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科普!超详细的内燃机发展简史!

2023-05-10 14:56:27

热机
当今,机械设备运行的动力绝大多数来源于热机,热机全称热力发动机,是将热源的部分热能转化为机械能的机器。热源可以是烧煤的蒸汽炉,汽车发动机的燃烧室,也可以是太阳能的蒸汽炉,地热和核反应堆。

根据燃烧器位置的不同,热机分为内燃机和外燃机两类
1.外燃机
外燃机是燃料在发动机外部燃烧产生热,热能通过工质带入机内,再转变为机械能,如蒸汽机和汽轮机等,蒸汽机已淘汰,汽轮机用于火电厂与核电站驱动发电机;
2.内燃机
内燃机是燃料在发动机内部燃烧,工质被加热并膨胀作功,热能转变为机械能,它是移动机械和小型电站的最主要动力。广义上的内燃机包括往复活塞式内燃机、旋转活塞式发动机、自由活塞式发动机和旋转叶轮式的燃气轮机、喷气式发动机等,但通常所说的内燃机是指往复活塞式内燃机,又以其中的汽油机、柴油机应用最为广泛,其保有量大大超过了任何其它种类热机,本书主要介绍汽油机、柴油机的构造。

与其它热机相比,内燃机有如下优点:内燃机的工质在循环中的平均吸热温度高,热效率一般达到30-46%,是热机中效率最高的一种;功率覆盖0.59kW~4×104kW,转速范围90r/min~10000r/min,故适用范围宽广;结构紧凑,比重量(内燃机重量与其标定功率的比值)较小,便于移动;起动迅速,操作简便,机动性强;运行维护比较简便。

但也存在缺点:对燃料要求高,主要燃用汽油或轻柴油,且品质要求高,不能直接燃用劣质燃料和固体燃料;由于间歇换气以及制造上的困难,单机功率的提高受到限制;低速运转时输出转矩较小,往往不能适应被带负荷的转矩特性;不能反转,故在许多场合下需设置离合器和变速机构;一般热力发动机都存在 “公害”,而内燃机的噪声和排气中的有害成分对环境污染尤其突出。

另外,相对于热机中燃料的燃烧,燃料还可直接转换为电能,即燃料电池,再用电动机驱动机械运转,这种方式高效、无污染,但成本很高。
内燃机发展简史
国外
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人类先是利用人力、蓄力、风车、水车等自然力,18世纪后热力发动机才逐步得到大规模工业应用。

1673年,荷兰的惠更斯设计出如图1.3所示的内燃机草图,少量的火药在气缸里燃烧,提升活塞,当气体冷却时,大气压力便将活塞向下推,进行做功冲程,虽因火药燃烧难以控制没有研制成功,却导致了蒸汽机的诞生,促成了欧洲的工业革命。但蒸汽机热效率低、结构笨重、移动不便和操作麻烦等,这促使人们继续去开发更小、更实用且效率更高的发动机。

1794年,英国人斯特里特提出从燃料的燃烧中获取动力,并且第一次提出了燃料与空气混合的概念。1833年,英国人赖特提出了直接利用燃烧压力推动活塞作功的设计。之后人们又提出过各种各样的内燃机方案,但在十九世纪中叶以前均未付诸实用。

1860年,法国的勒努瓦模仿蒸汽机的结构,制造了第一台实用的煤气机。这是一种无压缩、电点火、使用照明煤气的内燃机,这台煤气机的热效率为4%左右。

英国的巴尼特曾提倡将可燃混合气在点火之前进行压缩,随后又有人著文论述对可燃混合气进行压缩的重要作用,并且指出压缩可以大大提高勒努瓦内燃机的效率。

1862年,法国科学家罗夏对内燃机热力过程进行理论分析之后,提出四冲程工作循环的理论。

1876年,德国发明家奥托创制了第一台往复活塞式、单缸、卧式、3.2千瓦的四冲程内燃机,它以煤气为燃料,采用火焰点火,转速为156.7转/分,压缩比为2.66,热效率达到14%,运转平稳。在当时,无论是功率还是热效率,它都是最高的。
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1881年,英国工程师克拉克研制成功第一台二冲程的煤气机,并在巴黎博览会上展出。奥托内燃机得到推广,性能不断提高。1880年单机功率达到11~15千瓦,到1893年又提高到150千瓦。由于压缩比的提高,热效率也随之增高,1886年热效率为15.5%,1897年达到20~26%。

随着石油的开发,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,德国的戴姆勒制造出第一台燃用汽油的立式汽油机,当时,其他内燃机的转速不超过200转/分,它却一跃而达到800转/分,因而机器轻了很多,特别适应交通运输机械。1885~1886年,德国人本茨和戴姆勒发明了以汽油机为动力的汽车,汽车的发展又促进了汽油机的改进和提高。不久汽油机又用作了小船的动力。

