變氣門正時技術；為了獲得更好的空燃比，就有了大眾的TFSI分層噴射技術、VIS可變進氣管技術、渦輪增壓中冷技術等；為了使環境污染最小，在排氣管里又增加了氧傳感器、三元催化轉化器及廢氣再循環技術等。
目前，由于環境污染的惡劣影響，對汽車尾氣排放的要求也越來越高，老氣的發動機技術淘汰已經成為必然，更多充分利用能源的技術也在不停的研發中。同時由于全球能源危機的巨大影響，更加節能的新能源技術必將在發動機技術的發展上書寫重重的一筆。

中國第一發動機品牌為奇瑞公司（CHERY）的ACTECO（圖0-15）。ACTECO包含3層含義。
ACTECO的第一層含義是標明該發動機的技術血統。開頭的字母A指代Austria（奧地利）的AVL公司——歐洲頂級發動機制造商，也表示了其在中國的誕生地Anhui（安徽），第二個字母C表示China（中國）的Chery（奇瑞），最后兩個字母CO是英文單詞Cooperation（合作）的縮寫，即
表達了該發動機是奧地利的AVL公司和位于中國安徽的奇瑞汽車共同合作的技術結晶。
ACTECO的第二層含義是指產品的設計理念與性能。中間3個字母TEC是英文單詞“技術”（Technology）的前3個字母，最后3個字母ECO既代表經濟性（Economic）
又表示生態環保（Ecological），最后兩個字母CO也是英文單詞Cost（低成本）的縮寫，即表示該發動機將有利于降低使用的經濟成本（低油耗）和社會成本（低排放）；ACTECO的第三層含義集中在第一個字母A，表達了奇瑞公司的創業理念：在汽車行業勇爭第一（A）。前3個字母ACT（行動）也是奇瑞對于中國人發展自己的汽車產業的鮮明態度：不管外界如何爭論，用自己的行動來證明一切。