第一章绪论内燃机的发展史

浅述内燃机发展史及未来趋势一、内燃机的发展历史内燃机的发展历史可以追溯到19世纪初，最早的内燃机是蒸汽机。

蒸汽机是利用燃煤或燃气来加热水，产生蒸汽来推动活塞来完成功，是工业革命的产物。

但是由于蒸汽机体积大、重量重且动力效率低，于是人们开始探索其他更加高效、轻巧的动力源。

1860年，法国工程师Etienne Lenoir成功制造出了第一台内燃机，他使用煤气作为燃料，借助火花点燃混合气体，使活塞往复运动，从而推动机器工作。

这标志着内燃机的诞生。

20世纪初，内燃机经历了燃油混合、点火系统、汽车增压等多项技术改革，内燃机动力的效率大大提高，同时机器的体积也越来越小，性能逐渐趋于完善。

此后，内燃机的发展主要体现在两个方面，一是性能更加精湛，能够满足各种工业和交通运输需求；二是环保性能大幅提高，减少对环境的污染。

二、内燃机的未来趋势内燃机在现代社会的作用举足轻重，但是随着环境污染和能源危机的日益严重，内燃机也面临着一些挑战。

内燃机的未来趋势主要有以下几个方向。

1. 高效节能：由于能源的有限性，未来内燃机将追求更高效的燃烧方式和更少的能源消耗。

例如采用先进的燃烧技术和材料技术，提高内燃机的燃烧效率，减少能源损耗。

2. 清洁环保：环保已经成为了当今社会最为重要的话题之一，内燃机在未来将更加注重环保和减少污染。

例如采用清洁燃料，减少排放物的产生，发展新技术如电动汽车、混合动力车等，以减少对环境的污染。

3. 智能化发展：未来内燃机将朝着智能化方向发展，结合人工智能、大数据和互联网技术，实现内燃机的智能化控制和管理。

通过智能化技术，内燃机的使用效率将得到大幅提高。

4. 多元化应用：除了传统的汽车和工业用途，未来内燃机还将拓展到更多的领域，如飞机、火箭、船舶等新能源车辆，为人类的生产生活带来更多便利。

内燃机的未来将以智能化、环保化和多元化为主要趋势，随着科技的不断进步，内燃机发展的道路必将更加广阔。

内燃机的研究与发展导言内燃机作为一种重要的动力设备，已经在现代社会扮演了一个极为重要的角色。

自从19世纪末以来，内燃机逐渐取代了蒸汽机和水力发电机等早期动力设备，成为了工作、交通、战争等领域的主要动力来源。

通过不断的技术创新和改进，内燃机已经取得了巨大的进展，为人类生产和生活带来了巨大的贡献。

本文将对内燃机的研究和发展进行系统的讨论和分析。

第一章：内燃机的概述内燃机是一种通过燃烧燃料使气体膨胀，从而驱动活塞或转动轴承的热力机械。

内燃机的热效率高、结构简单、启动方便、使用方便，是现代生产和生活中最重要的动力设备之一。

根据燃料的类型，内燃机分为汽油、柴油、天然气、甲醇、乙醇等多种类型。

内燃机广泛应用于汽车、船舶、航空、农业、工业和能源等领域。

内燃机的研究和发展迅速，领先于其他动力设备。

内燃机的发展历程可以粗略地分为三个时期：早期单缸内燃机时期、普及多缸内燃机时期和高性能多缸内燃机时期。

每个时期都是在前一个时期的基础上发展而来的。

第二章：内燃机的结构和工作过程内燃机的基本结构分为燃烧室、气缸、活塞、曲轴等组成部分。

工作时，内燃机首先进行吸气，即见缸内的空气或混合气进入气缸。

接着就开始压缩，长程活塞快速上升，从而把气缸中的空气或混合气压缩成高压气体。

之后，点火器引发了燃烧，将燃料与空气混合后点燃，从而产生能量。

能量使气缸体积迅速膨胀，活塞远离气缸盖。

再然后，活塞开始向下移动，气体被压缩并排出，内燃机的工作便完成了一次循环。

第三章：内燃机的发展趋势随着科学技术的不断发展，内燃机在结构、性能、燃料经济性和环境保护等方面都有了很大的进步。

内燃机燃料经济性的提高是未来发展的主要方向。

研究表明，发动机经济性的提高可以通过引入新的燃料、改进物理结构、增强电子控制等多种方式实现。

其中，控制内燃机排放是当前社会的一个重要问题。

不断推进燃油清洁化技术的发展，控制排放是内 combustion技术研究的重要目标。

未来的内燃机将增强其可靠性、持久性和安全性，这需要不断发展新的科学技术以及创新新的构思。

内燃机发展史一、初期发展阶段1.1 蒸汽机的诞生•18世纪末，蒸汽机的发明标志着内燃机的初步发展；•蒸汽机利用燃烧煤炭产生的蒸汽驱动活塞运动，实现机械能的转换；•蒸汽机在矿井、纺织工业等领域得到广泛应用。