德国工程师狄塞尔受面粉厂粉尘爆炸的启发,设想将气缸中的空气高度压缩,使其温度超过燃料的自燃温度,再用高压空气将燃料喷入气缸,使之自燃着火燃烧,于1892年获得压缩点火内燃机的技术专利。
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1897年制成了第一台压缩点火的内燃机。最初,狄塞尔力图实现奥托循环,以获得最高的热效率,但实际上做到的是近似的等压燃烧,其热效率达26%。压缩点火式内燃机的问世,引起了世界的极大兴趣,也以发明者而命名为狄塞尔发动机。这种内燃机以后大多用柴油为燃料,故又称为柴油机。

1898年,柴油机首先用于固定式发电机组,1903年用作商船动力,1904年装于舰艇,1913年第一台以柴油机为动力的内燃机车制成,1920年左右开始用于汽车和农业机械。
在往复活塞式内燃机发展的同时,人们也在研究制造旋转式活塞的内燃机,提出了各种各样的旋转式内燃机的结构方案,但未获成功。1954年,联邦德国工程师汪克尔解决了密封问题,并于1957年研制出三角旋转活塞发动机。它具有近似三角形的旋转活塞,在特定型面的气缸内作旋转运动,按奥托循环工作,被称为汪克尔发动机。这种发动机功率高、比质量小、振动小、运转平稳、结构简单、维修方便,但由于燃料经济性较差、低速扭矩低、排气性能不理想,加上专利原因,所以只在赛车和军用等较少领域有应用。

1926年瑞士人A.J.伯玉希第一次设计了带废气涡轮增压器的增压发动机, 50年代后市场上才普及生产增压内燃机,此后增压技术得到了迅速发展和广泛应用。
20世纪60年代后期内燃机电子控制技术诞生,通过70年代的发展,80年代趋于成熟,随着人类进入电子时代,21世纪的内燃机也将步入“内燃机电子时代”。

20世纪50年代发现的汽车排气污染和70年代出现的世界石油危机,促使内燃机技术的研究转向高效节能及开发利用洁净的代用燃料,以汽油机和柴油机为基础,开发了很多以天然气、液化石油气、甲醇、乙醇、合成汽油、合成柴油、二甲醚和氢气等为燃料的代用燃料发动机。

国内(中国内燃机工业百年发展历程概说)
解放前,初创期旧中国的内燃机工业
(1908~1949年)
同国外一样,中国内燃机工业也是由煤气机起步的。1908年(清光绪卅四年,有资料记载是1901年,即清光绪廿七年)广州均和安机器厂仿制成第一台煤气机。此后,各地陆续出现一些煤气机小型修造厂,其中历史较久的为武汉恒顺机器厂(武汉动力机厂前身),于1924年开始制造煤气机,单缸卧式,功率45马力,转速200转/分,缸径300毫米,行程400毫米。1925~1926年制造同类型的25马力和80马力煤气机。1930~1934年又制造单缸、双缸和三缸立式煤气机,每缸35马力,300转/分。这些煤气机主要用于碾米机和内河船舶动力。

由于当时石油进口控制在外商之手,国内使用者负担沉重,且“九一八”和“一二八”事变后,国人深感日本帝国主义者野心勃勃,一旦战争爆发,港口被封锁,石油不能进口,必将造成运输业瘫痪。因此需找寻代用燃料,发生炉煤气当为首选,故20世纪30年代,中国的发生炉煤气机有所发展。

,但数量不大。新中工程公司(上海新中动力机厂前身)于1938年在湖南祁阳生产新中廿八式(民国廿八年)煤气机,功率45马力,转速500转/分,除装汽车外,尚配发电机使用,每月可生产6台,,厂毁。,其第三分厂专生产内燃机,1939~1940年开始生产。通过技术转让从瑞士S.L.M.(Swiss Locomotive and Machine works)购买VD25柴油机和VG25煤气机图纸,为系列产品,缸径250毫米,行程300毫米,转速600转/分,柴油机50马力/缸,煤气机36.7马力/缸,压缩空气起动。1942年生产出第一台煤气机,到1945年共生产6VG25型煤气机6台,功率220马力,转速600转/分。同第四分厂生产之发电机配套。配两种煤气发生炉,一种燃用木炭,一种燃用烟煤。这是我国解放前生产的最大功率的内燃机。

旧中国制造的煤油机称为半狄塞尔煤油机。1909年上海求新制造机器轮船厂仿制成5马力煤油机,转速300转/分,以后又制成同类型的8、12、17和25马力四种不同功率煤油机。常州厚生机器厂于1913年仿求新制成5马力煤油机,以后也制成8、12、17和25马力同类型煤油机。无锡协记机器厂于1913年仿制成8马力单缸卧式煤油机。1917年前后上海的新祥、吴祥泰、南洋、合兴等厂均开始仿造求新生产的煤油机,行销附近农村。1925年无锡的工艺机器厂仿制17马力卧式单缸四行程煤油机,压缩比14,燃料消耗率为250—300克/马力·小时,全机重1800公斤。1926年新中工程公司开办, 时,参照美制样机制成卧式单缸煤油机,产量较多,销售于农村作为排灌和农产品加工动力。广州均和安机器厂和恒昌泰机器厂均制造过煤油机。

