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从蒸汽机到内燃机，多位工程师和科学家在断的探索和创新：  从蒸汽机到现代发动机，人类走过了很长的路 想到燃料与空气混合，燃烧直接推动活塞作功，而不是像蒸汽机那样燃烧加热水，用水蒸汽推动活塞作功； 利用煤气作燃料，模仿蒸汽机结构制成煤气机； 想到把煤气在点燃前进行压缩，再点燃后，燃烧膨胀作功，可以提高热效率，奠定了现代内燃机理论； 终于在1876年，德国发明家奥托在前人理论和实验基础上，创制成功第一台现代意义的内燃机；以煤气为燃料，内燃机工作时完成进气、压缩、作功和排气这四个过程，我们将这一循环称为奥托循环。  奥托循环：进气、压缩、作功和排气 石油的开发，比煤气易于运输携带的汽油和柴油引起了人们的注意； 1883年，德国的戴姆勒创制成功第一台立式汽油机，现代汽车工业的大幕拉开；在进气冲程，提前混合的汽油和空气的混合气被吸入气缸；之后，活塞上移将混合气压缩，压力和温度升高，这就是压缩冲程；利用高压点火，点燃已被压缩的混合气，混合气迅速的燃烧膨胀，推动活塞作功；最后活塞上行将燃烧后的气体提出。 前面提到，现代内燃机理论的基础是压缩；在发动机设计参数里，有一个重要的参数，就是压缩比。  压缩比可以理解为混合气在压缩前的体积和压缩比后的体积之比 抛开压缩比的精确定义，它是两个体积的比值：混合气在压缩前的体积和压缩比后的体积之比。想一想，压缩前体积大，压缩后体积小，这个比例越大，也就是压缩比越大，说明混合气压缩的程度越大，自然在下一轮的燃烧膨胀时“性能”越高。今天我们不断的努力，汽油发动机的压缩比可达10－12，马自达搞的“创驰蓝天”技术，进一步提高压缩比来压榨动力。 高压缩比带来高温、高压和高效率，但是也会带来一个问题：爆燃；（关于爆燃以后专门发文讨论），说白了就是因为高温，在火花塞点火前、或点火中，因为高温出现其它着火点，都向前燃烧，形成冲击波。燃烧过程变得恶化，而爆燃导致爆震。  左正常燃烧，右爆燃 怎么办，今天我们有很多技术控制，前人还没有这么多理念，即使用，技术上也实现不了！好，我们以热烈的掌声欢迎狄塞尔先生和他的柴油机出场！ 1892年，德国工程师狄塞尔（Diesel）受面粉厂粉尘爆炸的启发，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。  柴油机的压缩比是汽油机的一倍 柴油机工作时在进气时吸入纯空气，采用高压缩比，在压缩结束时压力和温度远高于汽油机，在合适的时机喷入高压柴油，雾化形成混合气，并且由于温度已达柴油的燃点，柴油自行着火，因为柴油机依靠高压导致高温自行着火，所以也称为压燃式。 因为柴油机的高压缩比，柴油机的扭矩大－”有劲“！高压缩比提高了热效率，加之柴油的能量密度比汽油机高，所以燃油消耗平均比汽油机汽车低30%左右，所以燃油经济性较好；广柴油机广泛的应用于现在工农业生产，商业运输等各行业。  柴油机能量密度比汽油机高 但是，在一百多年前，狄塞尔先生面临的问题大严峻的多： 采用什么燃料？不是柴油吗？对，如果柴油机喷汽油，如此高压高温得压爆了！试用植物油。这一试，也为我们后人指明了方向，我们可以生产生物柴油，高明吧！ 高压缩比、高压、高温、也意味高振动，高强度。要求发动机的部件强化。一次实验中，汽缸上的零件象炮弹碎片一样四处飞散，差点儿造成人员伤亡。 柴油机最难的技术是如何控制喷油：因为柴油机是喷油即着火、边喷油、边燃烧，混合气形成时间短，所以对喷油的时间（相当的精确）、喷油的压力（一定要高，一定要高啊）喷油喷油量有相当严格的要求，在一百年后，我们的柴油机还在冒黑烟，别说一百年前了！ 狄塞尔先生克服千辛万苦，试制成功，因为看到汽油机装配的汽车成功，急于装配汽车，因为工作粗爆、故障高而最终破产，而狄塞尔过早的结束了自己的生命。为了纪念这位发明家，柴油就是用他的姓Diesel来表示，而柴油发动机也称为狄塞尔发动机（Diesel engine）。  传统的柴油机直列泵供油系统 而后来博世公司柴油机喷油泵、喷油嘴系统的发明应用，基本满足了柴油机对喷油时间、喷油压力和喷油量的精确控制，使得柴油机得以大规模应用。 故事到这还没完，之后一百年，当你纵观汽油机和柴油机的供油技术，你会发出他们在相互学习，相互融合！ 