1.2 内燃机的雏形•19世纪初，人们开始探索利用可燃气体燃烧产生动力的方法；•1807年，尼古拉斯·奥托发明了第一个可燃气体内燃机；•奥托内燃机的工作原理是利用气体燃烧产生的高温高压气体推动活塞运动。

1.3 电火花点火系统的出现•1860年，法国工程师埃蒙·德·法尔奇埃发明了电火花点火系统；•电火花点火系统将电信号引燃可燃混合物，使内燃机的点火更加可靠；•电火花点火系统的出现推动了内燃机的进一步发展。

二、内燃机的成熟阶段2.1 奥托循环内燃机的改进•1876年，德国工程师尼古拉斯·奥托改进了他的内燃机设计，提出了奥托循环；•奥托循环是一种四冲程循环，包括进气、压缩、燃烧和排气四个过程；•奥托循环内燃机的改进使其效率和可靠性得到了大幅提升。

2.2 燃油喷射系统的引入•1885年，德国工程师卡尔·本茨发明了第一个燃油喷射系统；•燃油喷射系统可以将燃油以雾化形式喷入燃烧室，提高燃烧效率；•燃油喷射系统的引入使内燃机的燃油利用率得到了显著提升。

2.3 内燃机的广泛应用•20世纪初，内燃机在汽车、飞机、船舶等交通工具中得到广泛应用；•内燃机的高效率、快速启动和便捷维护成为其被广泛采用的重要原因；•内燃机的广泛应用推动了交通工具的发展和工业化进程。

三、内燃机的现代化发展3.1 电子控制系统的引入•20世纪80年代，电子控制系统开始在内燃机中得到应用；•电子控制系统可以实现对燃油喷射、点火时机等参数的精确控制；•电子控制系统的引入提高了内燃机的燃烧效率和排放性能。

3.2 新能源驱动技术的兴起•随着环保意识的增强，新能源驱动技术开始受到关注；•电动汽车、混合动力等新能源驱动技术逐渐崭露头角；•新能源驱动技术的兴起对传统内燃机提出了新的挑战。

内燃机简明发展史内燃机作为一种动力机械，在现代社会中发挥着重要作用，几乎所有的汽车都是以内燃机作为动力的（虽然现在有电动车，有混合动力车，但绝大部分动力还是靠内燃机），大部分火车、轮船都是以内燃机为动力。

内燃机有着久远的历史，现在内燃机广泛应用于航空、交通、农业、军事、机械等各个部门/领域，在世界经济发展中发挥着重要的作用。

人类的技术发明史告诉我们，任何一项成功的发明都不是一跳而就，一成功就达到尽善尽美的，内燃机的发展史也是这样。

内燃机经历了一个有一个发展阶段，一次又一次的改进，现在越来越焕发出他的生机。

瓦特制造第一台蒸汽机瓦特1769年取得第一项关于制造蒸汽机的专利，之后，他仍不断研究与改进。

图1 瓦特和他的蒸汽机直到1781一1784年制成双作用蒸汽机，才算基本完成了蒸汽机的发明。

瓦特之后，蒸汽机又经过多次较大的改进，历时100多年，才使其日臻完善。

蒸汽机的改进，基本上是在不断发展的热力学理论的指导下，沿着提高蒸汽压强、多级分段膨胀和增加转速的方向进行的。

第一次改进以1802年英国工程师特里维西克制成的“高压蒸汽机”为标志。

他通过改进锅炉，使蒸汽压强从瓦特蒸汽机的0.8个大气压提高到3.5个大气压。

第二次大改进是英国工程师沃尔夫于1816年制成的“复合式蒸汽机”，它比瓦特蒸汽机节省1/2燃料，机械效率(即转变为机械功的能量与消耗的总热能的比)达到7。

又经过第三、第四、第五次大改进，到20世纪初，蒸汽压强已达20个大气压，机械效率提高到23%，功率超过2400马力。

直到20世纪20年代以后，内燃机和汽轮机迅速发展起来，蒸汽机才逐渐被取代。

在蒸汽机不断改进和发展的历程中，人们也越来越深刻地认识到蒸汽机的“天然”不足:蒸汽机必须有锅炉，体积庞大、笨重，机动性很差；热能要通过蒸汽介质再转化成机械功，效率很低……这些缺点都与燃料必须在汽缸外部燃烧一一“外燃”有关。