因柴油价格较煤油低40%左右,旧中国进一步由煤油机发展到以柴油为, 燃料的柴油机。1915年广州协同和机器厂首先制成热球式柴油机,单缸卧式,功率15马力,转速450转/分。1921年上海大隆机器厂制成约3马力小型热球式柴油式。常州的厚生机器厂、无锡的俞宝昌机器厂、天津的义聚成、万和、春发泰机器厂等也于1924年左右制成小功率单缸卧式二行程热球式柴油机。这种二行程热球式柴油机除燃料费低于煤油外,制造维修也较简单,各厂纷纷仿制。1924年常州厚生机器厂制造的二行程热球式柴油机,功率18马力,转速220转/分,压缩比8,全机重1700公斤。曲轴箱换气,柴油机起动前将热球加热到300℃以上,喷油嘴喷射压力18~25公斤/厘米2,喷出的油线蒸发同空气混合。扫气不尽,燃料同空气混合不良,燃烧不完全,油耗较高,290-320克/马力·小时。

20世纪20年代,国外已普遍由压气喷射式柴油机发展到开始制造无气喷射式柴油机,中国也从热球式柴油机发展到无气喷射式柴油机。首先制成无气喷射式柴油机的是常州厚生机器厂和广州协同和机器厂。1926年厚生机器厂参照英国路司登(Rurston)牌制成单缸卧式12马力无气喷射式柴油机;1927~1937年,厚生厂又制成17、20、25及40马力不同功率卧式单缸无气喷射式柴油机。1926~1928年,协同和机器厂制成立式单缸及三缸无气喷射式柴油机,以后又制成四缸机。1929年新中工程公司仿德国“道驰”  (Deutz)牌制成立式单缸二行程无气喷射式柴油机,功率10马力,转速600转/分。1930年该厂将功率增大到15马力,以适应农村需要。1936年新中工程公司参照珀金斯(Perkins)牌制成四缸、功率65马力、转速2000转/分的汽车柴油机,这是我国自制的第一台高速运输式柴油机。1932年山东潍县华丰机器厂参照英国”勃莱克斯登”牌制成四行程单缸卧式无气喷射柴油机,功率15马力,转速330转/分。1933、1934和1935年又分别制成同类型的8、25和40马力无气喷射式柴油机。,用购买的瑞士S.L.M.工厂图纸制成3VD25型三缸柴油机一台,功率150马力,转速600转/分,压缩比15,燃油消耗率175克/马力·小时.卖给了玉门油矿,也是旧中国生产的最大功率柴油机。1946年无锡合众机器厂参照德国“林考夫门”牌制成四行程单缸卧式无气喷射或柴油机,定名36型。功率25马力,转速700转/分,缸径203毫米,行程241毫米,压缩比15,燃油消耗率190-218克/马力·小时,全机重1700公斤。这一机型当时在油耗、重量、结构等方面均是比较先进的。1949年上海吴淞制造总厂试制成功单缸卧式1140型柴油机功率12马力,转速750转/分,压缩比17,燃油消耗率218克/马力·小时,全机重600公斤。是我国自行设计的第一台中速柴油机。

我国最早制造的汽车用汽油机,是1932年12月太原山西汽车修理厂试制成“山西牌”汽车的汽油机,系该厂自制.也有说法是长辛店铁工厂制造。,装单缸二行程汽油机,功率约3马力,是中国第一台微型汽车用汽油机。

1936年长沙的湖南机械厂仿道奇(Dodge)试制成”衡岳牌”汽车,装水冷立式直到六缸四行程汽油机,排量3.98升,功率20.1千瓦(27.4马力),用原配曲轴和凸轮轴。,称“资源牌”,装水冷立式直列六缸四行程汽油机,可用酒精燃料。

,因石油紧张,我国汽车广泛使用代用燃料,除首选发生炉煤气外,在西南和西北地区大量使用酒精燃料,采用汽油渗混酒精的方法,最佳可渗入18%~20%。此外,将植物油用于柴油机。1937年4月“中国号”2.5吨预燃室式柴油机汽车,由南京驶至昆明,沿途就地取材使用多种植物油。

,天津汽车制配厂成立。1946年5月,该厂仿大发三轮汽车试制成“飞鹰牌”三轮汽车10辆(货车1辆,客车9辆)。装风冷立式单缸四行程汽油机,功率5.5千瓦(7.5马力),最大功率7.4千瓦(10马力),缸径95毫米,行程100毫米。后因得不到支持,只生产60辆就停产了,这是解放前旧中国制造汽车的最后一次尝试。
中国最早生产的小型汽油机当属1948年上海吴淞机器厂(上海柴油机厂前身),仿美国风冷立式单缸四行程汽油机,试制成功的5.5马力汽油机,当时称“五匹半汽油机”,转速2100转/分,缸径85.22毫米EMBED Equation. DSMT4,行程101.6毫米EMBED Equation. DSMT4。

