排放法规越来越严格 内燃机何去何从(1)
2018-12-17 08:25来源:我爱汽车网阅读量:

电动车、新能源技术的推广似乎让传统动力的发展变得愈加艰难,“20XX年完全实现电动化……从2025年起不再销售汽油车(荷兰)”这些政策和趋势似乎也在预示着燃油车末日的到来,但事实真的如此吗?就在今年,英菲尼迪QX50(日产可变压缩比VC-TURBO发动机)横空出世,再一次将传统内燃机推到了台前,我们再一次感受到了机械的魅力,但也随之带来了一个疑问,可变压缩比发动机是否是内燃机最后的绝唱?毕竟就目前来看内燃机从结构上讲几乎不可能再有大的改变……

 

  这篇文章,我们从历史上内燃机的几次大的技术革新讲起,从米勒循环到阿特金森循环,从化油器到缸内直喷,从自然吸气到涡轮增压,最后来到汽车人们都无限向往的“可变技术”……

■英菲尼迪QX50,带来的是内燃机的绝唱还是一个新时代的升起?

汽车之家

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  说起可变压缩比,其实过去的一些发动机上也有应用,比如马自达创驰蓝天发动机或者丰田混动的阿特金森发动机等,但这些可变压缩比技术从本质上讲是对可变压缩比改变并不大,都是通过调整配气程序,让发动机的膨胀比大于实际压缩比来实现。

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  纵观汽车的历史,一台能真正量产的可变压缩比发动机绝对能进入改变汽车历史的“名人堂”,毕竟在内燃机发展的近百年来,物理结构上的改变并不多,而正因为几乎定型的发动机结构,才让这台可变压缩比发动机的显得尤为珍贵。当然,可变压缩比发动机的出现也不是一蹴而就,这是日产经过20年,200亿美元一点点积累研发出来的,这是一代代发动机从歧管喷射到直喷,从自然吸气到增压,从单气门到多气门再到双顶置凸轮轴,一步步进化,一代代发展来的…而最初的故事要从最早的四冲程发动机说起。

■咖啡推销员和他的世界上首台四冲程发动机

  1832年6月14日,德国一个普通工匠的家庭迎来了他们的第六个孩子Nicolaus August Otto(尼古拉斯·奥托),奥托从1838年开始上学,从小便表现出了对科学和技术的浓厚兴趣,这种情况一直持续到高中。

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  如果按照一般的剧本,奥托这一生似乎会在销售公司完成自己整个的职业生涯,但命运就是这么神奇,热爱科学和技术的奥托在1860年秋末一个偶然的机会了解到了比利时工程师勒努瓦正在设计制造一种新型的发动机。

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  奥托对勒努瓦的发明十分着迷,于是和自己的兄弟一起仿制了勒努瓦发动机,并对其进行了改进,使用了液体燃料,虽然最后在申请专利时被当时的普鲁士商务部拒绝了,但却让奥托意识到了液体燃料压缩这个方向,如果用现在的眼光看,这就是燃油喷射的雏形。

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  奥托在同年也了解到了这位法国工程师的理念,这个原理与自己的压缩燃料概念有些不谋而合,于是奥托在1861年使用了这一原理制造了一台发动机,不过很遗憾这台发动机只运行了几分钟,但不可否认的是,这是世界上第一台四冲程发动机原型机。

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  奥托循环是目前大部分发动机的工作方式,工作的一个周期是由吸气过程、压缩过程、膨胀做功过程和排气过程这四个冲程构成。

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  首先活塞向下运动使燃料与空气的混合体通过一个或者多个气门进入气缸,关闭进气门,活塞向上运动压缩混合气体,然后在接近压缩冲程顶点时由火花塞点燃混合气体,燃烧空气爆炸所产生的推力迫使活塞向下运动,完成做功冲程,最后将燃烧过的气体通过排气门排出气缸。

  自从奥托发动机问世后,后面的事情估计大家就很熟悉了,曾经是奥托公司的工程师戴姆勒和迈巴赫制造了第一台往复式四冲程汽油发动机。后来在1886年初夏,德国人卡尔·本茨将自己研发的二冲程汽油发动机装在了一台三轮车上,成为了世界上第一台标准的汽车。

  回到奥托循环这个话题,在奥托发明自己的发动机之前,其他的内燃机马力都比较小,用在汽车上基本是不可能的,但奥托发动机却可以实现这一点,除此之外,奥托循环也将膨胀比和压缩比的概念真正应用到了发动机上面,可以毫不夸张的说,奥托先生算是汽车发动机历史上真正的创造者之一。


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