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内燃機関の歴史は、中国で最初のロケット エンジンが発明された10 世紀から 13 世紀にまで遡ります。1698 年にトーマス・セイヴァリが最初の商用蒸気機関(外燃機関の一種)を発明した後、18 世紀には同等の内燃機関を開発するさまざまな取り組みがなされました。1791 年、英国の発明家ジョン・バーバーがガスタービンの特許を取得しました。1794 年、トーマス・ミードがガスエンジンの特許を取得しました。同じく 1794 年、ロバート・ストリートが内燃機関の特許を取得しました。このエンジンは液体燃料 (石油) を使用する最初のものでもあり、その頃にエンジンを製造しました。1798 年、ジョン・スティーブンスがアメリカ初の内燃機関を設計しました。1807 年、フランスの技術者ニセフォールおよびクロード・ニエプスが、制御された粉塵爆発を使用する試作型の内燃機関、ピレオロフォールを稼働させました。同年、スイスのエンジニア、フランソワ・イザック・ド・リヴァが水素と酸素を動力とする内燃機関を製作し、特許を取得しました。フランソワ・イザック・ド・リヴァは、粗末な四輪ワゴンにこのエンジンを取り付け、1813年に初めて100メートル走行しました。これは、内燃機関で駆動する最初の自動車のような乗り物として歴史に名を残したことになります。
サミュエル・ブラウンは、 1823年に米国で産業的に応用された最初の内燃機関の特許を取得しました。ブラウンはまた、1827年にテムズ川で彼のエンジンを使用したボートを、1828年にはエンジン駆動の馬車を実演しました。イタリアのエンジニアであるエウジェニオ・バルサンティ神父は、フィレンツェのフェリーチェ・マテウチと共同で、1853年に最初の本物の内燃機関を発明しました。彼らの特許申請は、1854年6月12日にロンドンで許可され、ロンドンのモーニングジャーナルに「ガスの爆発による動力の取得に関するエウジェニオ・バルサンティとフェリックス・マテウチの仕様」というタイトルで掲載されました。1860年、ベルギーのジャン・ジョセフ・エティエンヌ・ルノアは、ガス燃焼式内燃機関を製造しました。1864年、ニコラウス・オットーは、商業的に成功した最初のガスエンジンの特許を取得しました。
ジョージ・ブレイトンは1872 年に最初の商業用液体燃料内燃機関を発明しました。1876 年、ニコラウス・オットーはゴットリープ・ダイムラーおよびヴィルヘルム・マイバッハと共同で、圧縮充填 4 ストローク サイクル エンジンの特許を取得しました。1879 年、カール・ベンツは信頼性の高い2 ストロークガス エンジンの特許を取得しました。1892 年、ルドルフ・ディーゼルは最初の圧縮充填圧縮着火エンジンを開発しました。1954 年、ドイツのエンジニア、フェリックス・ヴァンケルは偏心ロータリー設計を使用した「ピストンなし」エンジンの特許を取得しました。
最初の液体燃料ロケットは、1926年にロバート・ゴダードによって打ち上げられました。ハインケルHe178は1939年までに世界初のジェット機となり、その後1949年に世界初のラムジェットエンジン、2004年に世界初のスクラムジェットエンジンが開発されました。
1850年以前
- 西暦100年以前:東南アジアで火ピストンが発明され、オーストロネシアでの使用が集中した。この装置とディーゼルの初期の空気圧ポンプの経験から、ディーゼルエンジンが生まれた。ディーゼルエンジンも圧縮着火（火花点火ではなく）を採用している。[1] [2]
- 10世紀から13世紀:火薬を燃料とするロケットエンジンの一種である火矢が中国で発明される。[3]
- 1678年 - 1679年:オランダの発明家クリスティアーン・ホイヘンスが、単気筒火薬エンジンの原型であるホイヘンスエンジンを製作した。
- 1745年：ヴェローナのアゴスティーノ・ルッフォ修道院長がポンプの漏れを検査していたところ、加圧後に木製の栓が焦げていることに気づいた。後に彼はポンプによる木材の発火をさらに研究するための装置を作った。[4]
- 1780年代: 密閉容器内の水素ガスを電気火花で点火する「電気ピストル」がイタリアの化学者アレッサンドロ・ボルタによって発明された。[5]これはおそらく火花点火熱機関の最初の例である。
- 1791年: イギリスの発明家ジョン・バーバーによる特許「運動を生み出し冶金作業を容易にする目的で可燃性空気を上昇させる方法」に、ガスタービンエンジンの原理が記載されました。
- 1794年:往復ピストンエンジンがロバート・ストリートによって製作されました。このエンジンはガス蒸気を燃料とし、ピストンの吸気行程を利用して外気を吸い込み、空気と燃料の混合物を外部の炎で点火しました。[6] 1794年にはトーマス・ミードによって別のガスエンジンの特許も取得されました。[7]