所以，早就有人开始研究把“外燃”改为“内燃”，—把锅炉和气缸合而为一，省掉蒸汽介质，让燃气燃烧膨胀的高压气体直接推动活塞做功—这就是内燃机。

第一章绪论1.1内燃机概述汽车自19世纪诞生至今，已经有100多年的历史了。

汽车工业从无到有，以惊人的速度在发展着，汽车工业给人类的近代文明带来翻天覆地的变化，在人类的文明进程中写下了宏伟的篇章。

汽车工业是衡量一个国家是否强大的重要标准之一，而内燃机在汽车工业中始终占据核心的地位。

内燃机是将燃料中的化学能转变为机械能的一种机器。

由于内燃机的热效率高（是当今热效率最高的热力发动机）、功率范围广、适应性好、结构简单、移动方便、比质量（单位输出功率质量）轻、可以满足不同要求等特点，已经广泛的应用于工程机械、农业机械、交通运输（陆地、内河、海上和航空）和国防建设事业当中。

因此，内燃机工业的发展对整个国民经济和国防建设都有着十分重要的作用。

1.1.1世界内燃机简史内燃机的出现和发明可以追溯到1860年，来诺伊尔（J.J.E.Lenoir1822~1900年）首先发明了一种叫做大气压力式的内燃机，这种内燃机的大致工作过程是：空气和煤气在活塞的上半个行程被吸入气缸内，然后混合气体被火花点燃；后半个行程是膨胀行程，燃烧的煤气推动着活塞下行，然后膨胀做功；活塞上行时开始排气。

这种内燃机和现代主流的四冲程内燃机相比，在燃烧前没有压缩行程，但基本思想已经有了雏形。

这种内燃机的热效率低于5%，最大功率只有4.5KW，1860~1865年间，共生产了约5000台。

1867年奥拓（Nicolaus A.Otto，1832~1891年）和浪琴（Eugen Langen，1833~1895年）发明了一种更为成功的大气压力式内燃机。