旧中国的这些内燃机制造厂是中国内燃机工业的先驱,为初创时期的内燃机工业做出了贡献。它们是随着轻工业的发展和农田排灌的需求而发展起来的。上海、广州、常州、无锡、福州、山东、天津等沿海地区制造内燃机的厂家有所增多。1914~1918年第一次世界大战期间,帝国主义列强忙于战争,暂缓对中国经济的掠夺,民族工业乘机兴起,特别是轻工业有较多发展,使内燃机有较好的销路,产量有较大的增长。如1911年开办的广州协同和机器厂1913年年产量仅168马力,到191 7年年产量达1505马力,成为该厂在解放前38年内年产量的第一次高峰。1913年开办的常州厚生机器厂也是在这一时期打下生产柴油机的基础,为江南一带农村提供实用的农田排灌动力,建立了信誉,在以后帝国主义实施产品大倾销时期才能得到幸存。1926年和1929年两年大旱,特别是江南一带,地主、奸商和官僚资本乘机大量购进以内燃机为动力的抽水机,高价出租给农民抗旱,牟取暴利。使柴油机生产量在1930年前后又一次有较大增长,个别年份,最高年产量达2万~3万马力,制造厂近百家。

旧中国的内燃机工业,除新中、协同和、厚生、华丰、合众等几家工厂,有职工百人以上,设备几十台以外,大部分是十人左右的小厂,数台皮带拖动的老式机床,资金短少,经营很困难。从制造第一台煤气机开始到新中国建立前夕,旧中国内燃机工业40余年的历史,充满了在挣扎中求生存的辛酸。内燃机工业只停留在以修配进口机器为主、少量或零星地测绘仿制一些国外简单产品的状态,属手工生产方式,关键配附件、原材料、燃料和润滑油等基本上都是依靠进口,仿制出来的产品性能落后,油耗高,原材料消耗大,故障多,使用维修不便。
新中国内燃机工业体系的建设和形成时期
(1950~1980年)
(一)新中国内燃机工业体系初建时期(1950~1957年)

这是建国初期经济建设恢复的3年(1950~1952年)和第一个五年计划的5年(1953~1957年)。建国之初,许多内燃机工厂很快恢复,并投入了生产,上海吴淞机器厂(上海柴油机厂前身)将自行设计的1140型柴油机,单缸8.2千瓦(12马力)正式投入生产,同时试制成功与其配套的喷油泵和喷油嘴。1951年上海柴油机厂试制成功2110型柴油机,1952年和1953年又试制成功4110型和6110型柴油机。天津市机器厂(天津动力机厂前身),1951年研制成功4146型柴油机,同时研制成功该型号柴油机的喷油泵和喷油嘴。至此,上海和天津都有了喷油泵和喷油嘴的生产点,为今后立足于国内发展柴油机和配附件打下了基础。

当时全国的内燃机企业,根据国民经济各部门需要,发展了不少新产品,如上海新中动力机厂4270型柴油机,上海通用机器厂6250型柴油机及柴油发电机组等。在建国后3年恢复时期.我国内燃机工业不仅得到了恢复,而且有一定发展,产品技术水平提高较快,服务领域扩大到工业、农业、交通运输和国防工业等方面。1952年,我国内燃机年产量2.94万千瓦(4万马力),为1949年的4倍。

1952年9月,第一机械工业部成立,在部内设第四机器工业管理局,负责管理全国动力机械(汽轮机、锅炉、内燃机等)。四局直属的内燃机专业厂有10家,即上海柴油机厂、新中动力机厂、无锡柴油机厂、天津动力机厂、济南柴油机厂、潍坊柴油机厂、南昌柴油机厂、武汉动力机厂、上海通用机器厂和重庆水轮机厂。根据中苏双方签订的协定,以转让制造方式,从苏联引进了CA-15、M503A、M50X-3、2U8.5/11、B2-300(500)、3Д 6等汽油机和柴油机的制造技术,兴建了第一汽车制造厂发动机车间、山西柴油机厂、吉林柴油机厂、河南柴油机厂、陕西柴油机厂等大型企业,同时对已有的老企业进行技术改造。另有一批地方管理企业,如柳州机器厂、常州柴油机厂、无锡动力机厂、莱阳动力机厂、华丰机器厂、宁波动力机厂、广东协同和机器厂、福建机器厂、建湘机器厂等,这些企业形成了我国内燃机工业第一批骨干企业。

1955年,我国已着手按专业化生产方式组织内燃机配附件生产。一方面,利用一部分柴油机厂的现有技术和装备,组织专业化的生产车间。上海柴油机厂、天津动力机厂先后建立了油泵油嘴车间,潍坊柴油机厂建立了船用齿轮箱车间,南昌柴油机厂建立了活塞环车间,济南柴油机厂建立了活塞、轴瓦车间等。另一方面,对一些小型配附件厂,进行调整、分工、扩建和改造。如对上海动力设备公司的宝锡、大中华等一批生产活塞、活塞环、轴瓦、滤清器等厂加以改造扩建,使之成为配附件专业厂。内燃机配附件专业化生产,为主机厂提供了优质廉价的配附件,为开发新产品创造了极为有利的条件,为今后内燃机工业的发展奠定了基础。

