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發動機歷史速覽 抽水泵、發動機、鼓肚皮 其實都是同宗同門

火車跑得快,全憑車頭帶。

火車車頭就是個大發動機,帶動後面所有車廂前行。汽車也是,只不過汽車太小,發動機安裝在那裡都可以。由此前中後都能安裝,尤其中置發動機、後置發動機,前者因為重量集中在車輛中心,行駛更平穩,因此多用於高階轎跑;後置更厲害了,發動機後置,位於駕駛位後與後軸之間,直接帶動後輪,少了前置後驅車型的那根傳動軸,因此更平穩的同時效能更高,同樣多用於高階轎跑和跑車身上,因此看轎車是否高階,其實外觀內飾是次要的,先看主要的發動機是如何佈局的。

發動機作為車輛的心臟,至關重要,而從發明到成熟也是一步步走來的,到2021年,歷經了300多年吧。

1698年,薩弗裡發明了用於礦井抽水的蒸汽機:礦工之友。

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礦井要挖很深,挖到了含水層要抽水,用農家樂那種手工泵肯定不行,猴年馬月也抽不完,因此需要更大馬力的抽水泵。薩佛裡利用蒸汽產生高壓推動機械運動原理,發明了一臺大抽水機,其實如果比喻為發動機,就是一缸的蒸汽發動機。

1705年,紐可門開發出實用大氣蒸汽機。然而這些蒸汽機都需要向汽缸噴灑冷水造成蒸汽冷凝。為什麼必須冷凝?因為我們需要並非足夠大的壓力,而是足夠大的壓差。試想鍋爐內部的壓力已經很大,不減少壓力,而是一直上升,那最終結果是沒有更高的壓力製造壓差,車輛也就停止不前了,好像人們吸氣,肺活量再大,也有吸不進去的時候,因此也要減壓,才能繼續吸氣,這樣呼吸之間,肚皮一鼓一鼓的,產生了運動。

蒸汽機也是如此,需要冷凝減壓,這樣繼續供給高壓,不斷形成壓差,車輪才能不斷運轉。

而紐可門的冷凝技術太浪費能源,因此瓦特改良了它,使得蒸汽發動機進入可廣泛應用範疇。

站在巨人的肩膀上,1802年,特里維西剋制造了使用蒸汽機的實驗性火車。

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與其說是個火車,不如說是個行走的齒輪,但這就是人類第一輛蒸汽機車。

1807年,羅伯特·富爾頓製成以蒸汽機為動力的船克萊蒙脫號。

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儘管有了蒸汽機,車跑了、船航了、礦井的水泵抽水了。但發明者可不滿足,試圖讓其小型化、高效化,估計實驗了多次蒸汽內燃機,最後沒成功,因此思路轉變,發明了以天然氣、汽油、柴油為能量源的內燃機。內燃機相比蒸汽機,可小型化並提供足夠動力,更高效,對於汽車的問世具有實際意義。

但不是說以蒸汽為動力這種外燃機就淘汰了,現在還用,因為其能提供巨大的動力,很多大型船舶依然使用,比如我國的常規動力航母,採用的就是蒸汽輪機。

回到汽車,1860年,比利時工程師艾蒂安·勒努瓦以蒸汽機為藍本,製成了首臺燃氣發動機(以天然氣為燃料),同時也是世界上第一臺實用的內燃機。

德國工程師尼古拉斯·奧托在1862年-1876年間,使得燃氣發動機的熱效率達到了10%,這透過較高的氣體熱膨脹來實現。

1885年,戈特利布·戴姆勒製成了第一臺汽油機,並於次年造出第一輛用汽油機驅動的汽車。

1893年魯道夫·狄塞爾也製成了一臺四衝程發動機,即世界首臺柴油機。

至此,用於汽車為動力的汽油機、柴油機都有了,無論現在汽車再多牛(純電除外),都要感謝以上諸位提到或者沒有提及的大發明家。