这种内燃机是利用燃烧所产生的缸内压力，随着缸内压力的升高，在膨胀行程时加速一个自由活塞和齿条机构，他们的动量将使得缸内产生真空，然后大气压力推动活塞内行。

齿条则通过滚轮离合器和输出轴相啮合，然后输出功率。

这种发动机的热效率可以达到11%，共生产了近5000台。

由于煤气机必须使用气体燃料，而当时的气体燃料的来源非常困难，这从某种意义上讲就阻碍了煤气机的进一步发展。

内燃机发展史一、前言内燃机是一种能够将化学能转化为机械能的设备，它以其高效率、高功率和易于控制等优点，成为现代工业中不可或缺的重要设备之一。

本文将从内燃机的发展史出发，详细介绍内燃机从诞生到今天的演变过程。

二、内燃机的起源内燃机最早的雏形可以追溯到公元前350年左右，当时希腊人以火药为原料制成了一种名为“火气球”的装置，通过点火引爆火药产生气体推动活塞运动。

但由于当时技术条件限制，这种装置只能用于娱乐和表演。

到了17世纪末期，英国人达尔顿发明了蒸汽机，并将其应用于工业生产中。

但由于蒸汽机存在着体积大、重量重、效率低等问题，无法满足新兴工业对高效率、高功率的需求。

三、四冲程式内燃机的诞生19世纪初期，法国人尼古拉·奥托发明了第一个四冲程式内燃机，并在1867年取得了专利。

这种内燃机具有结构简单、效率高、功率大等优点，很快就得到了广泛应用。

在这种内燃机中，燃料和空气混合后被压缩，然后点火爆炸，产生高温高压气体推动活塞运动。

20世纪初期，德国人路德维希·迪塞尔发明了第一个柴油式内燃机，并在1892年取得了专利。

相比于四冲程式内燃机，柴油式内燃机具有功率更大、效率更高的优点，并且可以使用廉价的柴油作为燃料。

这种内燃机的工作原理是将空气压缩至极高压力下，在缸内喷入柴油，随着柴油与空气混合并点火爆炸，产生高温高压气体推动活塞运动。

四、多缸式内燃机的发展20世纪初期到20世纪中期，随着工业化程度的不断提高和工业生产对能源需求的增加，多缸式内燃机逐渐成为主流。

多缸式内燃机可以将多个活塞组合在一起，通过一定的机械结构协同工作，从而产生更大的功率和更高的效率。

同时，随着多缸式内燃机的发展，各种各样的细节问题也逐渐得到了解决。

比如，如何保证多个活塞之间的同步运动、如何保证每个缸内燃烧气体的均匀分布等问题都得到了解决。

五、电子控制技术在内燃机中的应用20世纪70年代后期，电子控制技术开始在内燃机中得到应用。

浅述内燃机发展史及未来趋势1. 引言1.1 内燃机的定义内燃机是一种利用内燃烧产生高温高压气体推动活塞运动，从而将燃料的化学能转化为机械能的装置。

内燃机是一种热机，通常用于驱动各种交通工具或发电机组。

内燃机的工作原理是利用燃油和空气的混合物在燃烧室内燃烧，产生燃烧气体推动活塞做功，从而驱动机械装置运转。

内燃机是现代工业和交通运输领域不可或缺的动力装置，其发展历史悠久，经过多年的发展和改进，内燃机已经成为现代社会不可或缺的能源来源。

内燃机的发展意义在于提高能源利用效率，减少对环境的污染，推动科学技术的发展。

内燃机的发明和应用，极大地推动了工业化和现代化的进程，为人类社会的发展做出了重要贡献。

1.2 内燃机的发展意义1. 提高生产效率：内燃机的出现极大地提高了农业和工业生产的效率。

其高效的能量转化和可控的工作方式，使得生产过程更加自动化和精确化，大大减少了人力劳动的成本，提升了生产效率。

2. 推动交通运输的发展：内燃机的应用使得交通工具的速度和负载能力大幅提升，极大地推动了交通运输行业的发展。

汽车、飞机、船舶等交通工具的普及和发展，改变了人们的出行方式，拉近了各地之间的距离，促进了经济的全球化。

3. 推动科技的进步：内燃机的发展过程中涌现出大量的科学家和工程师，他们为内燃机的改进和应用做出了巨大贡献。

内燃机的发展也推动了相关领域的技术创新，带动了燃烧、热力学、材料等多个学科的进步。

4. 促进资源利用和环境保护：内燃机的发展促进了石油、天然气等能源的开发和利用。

对于内燃机的排放控制和技术改进也成为了环保领域的重要课题，促使人们更加关注能源的可持续利用和环境保护的重要性。

2. 正文2.1 内燃机的起源及发展历程内燃机的起源可以追溯到19世纪早期，当时最早的内燃机被称为火热气体发动机，由法国工程师尼庞·德尚博菲瓦创造于1807年。

这种发动机利用可燃气体混合物在气缸内燃烧来产生动力。

随着技术的不断发展，内燃机逐渐演变成为现代的燃油内燃机，成为了各种交通工具的主要动力来源。