球墨铸铁的试制成功,以及在内燃机上的应用,对我国内燃机工业的发展起了重要作用。从1950年起国内开始研究生产球墨铸铁,1952~1954年在国内逐步推广。无锡柴油机厂、天津动力机厂等都在试制球墨铸铁曲轴和凸轮轴等零部件。1957年天津动力机厂成功地用球墨铸铁曲轴代替锻钢曲轴,无锡柴油机厂则首先将球墨铸造铁曲轴应用到了3110型柴油机上,并首创“横浇竖冷”新工艺。在当时我国缺乏优质钢材和大型锻压设备的情况下,为发展我国内燃机工业开辟一条经济性好,且行之有效的重要途径。

1950年重工业部成立了船舶工业局。船舶工业局会同海军于1951年底成立了海军配件试造委员会,完成了各种中、小型舰用柴油机配件的供应任务。同期,求新造船厂同新中动力机厂测绘仿制了拖围混合式渔船的美国Atlas 185千瓦6267船用柴油机,缸径267毫米,1954年制造成功。1954年新中动力机厂测绘上海展览会展品Skoda 6L 350船用柴油机,缸径350毫米,行程550毫米,转速350转/分,功率441千瓦,1956年制造完成,这是当时我国制造的功率最大的柴油机。

1956年,长春建成第一汽车制造厂,年产3万辆装载质量为4吨的解放牌汽车,同时建成同解放牌汽车配套的生产3.6万台CA10型汽油机的发动机车间。该发动机排量为<, st1:chmetcnv w:st="on" TCSC="0" NumberType="1" Negative="False", HasSpace="False" SourceValue="5.5" UnitName="升">5.5升,最大功率为71千瓦(96.5马力)。1956年7月14日,一汽总裁线开出了第一批装用自己生产发动机的12辆解放牌汽车,标志着我国批量生产汽车和车用发动机的时代已经开始了。

经过第一个五年计划的建设和改造,我国内燃机行业在产值和产量方面,提前一年完成了“一五”计划规定的目标,新品种增加,产品质量也有了很大地提高。1957年全国内燃机产量(商品量)已达到50.74万千瓦(69万马力),为1952年的16倍。全国内燃机专业生产厂家发展到34家,中国内燃机工业已初具规模,为内燃机工业的发展奠定了初步基础。
(二)中国内燃机工业体系的建设和形成时期(1958~1977年)

1958~1977年是我国内燃机工业体系形成的重要时期。

第一个五年计划完成之后,由于三年自然灾害,,刚刚兴起的我国内燃机工业遭到严重挫折。,使企业的正常生产秩序遭到严重破坏,产品质量普遍下降。1961年1月,党的八届九中全会提出了“调整、巩固、充实、提高”的八字方针,决定对国民经济进行调整。经过3年调整时期,我国国民经济开始恢复。并向好的方向发展。通过“二五”和3年调整时期的建设和改造,我国内燃机工业从产品、质量、工艺技术、管理水平等方面,向前迈进了一大步,从主机到配附件,都朝着初步形成一个较完整的工业体系方向发展。可惜的是,从1966年5月16日开始,,中国的内燃机工业又在艰难曲折中发展。

,各地大办内燃机制造厂。到1959年底全国内燃机厂猛增到185家,当年产量达到了325万千瓦(442万马力) ,1 960年又增到386万千瓦(525万马力) 。这个时期我国内燃机工业有很大发展,但是带来的弊病甚多。用大搞群众运动的办法办工业,办企业.干了些违反客观规律的事情。据统计从1959~1961年全国内燃机产量大约810万千瓦(1100多万马力),其中大约有442万千瓦(600多万马力)质量低劣,给国家和人民造成巨大损失。

1959年9月,农业机械部成立.农业用、工业用以及小型军用(汽车厂自配的除外)的各种内燃机(包括配件),划归农机部管理。原一机部管理的53家动力机械工厂和201家配件厂全部划归农机部管理。,列入了议事日程。由于措施得力,。农业机械部的成立,对我国内燃机工业的规划和发展起了很大的推动和促进作用。在这个时期内,主要内燃机企业基本建设和技术改造完成,促进了我国内燃机工业体系的形成。1964~1 965年,原农业机械部科技局还组织了以洛拖、上柴、无锡油泵油嘴厂、天动等骨干企业为主力、行业中主要企业参加的系列喷油泵设计和研制。

