恩佐:发动机历史速览 抽水泵、发动机、鼓肚皮 其实都是同宗同门

2021-05-03 16:23

恩佐:发动机历史速览 抽水泵、发动机、鼓肚皮 其实都是同宗同门

火车跑得快,全凭车头带。

火车车头就是个大发动机,带动后面所有车厢前行。汽车也是,只不过汽车太小,发动机安装在那里都可以。由此前中后都能安装,尤其中置发动机、后置发动机,前者因为重量集中在车辆中心,行驶更平稳,因此多用于高级轿跑;后置更厉害了,发动机后置,位于驾驶位后与后轴之间,直接带动后轮,少了前置后驱车型的那根传动轴,因此更平稳的同时效能更高,同样多用于高级轿跑和跑车身上,因此看轿车是否高级,其实外观内饰是次要的,先看主要的发动机是如何布局的。

发动机作为车辆的心脏,至关重要,而从发明到成熟也是一步步走来的,到2021年,历经了300多年吧。

1698年,萨弗里发明了用于矿井抽水的蒸汽机:矿工之友。

矿井要挖很深,挖到了含水层要抽水,用农家乐那种手工泵肯定不行,猴年马月也抽不完,因此需要更大马力的抽水泵。萨佛里利用蒸汽产生高压推动机械运动原理,发明了一台大抽水机,其实如果比喻为发动机,就是一缸的蒸汽发动机。

1705年,纽可门开发出实用大气蒸汽机。然而这些蒸汽机都需要向汽缸喷洒冷水造成蒸汽冷凝。为什么必须冷凝?因为我们需要并非足够大的压力,而是足够大的压差。试想锅炉内部的压力已经很大,不减少压力,而是一直上升,那最终结果是没有更高的压力制造压差,车辆也就停止不前了,好像人们吸气,肺活量再大,也有吸不进去的时候,因此也要减压,才能继续吸气,这样呼吸之间,肚皮一鼓一鼓的,产生了运动。

蒸汽机也是如此,需要冷凝减压,这样继续供给高压,不断形成压差,车轮才能不断运转。

而纽可门的冷凝技术太浪费能源,因此瓦特改良了它,使得蒸汽发动机进入可广泛应用范畴。

站在巨人的肩膀上,1802年,特里维西克制造了使用蒸汽机的实验性火车。

与其说是个火车,不如说是个行走的齿轮,但这就是人类第一辆蒸汽机车。

1807年,罗伯特·富尔顿制成以蒸汽机为动力的船克莱蒙脱号。

尽管有了蒸汽机,车跑了、船航了、矿井的水泵抽水了。但发明者可不满足,试图让其小型化、高效化,估计实验了多次蒸汽内燃机,最后没成功,因此思路转变,发明了以天然气、汽油、柴油为能量源的内燃机。内燃机相比蒸汽机,可小型化并提供足够动力,更高效,对于汽车的问世具有实际意义。

但不是说以蒸汽为动力这种外燃机就淘汰了,现在还用,因为其能提供巨大的动力,很多大型船舶依然使用,比如我国的常规动力航母,采用的就是蒸汽轮机。

回到汽车,1860年,比利时工程师艾蒂安·勒努瓦以蒸汽机为蓝本,制成了首台燃气发动机(以天然气为燃料),同时也是世界上第一台实用的内燃机。

德国工程师尼古拉斯·奥托在1862年-1876年间,使得燃气发动机的热效率达到了10%,这通过较高的气体热膨胀来实现。

1885年,戈特利布·戴姆勒制成了第一台汽油机,并于次年造出第一辆用汽油机驱动的汽车。

1893年鲁道夫·狄塞尔也制成了一台四冲程发动机,即世界首台柴油机。

至此,用于汽车为动力的汽油机、柴油机都有了,无论现在汽车再多牛(纯电除外),都要感谢以上诸位提到或者没有提及的大发明家。

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