内燃机发展史内燃机是将燃料燃烧释放出来的热能转变成有用机械能的一种能量装置．内燃机中的燃料与空气混合、燃烧，产生高温、高压的工作气体，它作为热能的载体推动活塞，通过连杆、曲轴箱外输出机械功．由于这一能量转变过程完全是在发动机的内部完成的，所以称为内燃机．广义的说，内燃机包括往复活塞式内燃机、转动式燃气轮机、复合式发动机和喷气推进机，这些热机可以统称为内燃动力装置．我们将在这里主要向大家介绍往复活塞式内燃机和转动式燃气机，另外还会介绍一种比较特殊的斯特林机，以此向大家展示内燃机的百年发展史．内燃机以其热效率高、结构紧凑，机动性强，运行维护简便的优点著称于世．一百多年以来，内燃机的巨大生命力经久不衰．目前世界上内燃机的拥有量大大超过了任何其他的热力发动机，在国民经济中占有相当重要的地位．现代内燃机更是成为了当今用量最大、用途最广、无一与之匹敌的最重要的热能机械．当然内燃机同样也存在着不少的缺点，主要是：对燃料的要求高，不能直接燃用劣质燃料和固体燃料；由于需要间歇换气且在制造上遇到困难，单机功率的提高受到限制，现代内燃机的最大功率一般小于40000kW，而蒸汽机的单机功率可以高达数十万千瓦；内燃机不能反转；内燃机的噪音和废气中有害成分对环境的污染尤其突出．可以说这一百多年来，内燃机的发展史就是人类不断革新，不断挑战克服这些缺点的历史．内燃机发展至今，约有一个半世纪的历史了．同其他科学一样，内燃机的每一个进步都是人类生产实践经验的概括和总结．内燃机的发明始于对活塞式蒸汽机的研究和改进．在它的发展史中要特别提到的是德国人奥托和狄塞尔，正是他们在总结了前人无数实践经验的基础上，对内燃机的工作循环提出了较为完善的奥托循环和狄塞尔循环，得到了一个科学地总结，并有了质的飞跃．他们将前人粗浅的、纯经验的、零乱无序的经验，加以继承、发展、总结、提高，找出了规律性，为现代汽油机和柴油机热力循环奠定了热力学基础，为内燃机的发展做出了伟大的贡献．往复活塞式内燃机往复活塞式内燃机的种类很多，主要的分类方法有这样一些：按所用的燃料的不同，分为汽油机，柴油机、煤油机、煤气机（包括各种气体燃料内燃机）等；按每个工作循环的行程数不同，分为四冲程和二冲程；按着火方式不同，分为点燃式和压燃式；按冷却方式不同，分为水冷式和风冷式；按气缸排列形式不同，分为直列式、V型、对置式、星型等；按气缸数不同，分为单缸内燃机和多缸内燃机等；按内燃机的用途不同，分为汽车用、农用、机车用、船用以及固定用等等．本文将会主要针对煤气机、汽油机、柴油机这样一个发展脉络来向大家介绍．最早的内燃机——煤气机最早出现的内燃机是以煤气为燃料的煤气机．1860年，法国发明家莱诺制成了第一台实用内燃机（单缸、二冲程、无压缩和电点火的煤气机，输出功率为0.74～1.47kW，转速为100r/min，热效率为4%）．法国工程师德罗沙认识到，要想尽可能提高内燃机的热效率，就必须使单位气缸容积的冷却面积尽量减小，膨胀时活塞的速率尽量快，膨胀的范围（冲程）尽量长．在此基础上，他在1862年提出了著名的等容燃烧四冲程循环：进气、压缩、燃烧和膨胀、排气．1876年，德国人奥托制成了第一台四冲程往复活塞式内燃机（单缸、卧式、以煤气为燃料、功率大约为2.21kW、180r/min）．在这部发动机上，奥托增加了飞轮，使运转平稳，把进气道加长，又改进了气缸盖，使混合气充分形成．这是一部非常成功的发动机，其热效率相当于当时蒸汽机的两倍．奥托把三个关键的技术思想：内燃、压缩燃气、四冲程融为一体，使这种内燃机具有效率高、体积小、质量轻和功率大等一系列优点．在1878年巴黎万国博览会上,被誉为“瓦特以来动力机方面最大的成就”．等容燃烧四冲程循环由奥托实现,也被称为奥托循环．煤气机虽然比蒸汽机具有很大的优越性,但在社会化大生产情况下,仍不能满足交通运输业所要求的高速、轻便等性能．因为它以煤气为燃料,需要庞大的煤气发生炉和管道系统．而且煤气的热值低(约 1.75×107～2.09×107J/m3),故煤气机转速慢,比功率小．到19世纪下半叶,随着石油工业的兴起,用石油产品取代煤气作燃料已成为必然趋势．汽油机的出现汽油机1883年，戴姆勒和迈巴赫制成了第一台四冲程往复式汽油机，此发动机上安装了迈巴赫设计的化油器，还用白炽灯管解决了点火问题．以前内燃机的转速都不超过200r/min，而戴姆勒的汽油机转速一跃为800～1000r/min．它的特点是功率大，质量轻、体积小、转速快和效率高，特别适用于交通工具．与此同时，本茨研制成功了现在仍在使用的点火装置和水冷式冷却器．到十九世纪末，主要的集中活塞式内燃机大体上进入了应用阶段，并且很快显示出巨大的生命力．内燃机在广泛应用中不断地得到改善和革新，迄今已达到一个较高的技术水平．