中国内燃机自仿制发展到自行设计,是这个阶段取得的重大历史性进展之一。一批为大中型拖拉机、工业、农业、船用、发电机组,汽车配套的发动机相继开发和投入生产。这个时期相继开发成功的产品包括90、95、120(水、风冷)、12V175,12V180、12V190、250等系列通用柴油机,240系列内燃机车主机,150、42-160、轻型180等大功率高速柴油机,200、230、250,260、270、300、350系列等大功率中速柴油机,43/67、43/82、75/160系列等大功率低速柴油机,CA770-V8、EQl00型车用汽油机等,这些自行设计开发的新产品,虽然都经历了一个较长时期的曲折过程,但充分证明了我国的技术实力,为整个内燃机工业体系的形成与发展奠定了坚实的基础,意义是重大的。

我国非常重视内燃机行业科研和教育基地的建设,1958年成立了上海内燃机研究所,相继成立了山西车用发动机研究所、天津内燃机研究所和上海船用柴油机研究所。1966年,一些科研院所也设立了动力室,如长春汽车研究所,洛阳拖拉机研究所、大连热力机车研究所(大连内燃机车研究所)、中国农业机械化科学研究院等。有30多所高等院校设立了内燃机专业,如天津大学、上海交通大学、西安交通大学、吉林工业大学(吉林大学)等,一方面为内燃机行业培养输送大批专业技术人员;另一方面形成产学研相结合的科技攻关联合队伍。

1966年开始的“”给内燃机行业的科研与生产带来严重的创伤。1966~1980年.正是我国经济建设进入“三五”、“四五”和“五五”时期。在这个时期内,我国召开了3次农业机械化会议和两次全国农业学大寨会议,对内燃机工业的发展都起了不小的作用。由于国家加大了基本建设和技术改造的投资,有了前阶段的工作基础,以及内燃机行业全体职工的努力,内燃机行业在生产数量和品种发展上仍有较大的进步。农村对单缸小功率内燃机的需求量的增长刺激了单缸小柴油机生产的发展。1977年全国195型柴油机销售量达70多万台,660千瓦,1 75型水冷小柴油机,165F、1 70F风冷小功率柴油机也形成了较大的生产能力;一批生产295、495型柴油机的工厂经过技术改造后也形成了生产能力,如扬州柴油机厂、成都内燃机厂、云南内燃机厂等。在此期间,汽车、船舶、铁道、军工等部门研制,并投产了多种新的内燃机型。

时期,为了“1980年基本上实现农业机械化”,片面强调内燃机工业主要为农业机械化服务,内燃机企业盲目发展,低水平重复建设。内燃机企业平均每年以12.8%的速度增加,从1966年的65家增长到1978年的277家,内燃机产量平均每年以17%的速度增长,从1966年的1283. 09万千瓦(1 745万马力)增长到1978年的1843. 38万千瓦(2507万马力)。使内燃机工业的产品结构,产品技术水平,工艺水平和管理水平趋向一般化、低水平化,拉大了同国外技术水平的差距,为内燃机工业今后的规划和调整造成困难。主机厂发展太快,配附件跟不上,配套与维修全面紧张,打乱了内燃机主机与配附件同步协调的发展关系。  
改革开放时期(1978年至今),
飞跃发展的中国内燃机工业
党的十一届以后,中国进入了改革开放新的历史时期,中国的内燃机工业走上健康飞跃发展的新阶段。1979年,我国国民经济开始进行调整,内燃机企业对产品质量和企业管理进行整顿。企业转变经营作风,由生产经营型向产品经营和资本经营相结合方向转变;行业管理部门推行国际标准和优质产品内控标准,实行生产许可证制度和创优评比,加强产品质量管理,推动企业提高管理水平;重视国内外两个市场,重视经济效益和社会效益,重视科学管理,在企业内部推行全面质量管理,重视引进工作,通过引进国外先进技术,加快新产品开发和老产品提高,重视企业技术改造,以提高企业的工艺水平,增强企业后劲和竞争能力。

为了加强我国内燃机工业的宏观调控,原国家机械委开始设置内燃机大行业规划办公室,协调各有关部门和地方在发展内燃机工业方面的工作,以求逐步解决厂点过多,产品品种杂乱,系列化、通用化、标准化程度低、重复建设、重复生产、重复研制、重复引进,造成有限的资金分散使用等严重影响我国内燃机工业现代化进程的问题。  《“八五”-“九五”全国内燃机系列型谱》经机械电子工业部于1988年12月召开的全国内燃机大行业会议原则通过后,1989年11月23日,国家计委、国家科委、机械电子工业部联合发文下达了该系列型谱及其实施管理办法,作为全行业90年代产品发展的总体规划,是贯彻“治理整顿、深入改革”的一项重大举措,有目标地开展科研工作,提高产品水平和充实技术等装备。系列型谱还规定了扶优汰劣的方针,限制和淘汰落后产品的生产,这是促进行业技术进步的一项措施。

这一时期引进和开发的新产品之多,可谓内燃机行业发展发展至当时的高峰,其主要代表产品有北京内燃机总厂X4115柴油机、FL9l2/913柴油机、4JBl柴油机、GM2.0汽油机;天津动力机厂6130柴油机;南昌柴油机厂X110系列柴油机;大连柴油机厂、无锡柴油机厂6110A柴油机,以及各种单缸小型柴油机、汽油机等。

