内燃机是在19世纪80年代左右发明的。
内燃机的发明历程经历了多个阶段和重要发明者的贡献。首先,1670年,荷兰的物理学家、数学家和天文学家惠更斯发明了采用火药在气缸内燃烧膨胀推动活塞做功的机械,这可以看作是现代内燃机原理的萌芽。
随后,1801年,法国化学家菲利普·勒本采用煤干馏得到的煤气和氢气作燃料,制成了将煤气和氢气与空气混合后点燃产生膨胀力推动活塞的发动机,这项发明被誉为内燃机发展史上开拓性的一步。
到了1859年,艾蒂安·勒努瓦第一个设计和制造出用照明瓦斯作为燃料的内燃机,这是第一台实用的内燃机。然而,真正具有重大意义的是1876年,德国发明家奥托根据德罗夏的四冲程内燃机工作原理,设计制造了第一台四冲程汽油内燃机,这被认为是内燃机技术的第一次重大突破。
此外,1892年,德国工程师狄塞尔受面粉厂粉尘爆炸的启发,首创的压缩点火式内燃机(柴油机)于1897年研制成功,为内燃机的发展开拓了新途径。
内燃机是一种通过使燃料在机器内部燃烧,并将其放出的热能直接转换为动力的热力发动机。它主要包括活塞式内燃机,其中最常见的是往复活塞式内燃机。这种类型的内燃机通过将燃料和空气混合,在汽缸内燃烧,释放出的热能使汽缸内产生高温高压的燃气。这些燃气随后膨胀,推动活塞运动,通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出,驱动从动机械工作。内燃机的工作过程可以分为四个主要阶段:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
在吸气冲程中,进气阀打开,活塞向下运动,燃油和空气的混合物进入汽缸。
压缩冲程中,进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,压缩混合物,使其温度和压力升高。
做功冲程中,压缩冲程结束时,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的燃气。这些燃气推动活塞向下运动,带动曲轴旋转,对外做功。
排气冲程中,排气门打开,活塞向上运动,将废气排出汽缸。
内燃机通常分为汽油机和柴油机两种类型。汽油机使用火花点火来启动燃烧过程,而柴油机则是通过高压将柴油喷入高温空气中自燃。内燃机的发明和应用极大地推动了工业和交通运输的发展,是现代社会中不可或缺的动力装置之一。
1、内燃机的诞生,实现了人类多项梦想的变为现实,诸如飞机、汽车、农业拖拉机、潜艇和坦克等,它们的研制均在内燃机问世后才得以顺利进行。
2、内燃机的出现使得石油成为新兴能源,其在政治和经济领域的影响力无可比拟。
3、柴油机的选用主要基于经济考量而非提升航速,它比蒸汽机更轻便,能有效节省空间。
4、以内燃机为动力的汽车作为一种新兴运输工具,其发展速度之快令人瞩目。
5、内燃机的创新及应用促进了石油开采业的发展,并加速了石油化工产业的形成。
6、随着内燃机的普及,对燃料的需求不断增长,这推动了石油化工技术的进步和燃料化学工业的发展。