在这样一个漫长的发展历史中，有两个重要的发展阶段是具有划时代意义的：一是50年代兴起的增压技术在发动机上的广泛应用；再就是70年代开始的电子技术及计算机在发动机研制中的应用，这两个发展趋势至今都方兴未艾．柴油机——内燃机家族的另一个明星柴油机几乎是与汽油机同时发展起来的，它们具有许多相同点．所以柴油机的发展也与汽油机有许多相似之处，可以说在整个内燃机的发展史上，它们是相互推动的．德国狄塞尔博士于1892年获得压缩点火压缩机的技术专利，1897年制成了第一台压缩点火的“狄塞尔”内燃机，即柴油机．柴油机的高压缩比带来众多的优点：1. 不但可以省去化油器和点火装置，提高了热效率，而且可以使用比汽油便宜得多的柴油作燃料．2. 柴油机由于其压缩比大,最大功率点、单位功率的油耗低．在现代优秀的发动机中,柴油机的油耗约为汽油机的70%．特别像汽车,通常在部分负荷工况下行驶,其油耗约为汽油机的60%．柴油机是目前热效率最高的内燃机．3. 柴油机因为压缩比高,发动机结实,故经久耐用、寿命长．同时高压缩比也带来了缺点:1. 柴油机的结构笨重．通常柴油的单位功率质量约为汽油机的1.5～3倍．柴油机压缩比高,爆发压力也高,可达汽油机的1.5倍左右(不增压的情况下)．为承受高温高压,就要求结实的结构．所以柴油机最初只是作为一种固定式发动机使用．2. 在同一排量下,柴油机的输出功率约为汽油机的1/3．因为柴油机把燃料直接喷入气缸,不能充分利用空气,相应功率输出低．假设汽油机的空气利用率为100%,那么柴油机仅有80%～90%．柴油机功率输出小的另一原因是压缩比大,发动机的摩擦损失比汽油机大．这种摩擦损失与转速成正比,不能期望通过增加转速来提高功率．转速最高的汽油机每分钟可运转10000次以上(如赛车发动机),而柴油机的最高转速却只有5000r/min．燃气轮机1873年布拉顿(GeorgeBrayton)制造了一种定压燃烧的发动机．该机能提供使燃气完全膨胀到大气压所发出的功率．20世纪初法国的阿曼卡(BeneArmangaud)等成功地应用布拉顿循环原理制成燃气轮机．但是，因当时条件限制,热效率很低未能得到发展．到30年代,由于空气动力学及耐高温合金材料和冷却系统的进展,为燃气轮机进入实用创造了条件．燃气轮机虽然是内燃机,但它没有像往复式内燃机那样必须在封闭的空间里和限定的时间内燃烧的限制，所以不会发生像汽油机那样令人担心的爆震，也很少像柴油机那样受摩擦损失的限制；且燃料燃烧所产生的气体直接推动叶轮转动，故它的结构简单(与活塞式内燃机相比，其部件仅为它的1/6左右)、质量轻、体积小、运行费用省，且易于采用多种燃料，也较少发生故障．虽然燃气轮机目前尚存在一些缺点：寿命短、需要高级耐热钢材和成本高及排污较严重等，致使至今燃气轮机的应用仍局限于飞机、船舶、发电厂和机车，但是由于布拉顿循环的优越性和燃气轮机对燃油的限制少及上述的其它优点,使得它仍为现在和将来人们致力研究的动力技术之一．若突破涡轮入口温度，大大提高热效率，且克服其它缺点，燃气轮机有望取代汽、柴油机．旋转活塞式发动机一直以来人们都在致力于建造旋转式发动机，其目标是避免往复式发动机固有的复杂性．在1910年以前，人们曾提出过2000多个旋转发动机的方案．20世纪初，又有许多人提出不同的方案，但大多因结构复杂或无法解决气缸密封问题而不能实现．直到1954年，德国人汪克尔(Felix Wankel)经长期研究，突破了气缸密封这一关键技术，才使具有长短幅圆外旋轮线缸体的三角旋转活塞发动机首次运转成功．转子每转一圈可以实现进气、压缩、燃烧膨胀和排气过程，按奥托循环运转．1962年三角转子发动机作为船用动力，到80年代日本东洋工业公司把它用于汽车引擎．转子发动机有一系列的优点：它取消了曲柄连杆机构、气门机构等，得以实现高速化；质量轻(比往复式内燃机质量下降1/2到1/3)、结构和操作简单(零件数量比往复式少40%，体积减少50%)；此外，在排气污染方面也有所改善．但转子发动机也存在着严重的不足之处：这种结构的密封性能较差，至今只能作为压缩比低的汽油机使用；由于高速带来了扭矩低，组织经济的燃烧过程困难；寿命短、可靠性低以及加工长短轴旋轮线的专用机床构造复杂等．综上所述,21世纪的内燃机将面临来自各方面的挑战,它将义无返顾地朝着节约能源、燃料多样化、提高功率、延长寿命、提高可靠性、降低排放和噪声、减轻质量、缩小体积、降低成本、简化维护保养等方向迅猛发展．在21世纪,天然气、醇类、植物油及氢等代用燃料将为内燃机增添新的活力,而内燃机电子控制技术在提高品质的同时也延长了内燃机行业的“生命”．新材料、新工艺的技术革命,为21世纪内燃机的发展产生了新的推动力．21世纪的内燃机,将在造福人类的同时不断弥补自身缺陷,以尽可能完美的形象为人类做出新的贡献．。

