在当今时代，汽车作为人们普遍的出行工具，已经成为了非常方便的出行工具，而内燃机则被称为汽车的“心脏”，内燃机作为一种动力机械,在现代社会中发挥着重要作用，几乎所有的汽车都是以内燃机作为动力来源，虽然现在已经有很多的动力混合车，但是内燃机还是占有大部分比重，而且大部分的轮船也都是以内燃机为动力。
在内燃机的发展过程中，它被应用到各行各业之中，因此它拥有十分久远的历史，对于推动工业发展、人类交流、经济腾飞都起着至关重要的作用。我们目前使用的大多数科技发明都不是一蹴而就的，都是经历了很长的发展历程，一次又一次的改进，才能够做到新的突破，内燃机的发展史也是这样。今天就由小编来带大家看一下内燃机这几百年的发展历程，体验科技之美。
“蒸汽时代”——内燃机的铺垫
众所周知，瓦特改良了蒸汽机，使世界进入了蒸汽时代，而瓦特也在年取得了他关于蒸汽机的专利，并将其不断改进。在瓦特之后，蒸汽机又经过多次较大的改进，历时多年，才逐步完善，能够使用到20世纪初。蒸汽机的压强已达20个大气压，机械效率提高了23%，功率超过马力。
20世纪20年代以后，内燃机和汽轮机迅速发展起来，蒸汽机逐渐被取代。在蒸汽机不断改进和发展的历程中，人们深刻地认识到蒸汽机的不足：蒸汽机必须有锅炉，使蒸汽机体积庞大、笨重，而且机动性很差，效率低。这些缺点都与燃料必须在汽缸外部燃烧也就是“外燃”有关。所以，当时的人们就想用“内燃”代替“外燃”减少能量损耗，人们就提出创造“内燃机”。
“电气时代”——内燃机的出现
"Electricage"
年前后，有关内燃机的设想有很多，但是在实际工程应用中无法发挥作用。因为当时对内燃机工作原理的研究很少，人们普遍缺乏理论指导，而且当时也缺少能在气缸内迅速燃烧的燃料。
年，法国人德罗夏公布了他的内燃机理论：点火前要升压，燃烧后要迅速膨胀到最大膨胀比。他还提出了四冲程内燃机的工作流程：活塞下移，进燃气；活塞上移，压缩燃气；点火，燃气迅速燃烧膨胀，推动活塞下移做功；活塞上移排出废气。这是德罗夏对内燃机理论做出的重大贡献。
年SadiCamot发表了热力机的基本理论——卡诺原理。年，法国人Lenoir制造出了第一台商用煤气机。但由于没有压缩冲程，其效率非常低。年，德国人奥拓与Langen合作，制造出四冲程煤气机，效率是煤气机的4倍，这台机器也被认为是世界上第一台真正意义上的内燃机。
真正意义上的内燃机
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奥托是德国工程师，他在年制成了第一台煤气内燃机。3年后与兰根合作研制成改进发动机，并于年在巴黎博览会上获得金奖。年奥托制成第一台四冲程内燃机，这是第一台可以替代蒸汽机的实用内燃机。奥托内燃机结构小巧紧凑，性能稳定可靠，该机器的转速达到了每分钟80—转，机械效率最高达14%，重量功率比为千克/马力。奥托内燃机通常用汽油做燃料，故也称为汽油机。
▲奥托
年，美国打出了第一口油井。从此，石油工业很快发展起来。汽油和柴油逐渐成为普通商品，它们为内燃机发展的物质基础。奥托内燃机诞生以后，在17年总共制造、销售出5万多台。
内燃机的进阶——发动机的诞生
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年，德国人戴姆勒按照奥托机原理研制出定容内燃机，利用他发明的表面汽化器形成的汽油雾为燃料，转速达到每分钟转，压缩比达3:1。提高压缩比，意味着发动机将有更大的推动力。同时，定容内燃机的转速也得到相应的提高，这种内燃机迅速得到广泛的使用。
卡尔本茨于年12月31日制造出第一台单缸煤气发动机，但是这台发动机并没有使本茨摆脱经济困境，他依然面临着破产的危险，生活十分艰苦。但是,清贫的生活并没有改变本茨投身发动机研究的决心。经过多年努力，年1月29日，卡尔·本茨发明了第一辆不用马拉的三轮车，这辆三轮车至今仍然保存在慕尼黑的汽车博物馆。
