内燃机汽车的诞生

1．内燃机的发明与发展
1801年，法国化学家菲利浦·勒本采用煤干馏得到的煤气和氢气作燃料制成一台发动机，它是将可燃气体与空气混合后点燃产生膨胀力来推动活塞运动的，这项发明被誉为内燃机发展史上具有开拓性的一步。可惜年仅37岁的勒本在参加拿破仑皇帝的加冕典礼时被暗杀，否则内燃机的发明也许会提前很多年。
1833年，英国人赖特提出直接用燃烧压力推动活塞做功的设计。
1860年，比利时出生的法国发明家莱诺·勒努瓦制造出了第一台实用的内燃机。这是一台使用煤气作燃料的单缸发动机，并在上面首次安装了蓄电池供电的电火花点火系统，但系统仍很不完善。
1864年，德国人尼古托斯·奥托 [图2-21（a）] 与企业家兼工程师朗津合作建立了世界上第一家内燃机制造厂，专门从事内燃机的开发工作。1866年，奥托找出了勒努瓦内燃机低效的根源，并有针对性地提出了内燃机工作过程：进气→压缩→做功→排气，即著名的奥托四冲程循环。
图2-21 尼古拉斯·奥托和第一台往复式四冲程内燃机
（a）尼古拉斯·奥托；（b）第一台往复式四冲程内燃机
依托这一理论，奥托公司研制出了具有划时代意义的“往复式四冲程内燃机”，并于1967年在巴黎万国博览会上赢得金奖。第一台往复式四冲程内燃机如图2-21（b）所示。后来，奥托在德国建立了道依茨发动机公司，将其发明申请专利并开始大批量投产。
2．内燃机车辆的诞生
内燃机主要有汽油机和柴油机两种，汽油机的诞生早于柴油机。汽油具有较好的气化性，结合奥托四冲程煤气机原理以及梅巴克关于化油器的设想，就出现了早期的汽油车，具有代表性的车辆有本茨一号汽车和戴姆勒一号汽车两种。
（1）卡尔·本茨与“奔驰一号”
卡尔·本茨 [图2-22（a）] 是现代汽车工业的先驱者之一，被人们称为“汽车之父”, 1844年出生于德国。1883年，卡尔·本茨建立了奔驰公司和莱茵煤气发动机厂，这就是后来奔驰汽车公司的前身。随后他将煤气发动机改进为汽油发动机，并将其安装在一辆三轮车上，成为最早的汽油车，这就是被世界公认的第一辆三轮汽车“奔驰一号”，如图2-22（b）所示。在此基础上，本茨将研制的单缸两冲程汽油机装在一辆三轮车上，是近代车的原形。
图2-22 卡尔·本茨和“奔驰一号”汽车
（a）卡尔·本茨；（b）“奔驰一号”汽车
1893年，本茨研制成功了性能更为先进的“维克托得亚”牌汽车。它将排量为3L的发动机配置在汽车上，方向盘安装在汽车中部。由于价格过高，很少有人购买得起，所以虽然技术较为先进仍成为公司的滞销品。
后来，为了公司的运营和发展，使汽车更容易卖出去，公司于1894年开发生产了便宜的“自行车”。这种“自行车”销路很好，在一年时间内就销出了125辆，由于销量较好，所以奔驰公司也获得了较高的利润。同期，他又对“维克托得亚”牌汽车进行改进，将车箱座位设计成面对面的18个，这是后来被世界公认的第一辆公共汽车。
（2）戴姆勒一号汽车
1883年，戴姆勒和迈巴赫制造出了首部戴姆勒卧式发动机，该发动机在1883年12月获得了德国专利。之后，为了将其应用在交通工具上，又把它改装成体积更小的立式发动机，也是世界上第一部立式机，戴姆勒把它取名为“立钟”，如图2-23所示。它体积小、占地少、转速快，且效率高，最适合交通工具使用，是后来汽车汽油机和航空汽油机正宗的鼻祖。
图2-23 戴姆勒立式机“立钟”
1885年，戴姆勒将功率0.8kW的“立钟”发动机装到了一辆木制双轮自行车上，并申请了“骑式机动双轮车”的专利。这种木制两轮自行车配小型发动机就是世界上第一辆摩托车，如图2-24所示，所以，戴姆勒又被称为“摩托车之父”。
图2-24 戴姆勒“骑式机动双轮车”
1886年，为了给妻子庆祝生日，戴姆勒买了一辆四轮大马车，并与迈巴赫对其进行了改造，在前轮上安装了一个转向手柄，后轮上安装了驱动装置，把立式发动机安装在车身中部，如图2-25所示。第一辆用汽油机和四轮车组成的四轮汽车就这么诞生了，戴姆勒称其为“机动马车”，后来这辆车被叫作戴姆勒一号车，也是被世人公认的世界上第一辆汽油发动机驱动的四轮汽车，它的排量达到0.46L，转速为650r/h，车速为18km/h。
（3）柴油机的发明
鲁道夫·狄塞尔 [图2-26（a）] 于1858年3月18日生于巴黎，自幼生活窘迫，十几岁时在技校学习，随后进入德国慕尼黑高等技术学校学习，喜欢物理和热力学。狄塞尔经过多年潜心研究，于1892年提出了压燃式柴油机的理论，并在1893年试制了第一台压燃式发动机样机，如图2-26（b）所示。鲁道夫·狄塞尔的发明改变了整个世界，人们为了纪念他，就把柴油机称作狄塞尔发动机。