第一章历史概述最初蒸汽机昂贵而复杂，操作严格，往往大公司才能负担得起。

所以，最早的内燃机（汽油动力的固定发动机，用来驱动各种机器）是为了满足无力负担蒸汽机的手艺业者或小商人的动力需求。

1876年，Otto根据法国人Beau de Rochas的专利制作出四冲程发动机。

英国工程师Dougald Clerk“去掉”四冲程发动机的换气冲程，做出了二冲程发动机。

1886年，Karl Benz与Gottlieb Daimler同时（且独立）开发出轻且高速的发动机，从此现代汽油机开始蓬勃发展。

之后，飞艇与飞机用的类似发动机也出现了。

Rudolf Diesel的“理性热机rational heat engine”在1893-1897年间开始用于固定场合，数十年后柴油机才上路。

内燃机的基础设计借鉴自蒸汽机——曲轴传动控制了热动力学过程的次序；首先将蒸汽压力转化为摆动，再转化为旋转运动。

19世纪末，蒸汽机水平的高度发展，为发动机提供了基础。

汽车零部件铸造、锻造以及精加工水平的提高也是蒸汽机发展的结果。

John Ramsbottom 在1854年发明的整体式自张紧活塞环的出现，使得内燃机燃烧室内高工作压力得以维持。

活塞环，因此同发动机轴承及其润滑一样，是保证发动机工作的重要前提。

发动机早期研发的难题之一是central engine functions。

早期发动机最难的问题就是点火。

火焰点火（Otto）和无控制glow tube点火（Maybach、Daimler）在发动机开发遇到的问题只有电子点火出现后才得以解决。

这些点火方法包括，snapper ignition（Otto），vibrator ignition（Benz），带接触断开火花的Bosch磁力低压点火（magnetic low-voltage ignition with breaking-contact spark），最后还有高压磁力点火（Bosch）。

浅述内燃机发展史及未来趋势【摘要】内燃机是一种利用燃料在内部燃烧产生动力的发动机，在工业革命中发挥了重要作用。

本文从内燃机的发展历史、与蒸汽机的竞争、在汽车工业中的应用、对环境的影响以及未来发展趋势等方面进行了阐述。

内燃机在汽车工业中的应用推动了交通运输的发展，但也对环境造成了一定的影响。

未来，内燃机仍将在特定领域发挥重要作用，但也面临着诸多挑战，如排放问题等。

为了适应未来的需求，内燃机可能会朝着环保、高效、低碳的方向发展，如引入新的燃料和技术。

内燃机的地位仍然重要，但未来需要不断改进和创新以应对新的挑战。

【关键词】内燃机，发展史，未来趋势，定义，作用，重要性，蒸汽机，竞争，汽车工业，环境影响，发展趋势，地位，挑战，改进方向。

1. 引言1.1 内燃机的定义内燃机，即内部燃烧式发动机，是一种利用燃料在密闭的活塞式容积内燃烧产生高温高压气体来驱动活塞作直线往复运动，最终转化为旋转运动的热机。

内燃机主要包括汽油发动机和柴油发动机两大类，其工作原理是通过点火或压燃燃料混合气体使其燃烧，从而产生高温高压气体推动活塞运动，驱动机械装置的工作。

内燃机的发展历史可以追溯到19世纪初，随着技术的不断进步和应用范围的不断拓展，内燃机逐渐成为工业革命的重要推动力。

内燃机在工业生产中的广泛应用，极大地提高了生产效率，推动了工业化的进程。

内燃机的作用主要体现在驱动汽车、船舶、飞机等交通工具，同时也广泛应用于发电、水泵、压缩机等机械设备中。

内燃机的作用不仅在于提供动力，更在于推动工业的发展，推动社会的进步。

内燃机在工业革命中的重要性不可忽视，其应用给人类带来了巨大的便利和进步。

1.2 内燃机的作用内燃机是一种能够将燃料内部气体爆炸产生的热能转化为机械能的热机。

它在现代工业生产和生活中起着至关重要的作用。

内燃机主要用于驱动各种机械设备，包括汽车、飞机、船只和发电机等。

内燃机通过不断循环的燃烧和推动机械部件运动的方式，能够产生强大的动力，为工业生产提供了可靠的动力源。

内燃机简明发展史内燃机作为一种动力机械，在现代社会中发挥着重要作用，几乎所有的汽车都是以内燃机作为动力的（虽然现在有电动车，有混合动力车，但绝大部分动力还是靠内燃机），大部分火车、轮船都是以内燃机为动力。