这一时期引进国外先进技术的车用柴油机包括:1985年国家批准南汽引进意大利依维柯S系列轻型车,包括Sofim8140.01型柴油机(自然吸气和增压两种机型),排量2.445升,最大功率51.5千瓦;1985年1月国家以技贸结合方式,在购买日本五十铃公司4万辆整车同时引进其1984年投产的五十铃N系列汽车的动态技术,包括4种柴油机(4JA1、4JB1、4BC2、4BD1),4J系列柴油机在江铃汽车厂、庆铃汽车厂、新都机械厂、北京内燃机总厂生产;1986年11月二汽引进美国康明斯B系列柴油机(缸径102毫米,行程120毫米),有4缸和6缸,自然吸气,增压及中冷,功率60-139千瓦;重型汽车工业联营公司引进奥地利斯太尔91系列车型,1984年3月15日签订合同,发动机为WD系列柴油机,有增压,增压中冷,谐波增压型,排量9.726升,最大功率147千瓦(200马力)到265千瓦(360马力)共6种;1992年广西玉柴机器股份有限公司,引进美国福特公司6112型柴油机的全部制造技术和主要零件全套加工设备。

微型汽车及发动机引进与开发:1983年国家批准天津引进日本大发公司850系列中的S70系列微型汽车,其CD发动机,可变型为不同排量,不同功率的柴油机和汽油机;1983年柳州微型汽车厂成为微型车定点厂,1984年柳微五菱牌L2110微型汽车通过国家鉴定;1982年长安机器厂试制铃木ST90K型微型汽车,1985年江陵机器厂以技贸结合方式引进日本铃木公司的ST90K微型车用F8A汽油机,为长安厂微型车配套;等等。

轿车和轿车发动机的引进:1983年6月,北京汽车制造厂与美国汽车公司合资成立北京吉普汽车有限公司,生产切诺基CJ系列四轮驱动车,新建发动机车间生产498型汽油机,排量2.466升,最大功率75.7千瓦(103马力);1985年3月成立中法合资的广州标致汽车公司,生产法国标致公司的504、505两大系列6种汽车,其发动机为XNIA型、排量1.97升,功率70千瓦;1985年3月21日,中德合资成立上海大众汽车有限公司,生产德国大众公司的桑塔纳轿车,发动机为JV型,水冷直到4缸汽油机,排量1.781升,最大功率<, SPAN style="FONT-SIZE: 14pt">62.7千瓦;1986年天津汽车工业公司与日本大发汽车公司签署了“夏利轿车许可证合同”生产夏利轿车,发动机为大发CD型3缸汽油机,排量0.993升,功率38千瓦(55马力)  ;等等。此外,2003年4月11日,由“东风汽车”柴油发动机分公司,康明斯有限公司(襄樊)机加工有限公司,康明斯C系列柴油机合资生产厂重组合并的东风康明斯发动机有限公司在襄樊挂牌运行,年生产能力13万台,为中国当时规模最大,技术最先进的中重型柴油机生产基地。

改革开放30年来,中国内燃机生产量明显增长,主要原因是:改革首先使农业生产有了很大发展,农村对内燃机的需求量连年猛增,工业生产也走出低谷,迅速回升,市场对摩托车 、 汽车、工程机械、发电机组以及内燃机车、船舶(尤其是远洋航运)和出口需求也以较大幅度增长,给内燃机行业带来一个极为兴旺的销售市场;改革扩大了企业的自主权,企业自主经营,重视市场的需求,大力调整产品结构.实行系列化,多品种生产。例如,我国是单缸小柴油机生产量最多的国家,“九五”期间单缸小柴油机生产台数占农机系统内燃机总产量的75%以上,按功率计占全国内燃机总功率产值的25%左右。单缸小柴油机是我国农机工业主要配套动力,配农用运输车(低速汽车)、小型拖拉机、小型机动船舶、农业排灌,农副产品加工、小型工程机械、小型发电机组,固定动力等。单缸小柴油机的发展,对于发展我国农村商品经济,沟通城乡经济联系具有十分重要意义。

单缸小柴油机是贴近“三农”的产品,近年来随着“三农”政策逐年实施,新农村建设步伐加快.农民生活水平提高,购买农机已从千家万户分散购置发展到专业组织集中购置,从小型农机具发展到大中型农机具,发展为跨区作业规模经营,逐渐形成农机经营服务的市场化、社会化,这些转变过程,加上排放,噪声等持续达标要求的压力,单缸小柴油机将面对销量下降的局面。
小缸径多缸柴油机(功率≤100千瓦,缸数≤4),覆盖轻型货车、轻型客车、低速载货汽车、微型汽车等商用车,皮卡和经济性轿车等乘用车的配套动力,大中型拖拉机、中小型联合收割机,中小型工程机械、船舶、农业排灌、水泵、发电机组、空压机等移动式或固定式装置的配套动力。以车用配套为主是国内外市场共同的特点。