- 1801年: 2ストロークガスエンジンで圧縮を利用するという概念がフランスのエンジニア、フィリップ・ルボン・ダンバーシュタインによって理論化された。[8]
- 1807年:フランスの発明家クロード・ニエプスとニセフォール・ニエプスが、世界で初めて実際に機能する内燃機関として知られる「ピレオロフォール」を製作した。この試作エンジンは、一連の制御された粉塵爆発を使用し、フランスのソーヌ川上流で船を動かすために使用された。
- 1807年:スイスのエンジニア、フランソワ・イザック・デ・リヴァスが水素燃料のデ・リヴァスエンジンを製作し、車輪付きの馬車に取り付けた。おそらく世界初の自動車が誕生した。[9]このプロトタイプエンジンは火花点火を採用していた（上記の1780年代のアレッサンドロ・ボルタの設計による）。
- 1823年: イギリスの技術者サミュエル・ブラウンがガス真空エンジンのコンセプトの特許を取得。ブラウンのエンジンの1つは、1830年から1836年までロンドンの運河で水を汲み上げるために使用されました。
- 1824年:フランスの物理学者ニコラ・レオナール・サディ・カルノーが研究論文で熱機関の熱力学理論であるカルノーサイクルを発表。
- 1826年: アメリカの発明家サミュエル・モリーが「ガスまたは蒸気エンジン」の原理に関する特許を取得。[10]この特許には、キャブレターの最初の設計が含まれている。
- 1833年：複動式ガスエンジンの特許、レミュエル・ウェルマン・ライト、英国特許番号6525、テーブル型ガスエンジン。複動式ガスエンジン、水ジャケットシリンダーの最初の記録。[11]
- 1838年：イギリスの発明家ウィリアム・バーネットが複動式ガスエンジンの原理に関する特許を取得。これは、シリンダー内の圧縮と冷却用のウォータージャケットの使用を提案した最初の設計として知られている。[12]
1850–1879
- 1853年 - 1857年: イタリアの数学者エウジェニオ・バルサンティとエンジニアのフェリーチェ・マテウチが、フリーピストン式バルサンティ・マテウチエンジンの原理の特許を取得。この設計は、燃焼室内のガス燃料の爆発により、燃焼室内の真空がピストンを下方に引っ張ることで動力を得ることを意図していた。[13] [14]
- 1860年: ベルギー系フランス人[15]のエンジニア、ジャン・ジョセフ・エティエンヌ・ルノアが、水平複動式蒸気エンジンに似たレイアウトを使用した大気圧（非圧縮）ガスエンジンを発明した。[16]この設計の特許は「ガス燃焼による空気膨張エンジン」と題された。伝えられるところによると、1860年にはパリでこのエンジンが数台製造され、商業的に使用された。[17] : p15 1867年までに、約280台のルノアエンジンが製造された。フリードリヒ・サスは、ルノアエンジンを最初の機能的な内燃機関とみなしている。[17] : p11
- 1861年: 4ストロークエンジンの原理が、フランス人技術者アルフォンス・ボー・ド・ロシャスによって、 「Nouvelles recherches sur les criteria pratiques de l'utilisation de la chaleur et en général de la Force motrice」と題されたエッセイで説明されている。 Avec アプリケーションを使用してナビゲーションを管理できます。デ・ロシャスは特許を申請したが、2年後に無効と宣告された。[17] : p56-58
- 1862年: ドイツのエンジニア、ニコラウス・オットーとミヒャエル・ゾンスが、改良されたレノアエンジンから作られた4ストロークエンジンのプロトタイプを製作した。エンジンは数分間しか作動せず、その後自爆した。[17] : p23 [18]
- 1864年～1875年: ドイツの発明家ジークフリート・マーカスが、最初のガソリン自動車（手押し車の原型）を製作した。[17] : p79 [19] [20]
- 1864年: ドイツのエンジニア、オイゲン・ランゲンとニコラウス・オットーが、商業的に成功した最初の内燃機関であるガス燃料の大気エンジンを製作しました。[17] : p29-31 このエンジンは1867年のパリ博覧会で金メダルを獲得し、 [21] 1868年に特許を取得しました。[17] : p31 このエンジンの燃料消費量は、ルノアエンジンやヒューゴンエンジンの半分以下でした。[ 17] : p34-35
- 1865年：フランスのエンジニア、ピエール・ユゴンが、ルノアエンジンの改良版で、炎点火、燃費向上[22]、冷却用シリンダーへの水噴射などを備えたユゴンエンジンを発表しました。このエンジンは、印刷機や特許事務所などの用途向けに商業的に生産されました。