内燃机有着久远的历史，现在内燃机广泛应用于航空、交通、农业、军事、机械等各个部门/领域，在世界经济发展中发挥着重要的作用。

人类的技术发明史告诉我们，任何一项成功的发明都不是一跳而就，一成功就达到尽善尽美的，内燃机的发展史也是这样。

内燃机经历了一个有一个发展阶段，一次又一次的改进，现在越来越焕发出他的生机。

瓦特制造第一台蒸汽机瓦特1769年取得第一项关于制造蒸汽机的专利，之后，他仍不断研究与改进。

图1 瓦特和他的蒸汽机直到1781一1784年制成双作用蒸汽机，才算基本完成了蒸汽机的发明。

瓦特之后，蒸汽机又经过多次较大的改进，历时100多年，才使其日臻完善。

蒸汽机的改进，基本上是在不断发展的热力学理论的指导下，沿着提高蒸汽压强、多级分段膨胀和增加转速的方向进行的。

第一次改进以1802年英国工程师特里维西克制成的“高压蒸汽机”为标志。

他通过改进锅炉，使蒸汽压强从瓦特蒸汽机的0.8个大气压提高到3.5个大气压。

第二次大改进是英国工程师沃尔夫于1816年制成的“复合式蒸汽机”，它比瓦特蒸汽机节省1/2燃料，机械效率(即转变为机械功的能量与消耗的总热能的比)达到7。

又经过第三、第四、第五次大改进，到20世纪初，蒸汽压强已达20个大气压，机械效率提高到23%，功率超过2400马力。

直到20世纪20年代以后，内燃机和汽轮机迅速发展起来，蒸汽机才逐渐被取代。

在蒸汽机不断改进和发展的历程中，人们也越来越深刻地认识到蒸汽机的“天然”不足:蒸汽机必须有锅炉，体积庞大、笨重，机动性很差；热能要通过蒸汽介质再转化成机械功，效率很低……这些缺点都与燃料必须在汽缸外部燃烧一一“外燃”有关。

所以，早就有人开始研究把“外燃”改为“内燃”，—把锅炉和气缸合而为一，省掉蒸汽介质，让燃气燃烧膨胀的高压气体直接推动活塞做功—这就是内燃机。

内燃机发展史及未来趋势作者：赵静来源：《中国高新技术企业·综合版》2012年第06期摘要：内燃机的出现为汽车的发展提供了基础，汽车行业的繁荣促进了内燃机的改进和提高。

文章简单介绍了内燃机的发展历程，并展望了未来内燃机制造技术、代用燃料等方面的发展方向。

内燃机是近代工业文明发展的产物，以其简单、经济取代了蒸汽机，通过科学家的不断研究，内燃机已经成为现代交通运输工具的主要动力。

关键词：内燃机；综合燃烧系统；替代燃料中图分类号：TK401 文献标识码：A 文章编号：1009-2374（2012）17-0022-021内燃机发展史不同的历史时期，人们的期望不同。

起初，汽车只是一种代步运输机器，着重于它的可靠性。

到了20世纪20年代，汽车工业蓬勃发展，人们对汽车的要求已不简单的局限于可靠性，更多的要求汽车的经济型、舒适性、美观性。

而近年来内燃机的研究发展仍然是沿着这一主线在进行，研究的目标是充分利用以电控喷射燃油技术、共轨喷射燃油技术为核心的新技术，通过控制燃油喷射量、喷射间隔时间，以及改变气门开度等方法，最大限度优化内燃机的性能。

发达国家投入了相当大的财力、人力、物力在内燃机的新技术研发方面，各种新机型尤其是轿车用的发动机不断更新换代。

按照提高汽油机的功率和降低油耗的历程，可以把汽油机的发展分成以下四个阶段：第一阶段，是20世纪初期，出于考虑交通运输这个目的，主要研究的方向是提高功率和比功率。

这一阶段产生的技术措施主要是：提高内燃机的转速，增加气缸数，使内燃机的比功率有了很大程度的提高；第二阶段，是20世纪20年代后，主要课题是解决汽油机的爆震问题。

通过向汽油中加入一定量的四乙基铅，干扰氧和汽油烃分子的化合过程来减小爆震的倾向，压缩比的增加，提高了汽油机的功率和燃烧热效率；第三阶段，是20世纪30年代到40年代，利用排气压力压缩进气的渦轮增压器的问世，很大程度地提高了汽油机功率和燃烧热效率；第四阶段，是20世纪中期至今，由于耐压材料和生产技术的发展能够使内燃机的结构更加紧凑，移动方便，转速范围大。