2005年,我国生产小缸径多缸机约170台、6700千瓦,销售168万台,各种车用配套合计122万台,约占总产销量的72%。随着新农村建设的发展,农业机械领域以小型为主的局面正逐步改变,大中型农机具社会化服务向成本低、效率高的经营方式转变,这为小缸径多缸柴油机产品在非道路领域配套发展提供了机遇;轿车柴油机生产在我国实现零的突破,高速船用柴油机在中小型浅水船舶上更新和总销量扩大,中小型工程机械和移动式机组市场的扩展,近年来出口量的增长,均为小缸径多缸柴油机持续高速发展展示了美好的前景;近年来小缸径多缸柴油机产销量持续增长,近年来玉柴已批量生产YC4F轿车柴油机9377台,销售8692台,而云南内燃机厂产销量一直位列全国小缸经多缸柴油机之首。随着国家排放和噪声等环保法规出台,国Ⅱ和国Ⅲ标准的实施,对企业提出了不断达标和“爬坡”的要求,我国企业同国外联手开发渐成潮流。

2007年,我国生产多缸汽油机700台(以车用为主)。2006年,我国汽车销售量已位居世界第二,世界上各跨国公司更加关注中国这一潜在的汽车大市场。汽车发动机行业近年来围绕着环保。节能、轻量化以及引进的新机型国产化等方面进行改进。2006年车用汽油机技术水平有了很大提高。多气门技术,双顶置凸轮轴(DOHC),增压中冷,可变进气管长度,双火花塞点火(DSi)的产品与技术,在国内引进产品中已得到普遍采用。带可变气门正时技术的机型也越来越多,如2006年北京现代新伊特汽油机,新威驰、沈阳航天三菱4G69。广汽丰田2.0升、2.4升凯美瑞汽油机等。自主开发品牌汽油机也采用了先进技术,如华晨金杯1. 8T汽油机,吉利集团已投产的JL4G18汽油机,奇瑞开发的SRQ481H汽油机都采用了CVVT技术。在传感器、控制主板,电喷汽油泵,铝制缸体缸盖等关键技术方面也有所提高,产量同比上升,汽油电喷泵还有较大批量出口。

小型汽油机包括摩托车汽油机、小型通用汽油机和微型汽车汽油机。1980年前中国还不能说有摩托车制造业,1980年共生产摩托车4.9万辆(当时日本生产640万辆)。进入80年代,几经曲折进入飞速发展时期,年均增长率达40%,从1993年起中国就成为第一大生产国,1997年生产摩托车1003万辆,占世界产量一半。我国已能生产排量从36毫升到750毫升各种类型摩托车用汽油机,2007年摩托车汽油机产量达2544万台。中小排量发动机技术状况已达到国际80年代中期以上水平。小型通用汽油机年产量上个世纪末一直徘徊在50万台左右,1994年曾降到21.66万台。

进入21世纪产量发展较快,2003~2004年全国小型通用汽油机总产量已超过600万台,产量增幅较大。2007年小型通用汽油机年产量已达1227万台。就品种看,我国现有的摩托车发动机品种远远少于日本,排量大于125毫升的摩托车发动机品种更少,有许多排量品种尚属空白。通用小型汽油机产品品种也很少,主要集中在功率为3.68千瓦(5马力)以下,大于此功率的汽油机品种很少,同日本、美国差距很大。

内燃机的应用领域
内燃机热效率高、功率范围大、适应性好,已广泛应用于交通运输业、工农业和军事装备等领域。
1.汽车与机车
内燃机是轿车、商用车和摩托车的主要动力,电动车、混合动力车虽发展较快,但商业上的规模应用还有待时日;内燃机现在也仍是铁路机车的主要动力。
2.航空
燃气轮机和喷气式发动机几乎是民航飞机和军用飞机的唯一动力装置。优点:重量轻,尺寸小,结构简单,扭矩特性好,振动小及排气中有害气体少。缺点:热效率低,燃料消耗高。私人飞机、教练飞机、直升飞机和其它轻型飞机则使用往复式内燃机。
3.工程机械
起重机、挖掘机、压路机、铲车等工程机械、矿山和建筑机械大多用内燃机作动力,自行式工程机械则全部采用柴油机、汽油机作动力。
4.船舶
内河船舶全部采用柴油机作动力,在远洋海轮方面大型低速柴油机也是主要动力,原因是最经济。
5.农业
随农业机械化的飞速发展,拖拉机和农田作业机械、排灌机械、农副产品加工机、中小渔船和林牧机械都大量使用内燃机作动力。
6.军事
陆地上,、装甲车、重牵引车又以柴油机为动力;在轻型舰艇上,柴油机应用占优势。核潜艇、、鱼雷快艇、巡逻艇、扫雷艇、登陆艇及大部分常规潜艇和军辅船以柴油机为主要动力。只有少数水面舰艇采用柴——燃联合动力动力装置。
7.备用电站
大型电站中,汽轮机占主导地位,对于备用电站和小型移动电站,柴油发电机组经济性好,应用广泛。






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