解读汽车发动机（一） 内燃机的诞生

    从远古至今，我们一直希望使用人体之外的物体帮助我们工作；希望发明一种工具代替我们劳作；希望制造一种机械可以利用自然界的资源把人类自身或其他东西从A处运送到B处；希望我们能方便而可控的使用这种机械；希望我们可以拥有使用更少的资源成本，可以更舒适的达到目的工具；希望该系统能够更自动、智能、安全。

    于是，汽车按照这种渐进的逻辑诞生，至今仍然发展着。在这篇文章里，小编着重介绍一下安装在汽车上的最重要的机械装置——发动机。

    老式蒸汽机

    1765年，经过瓦特改良了的，广泛使用的活塞式蒸汽机，推动了开始于18世纪中叶的欧洲工业革命。随后日子里，一些人不满蒸汽机的笨重，希望解决掉蒸汽机上沉重的锅炉，从而可以有更灵活的应用，于是他们打起了气缸的注意，甚至有人试想将炸药置于气缸中，爆炸推动活塞。显然这种方法不成功，但却引发了一系列“缸内燃烧做功”的想法。当人们发现可燃气体和空气以一定比例混合后，点燃后会爆炸，产生很大的压强和膨胀。如果这个程度可以控制得当的话，会是一种很好的能源技术。于是内燃机的时代来了。

    1824年 物理学家卡诺建立卡诺循环模型将热力学与动力联系起来，并设计理想状态下的卡诺热机，为提高内燃机效率指明了方向。

    1858年 勒努瓦发明了一款二冲程煤气发动机（和现代二冲程发动机差别很大）。该发动机用煤气和空气的混合气体取代往复式蒸汽机的蒸汽，使用电池和感应线圈产生电火花，用电火花将混合气点燃爆发。遗憾的是，这台煤气机气缸中，混合气体并未压缩便点燃做功，导致能量转换效率底下。

    1862年 阿尔方斯•德罗沙提出著名的等容燃烧四冲程循环：进气、压缩、燃烧膨胀、排气。但一直没有样机诞生。

    1876年 奥托制造了一台新型的，以煤气为燃料的四冲程内燃机。这台机器对汽车发动机来讲意义极大：直至现在，汽油发动机的运转仍延续这种形式——奥托循环。在后文中我们会着重介绍这种循环的特点。

    从古至今，四冲程汽油机都是按照这四个步骤运转的

    1883年 曾是奥托公司工程师的戴姆勒，和好友迈巴赫制成了第一台四冲程往复式汽油机，并以极富创意的使用白炽灯为发动机点火，这样就将发动机转数提升到了每分钟1000转。而当时奥托发动机仅为两百转。次年戴姆勒将改良了的发动机装在了自行车上，成为史上首辆摩托车。

    1886年1月29日 德国的卡尔•本茨将之前自行研发的二冲程汽油发动机，安装在一辆三轮车上，并注册专利。该车具备现代汽车的一些基本特点，所以人们一致认为该车为历史上第一辆标准的汽车。

    第一辆汽车是这样的

    1897年 柴油机出世。德国工程师狄塞尔（Diesel）设想将吸入气缸的空气高度压缩，使其温度超过燃料的自燃温度，再用高压空气将燃料吹入气缸，使之着火燃烧。他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，柴油和柴油机也以发明者而命名为diesel。

    当出现Diesel牛仔裤的广告，有人问你是什么牌子的时候，你可以淡定的回答：柴牌！

    就这样，汽油机和柴油机诞生了。时至今日，虽然现代发动机在功率、油耗、稳定性等性能都有很大程度提高，但基本工作原理完全没有变化。有关发动机的历史先介绍到这里，下篇我们会详细介绍汽油机和柴油机的工作原理和特性。