第1个回答 2024-04-26
最早的内燃机之一是煤气机，它使用煤气作为燃料。在1860年，法国发明家莱诺成功制造了第一台实用的内燃机，这是一台单缸、二冲程的机器，具有无压缩和电点火功能。它的输出功率在0.74至1.47千瓦之间，转速为每分钟100转，热效率达到了4%。
莱诺的发明引起了法国工程师德罗沙的注意。德罗沙认识到，为了最大限度地提高内燃机的热效率，必须尽量减小单位气缸容积的冷却面积，同时使活塞在膨胀时的速率尽可能快，以及膨胀的范围（冲程）尽可能长。基于这些认识，德罗沙在1862年提出了著名的等容燃烧四冲程循环，包括进气、压缩、燃烧膨胀和排气阶段。
随后，在1876年，德国人奥托制造了第一台四冲程往复活塞式内燃机。这部单缸、卧式的内燃机以煤气为燃料，功率大约为2.21千瓦，转速为每分钟180转。奥托在这部发动机上增加了飞轮以实现平稳运转，并改进了进气道和气缸盖设计，以确保混合气充分形成。这部发动机非常成功，其热效率是当时蒸汽机的两倍。
奥托将内燃、压缩燃气和四冲程这三个关键技术融合在一起，赋予这种内燃机高效率、小体积、轻质量和大功率等优点。1878年，在巴黎万国博览会上，它被誉为“自瓦特以来动力机方面最大的成就”。奥托实现的等容燃烧四冲程循环也被称为奥托循环。
尽管煤气机相比蒸汽机有显著优势，但在社会化大生产的背景下，它仍无法满足交通运输业对高速和轻便等性能的要求。煤气机依赖煤气作为燃料，这需要庞大的煤气发生炉和管道系统。而且，煤气的热值相对较低（约1.75×10^7至2.09×10^7焦耳/立方米），导致煤气机转速缓慢，比功率小。到了19世纪下半叶，随着石油工业的发展，使用石油产品作为燃料取代煤气已成为一种趋势。