先看第一代汽油机和柴油机如何供油： 化油器实物－现已淘汰  化油器基本原理－虹吸原理 汽油机采用化油器供油－虹吸原理，利用高速气流吸出汽油并迅速的吹散雾化； 柴油机采用直列泵系统－包括喷油泵、喷油器、调速器等部件；  传统的柴油机直列泵供油系统  柴油机直例泵 直列泵是多个柱塞泵（数量与发动缸数相同）的组合，柱塞由凸轮驱动，上移时建立油压，顶开喷油器，向燃烧室喷射柴油；其间有机械装置调节喷油量、喷油时间和喷油压力。今天，很多农业机械柴油机还在采用这种直列泵系统。 先看汽油机学习柴油机：我也用喷油器喷油吧！这个车可能看不见了，面对他的供油系统，神来也没法－机械喷射！ 汽油机看着柴油机用喷油器喷油，咱也搞个喷油器吧，与柴油机喷油器向燃烧室喷油不同，汽油机喷油器只能向进气歧管喷油，以保证吸入气缸的是已混合好的可燃气。问题是如何调节喷油量呢？搞出了一个称为燃油分配器的部件，也有柱塞，用一下档板来在进气道，进气气流推动档板产生位移，位移量反映了进气量，档板通过杠杆调节柱塞位置，调节供油量。 早期的机械喷射装置图 这种机械喷射称为K型喷射，后来加入了电子控制，但是电子控制只能通过修正油压来调节喷油，本质上还是机械喷油器。20世纪60、70年代，奔驰、宝马、奥迪采用，后期出现故障，真不如化油器好用：不会修，修不了，没配件，有配件还很贵。 电子控制燃油喷射系统实现了真正的电喷 汽油机采用喷油器真正伟大的创新是采用电磁喷油器代替机械喷油器，喷油器是一个电磁阀，由电脑控制，通过控制喷油器通电打开时间可以精确控制喷油量，精确的到毫秒。这样可以利用各种传感器检测发动机的参数，实现精确自由的喷油控制，如低温时，电脑可以适当增加喷油，以适应低温工作需要，减油门时，可以适当减小喷油，以提高经济性。 更重要的是，电脑的控制功能在不断的扩展，如点火、怠速都可以控制，你会发出车好着了，好开了。同时，汽油机电喷的设计也在影响着柴油机的喷油。 先看柴油机学习汽油机：我们也加进电控制吧！柴油机的喷油控制也开始引入电子控制，也在一代代进化：
柴油机喷油技术发展 从直列泵到分配泵； 单体泵； 泵喷嘴一体； 一步一步的！ 分配泵 单体泵系统 单体泵系统 泵喷嘴一体 泵喷嘴一体 分配泵、单体泵、泵喷嘴一体，你会发现，它们对电控制的引入，只是对喷油压力等调节，基础还是机械喷油器，这制约了柴油机喷油技术的发展。 直到，柴油机想到，我为什么不像汽油机一样，采用电磁喷油器呢？让电脑直接控制喷油器工作！好，一个伟大的喷油系统产生：高压共轨！此时你会发现，柴油机的喷油已经和汽油机喷油很相同了，只是汽油机喷入进气歧管、柴油机喷入燃烧室，柴油机的喷油压力更高。 柴油机高压共轨也在不断进化 柴油机高压共轨 柴油机高压共轨原理图 正是柴油机高压共轨的出现，使的柴油机喷油、排放控制技术达到了人类的终级理想：人类通过编程控制喷油器按人类的需要工作。如此，柴油机从商用车进入乘用车，轿车、SUV；今天在欧洲，我们眼里的BBA豪车都有柴油机版本。柴油机已占到近半的乘用车。 柴油机第一次高呼：我打败了汽油机，商用车是我的天下，乘用车也有我的半壁江山！ 汽油机一看：我也要进步，学习柴油机，直接向燃烧室喷油！今天很多汽车采用燃烧室喷油，即缸内直喷 缸内直喷就此产生，有很多优势，什么分层燃烧啦，因为高能，会专题讨论！ 缸内直喷需要喷油压力高，需要一个高压油泵
大众TSI发动机缸内直喷系统 至此，柴油机和汽油机供油系统几乎相同了！融合了！这还不够，因为汽油机是点燃式，柴油机是压燃式，继续融合！马自达战出来了！ 马自达对汽油机和柴油机的进一步融合：压燃汽油机（HCCI）压燃汽油机优点－你好像全占了！ 马自达全新SKYACTIV-X汽油机不但经济性更佳，也延续了此前马自达在动力响应（乃至匹配）方面的一贯调性，而且还不走寻常路地使用机械增压器，这让我们对于新动力颇为期待，新一代昂科塞拉有望不久之后国产，SKYACTIV-X还会远么？ 另外，每一项新技术背后也有一定风险，马自达能不能避免走转子发动机最后进入死胡同的老路，也是值得关注的，毕竟我们还是希望能有更多像马自达这样不走寻常技术路线的来推动汽车技术的多元化。 最后两段话我只能引用其网文了！ 我们能做什么：拭目以待！ 最后我想说：车之道，亦人之道！ |
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