第一台单缸煤气发动机
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年，卡尔本茨又发明了混合器和电点火装置，使汽油机更臻完善。可以说本茨对内燃机的改进，在当时已经达到非常先进的地步。直到现在，本茨的混合电火花技术还不过时。而且，本茨有着很好的商业眼光，能够将新发明的内燃机应用于汽车之上，并申请专利，大力推广。
发动机的普及——各类运输工具的诞生
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年，本茨成功研制了性能先进的“维克托得亚”牌汽车。它采用本茨专利的3升发动机，方向盘安装在汽车中部。尽管该车性能先进，但由于价格高昂，很少有人购买得起，成为公司的滞销品。这种在技术上十分先进的汽车，只给卡尔本茨带来了极高荣誉，在经济上并没有给他多大的好处。后来本茨听从了商人的建议，于年开发生产了便宜的“自行车”。这种“自行车”销路很好，在一年时间内就销出了辆。由于是世界上第一种批量生产的机动车，因而给奔驰带来了较高的利润。后来，卡尔本茨又对前期生产的维克托得亚牌汽车进行了改进，将车厢座位设计成面对面的18个，成为了世界上第一辆公共汽车。
第一种批量生产的机动车
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为了提高内燃机的功率和降低其重量功率比，工程师们想办法改进内燃机，其中重要的措施就是提高转速和增加缸数。这一阶段内燃机的转速已达到每分钟0转，由此提出的点火、起动、汽化及冷却等技术问题也逐一得到基本解决。“多缸制”是降低重量功率比的主要技术措施。先后出现的4缸、8缸直线型，V型排列及12缸、16缸V型排列，使重量功率比逐步降低到4千克/马力，达到了飞机实用水平。法国人塞甘设计的星形排列风冷飞机发动机，至年其重量功率比达到1千克/马力。
Industry
飞机在高空飞行时由于空气稀薄而供氧不足，严重阻碍了飞机的发展。20年代起，英国就出现了用空气压缩机向汽油机供气的增压设备，可使气压达到1.5个大气压。30年代末发明燃气涡轮后，用其驱动增压器，可使气压增至1.6个大气压。增压器的采用，使汽油机的重量功率比降至0.5千克马力，功率增至马力，转速增至每分钟转，油耗降至0.2千克/马力·小时，而寿命也从20年代的小时增至70年代的小时。
年，内燃机发展史上出现了一项革命性的新设计，这就是德国人万克尔(FWankel)发明的旋转活塞发动机，也称转子发动机。
在万克尔转子发动机中，等边三角形的转子在特殊形状的气缸中旋转，在转子边和缸体曲线壁之间形成月牙形的燃烧室，转子的3个顶角装有弹簧和密封片，密封片与缸体内壁永远保持滑动接触和密封，燃烧室的容积随着转子的旋转而依次增大和缩小，从化油器吸入燃烧室的混合气,随着转子旋转使燃烧室缩小而被压缩，压缩到最小时火花塞点火，随即推动转子旋转使燃烧室增大。这种发动机直接使输出轴旋转，大大减小了振动，同时革除了曲轴连杆和配气机构。其零件数减少了40%，重量减轻了50%，体积小了一半，转速高、功率大、油耗小，因而引起各国重视。目前，由于技术和成本原因，这种发动机只有在高档汽车上才有应用。
以上就是内燃机的发展历程，可以看出这几百年的发展历程才能够造就一个为我们生活提供便利的发明。
参考文献：
[1]赵静，《内燃机发展史及未来趋势》
[2]李乐铭，《内燃机活塞加工工艺研究》
[3]张远征；朱荣乾，《内燃机典型燃烧故障》
[4]莽超，《决战：涡轮增压年》
[5]崔文政，《内燃机滑动轴承润滑研究的现状和进展》
[6]管宏业，《电动车太“遥远”内燃机解近渴》
[7]赵萍，《内燃机车的节能环保》
[8]孟建等，《“内燃机原理”课程教学改革与实践》
[9]张雷，《电动与内燃机汽车的动力系统生命周期环境影响分析对比》
[10]周泉生，《内燃机节油新方案》
