世界上首台发动机是谁发明的?它的发展有哪些历史?汽车之父是谁
今天洗衣服的时候,看着洗衣机里的衣服左边转转右边转转,转着转着就把衣服洗干净,遥想很久之前人们还是用手搓洗衣服,洗衣机的发明真的是帮了大忙了。再想想大街上见的最多的汽车,家里的电风扇等等,它们都有一个共同的“心脏”——发动机。没有发动机它们就什么也不是,发动机到底是哪个大聪明发明出来的?简直是造福全人类啊!
但是发动机太宽泛了,分为热力发动机【内燃机(往复活塞式内燃、旋转活塞式内燃、
燃气轮机内燃机)和外燃机(蒸汽机、汽轮机、热气机)】、水力发动机、风力发动机等等。到底是谁发明出来的没有人能够给出一个明确的答案。发动机是一个非常古老的发明,只了解到最早可以追溯到公元前三世纪。当时,发动机是用于驱动船只的。
世界上第一台蒸汽机,严格意义上说是蒸汽机的雏形诞生于1世纪,是由古希腊数学家亚历山大港的希罗(HeroofAlexandria)发明的汽转球(Aeolipile)。
大约在1679年两个人同时提出了蒸汽机的主意,他们分别是法国物理学家丹尼斯-巴本(制作出了第一台蒸汽机的工作模型)和萨缪尔•莫兰。1698年托马斯•塞维利、1712年托马斯-纽科门和1769年詹姆斯瓦特制造了早期的工业蒸汽机。1807年罗伯特-富尔顿第一个成功地用蒸汽机来驱动轮船。之后瓦特发现蒸汽机存在弊端,并且经过一系列的改良,直到1769年蒸汽机被瓦特改良成功,并且这一改良显著提高了蒸汽机的效率,使其商业应用变得可行,瓦特在1782年又研制成了复动式蒸汽机,并迅速应用于各行各业,引发了第一次工业革命。在此后的100多年里,蒸汽机一直是轮船和火车的动力装置之一。
蒸汽机的缺点也很明显,能量转换率过低、体积过大等等,一些大聪明开始思考有什么方案能够代替蒸汽机!直到19世纪法国的尼塞福尔·尼埃普斯和克劳德·尼埃普斯兄弟证明气体直接在气体缸内燃烧也可以驱动活塞。法国科学家卡诺计算得出燃料燃烧时的温度越高,发动机的输出功率就越高(著名的“卡诺循环”)。在此基础上法国工程师勒努瓦设计了一台单缸煤气内燃机,这可以算是世界上第一台实用的内燃机。
1876年,德国人Otto(奥托)制成第一台基于“奥托循环”的四冲程煤气机(单缸、卧式、以煤气为燃料、功率大约为2.21KW、180r/min,热效率达到14%)。
1883年,德国人戴姆勒和迈巴赫制成了第一台四冲程往复式汽油机,采用化油器雾化汽油,用白炽灯管点火,汽油机转速达800~1000r/min。
1885年10月,德国人卡尔.本茨(中国人称之为奔驰)成功研制出世界上第一辆内燃机汽车,这是一辆搭载汽油发动机的三轮车,搭载的是一台单缸四冲程发动机,排量为984ml,最大功率只有0.89马力,最高时速15km/h,采用单排座椅设计,只能坐两个人。这辆汽车被认为是世界上真正的第一辆汽车。随后,他在1886年1月29日申请了第一辆三缸汽车专利,并获得世界第一辆汽车发明权。这一天被大家认为是现代汽车诞生日。卡尔本茨本人成立了名扬四海的奔驰汽车品牌,而且还被世人誉为汽车之父。
1892年,德四人Diesel(狄塞尔)获得压缩点火的柴油压缩机的技术专利。1897年,研制成功第一台四冲程压燃式柴油机,热效率比当时其他发动机提高了1倍。狄塞尔的柴油发动机也是发动机史上的最后一次重大改进。
1926年,瑞士人Buchi(布希)提出了废气涡轮增压理论。1930年代起涡轮增压技术在柴油发动机上普及。
1956年,德国人Wankel(汪克尔)发明了转子式发动机。1964年,德国NSU公司首次将转子式发动机安装在轿车上。
1967年,德国Bosch(波许〉公司推出电控燃油喷射装置(ElectronicFuelInjection,EFI),1968年应用于德国大众汽车,成为内燃机发展史上又一重大突破。
20世纪初,多缸技术得以发展,提升了发动机的动力和稳定性。
20世纪末21世纪初,面临环境问题与石油资源枯竭挑战,环保型发动机应运而生。目前,新能源汽车主要包括纯电动汽车、混合动力汽车和燃料电池汽车三种类型。电动汽车逐步成为新的技术趋势,推动着未来汽车发动机的研发与变革。
总的来说,发动机的演变史充分体现了人类对能源利用的不断探索和创新。从蒸汽机到现代的内燃机和电动机,发动机不断提高自身的性能和效率,为交通工具的发展和运行提供了强大的动力支撑。在未来,随着科技的不断发展,我们有理由相信发动机技术还会有更大的突破和创新,为人类的交通出行带来更多便利和可能性。
注:本文只是以汽车发动机为切入点做了一个简陋的时间轴,了解之后发现“发动机”虽然只有三个字,但是要写明白不是一时半会更不少我这种外行能掰扯明白的,里面有太多的专业知识,需要大量时间查阅大量的资料。而且关于水力发动机、风力发动机那更是存在着多种说法,不是小小的篇幅能放得下的,所以这篇就不写了。