- 1872年: アメリカのエンジニア、ジョージ・ブレイトンが、世界初の商業用液体燃料エンジン「ブレイトン・レディ・モーター」の特許を取得。このエンジンは定圧燃焼を採用し、1876年に商業生産が開始された。[17] : p413-414
- 1876年: ドイツのDeutz-AG-Gasmotorenfabrik社で、ニコラス・オットー、フランツ・リングス、ヘルマン・シュムが、オットー・サイレント・エンジンと呼ばれる最初の実用的なオットーサイクルエンジンを製作した。このエンジンは、当時の他の大気圧エンジンとは異なり、燃焼前に空気と燃料の混合物を圧縮した。このエンジンは、排気量6.1 dm 3 の単気筒ユニットで、毎分180回転で3 PS (2,206 W) の定格出力があり、燃料消費量は0.95 m 3 /PSh (1.29 m 3 /kWh)であった。[17] : p43-44 ヴィルヘルム・マイバッハは後に、コネクティングロッドとピストンの設計をトランクからクロスヘッドに変更してエンジンを改良し、量産できるようにした。[17] : p45
- 1876年: オットーは4ストローク原理を使用する層状チャージエンジンの特許を申請した。この特許は1876年にエルザス・ロートリンゲンで認可され、1877年にドイツ特許となった（DRP 532、1877年8月4日）。[17] : p51-52
- 1879年: ドイツの技術者カール・ベンツが2ストロークガスエンジンの試作機を製作した。[23]
-
1860年レノアガスモーター -
1864～1875年のプロトタイプのマーカスカート -
1870年代のブレイトンのレディモーター
1880–1899
- 1881年: スコットランドのエンジニア、ダガルド・クラークが最初の商業的に成功した2ストロークエンジンの設計特許を取得しました。[24] [25]このエンジンはスーパーチャージャーを使用した最も初期のエンジンの1つです。[26]
- 1885年：ベンツ・パテント・モトールヴァーゲン（世界初の自動車とされることが多い[27]）が製造された。0.55kW（0.74馬力）の単気筒4ストロークエンジンを搭載していた。[28]
- 1885年:ドイツのエンジニア、ゴットリープ・ダイムラーが、ダイムラー・ライトヴァーゲン（世界初のオートバイとされる[29] [30] [31] ）を製作した。ライトヴァーゲンは、0.37kW（0.50馬力）の高速（600rpm）単気筒エンジン[32]であるグランドファーザークロックエンジンを搭載していた。
- 1888年:さまざまなロケットエンジンやジェットエンジンに使用されるラバルノズルが、スウェーデンのエンジニア、グスタフ・デ・ラバルによって発明されました。
- 1888年:フランスの発明家フェリックス・ミレーがロータリーエンジン（ピストンのないヴァンケルエンジンと混同しないように）の特許を取得。この5気筒エンジンは自転車の後輪に取り付けられ、1894～1895年のミレーのオートバイに使用されました。
- 1889年: 最初のV型エンジンがドイツのエンジニア、ヴィルヘルム・マイバッハによって製造された。[33]
- 1889年: 最初のアルミニウム製エンジンブロックが開発される。[34]
- 1891 年:ディーゼル エンジンの前身とみなされることが多いホーンズビー アクロイド石油エンジンの生産が開始されました。このエンジンは、イギリスの発明家ハーバート アクロイド スチュアートによって設計されました。
- 1892年:ドイツのエンジニア、ルドルフ・ディーゼルが論文「合理的な熱モーターの理論と構築」を執筆。[17] : p. 394 この論文では、ディーゼルエンジンの発明につながったいくつかの概念について議論されています。
- 1897年: ルドルフ・ディーゼルが設計した「モーター 250/400」と呼ばれる最初の実用的なディーゼル エンジンが、ドイツのアウクスブルク マシーネンファブリークで製造されました。
- 1897年: 最初の水平対向エンジンがカール・ベンツによって製作された。ピストンが同時に前後に「パンチ」するため、この構成は後にボクサーエンジンとして知られるようになった。 [35]
- 1897年:ドイツの技術者ロバート・ボッシュが点火マグネトーを自動車エンジン用に改良した。[36]
1900–1919
- 1902年: フランスのエンジニア、レオン・ルヴァヴァスールが最初のV8エンジンを製作。アントワネット8Vと呼ばれるこのエンジンは、初期のフランスの飛行機に使用されました。
- 1903年: ノルウェーの発明家エギディウス・エリングが、タービン自体の部品を動かすのに必要な電力以上の電力を生産できる最初のガスタービンを製作した。[37]
- 1904年:量産車初のオーバーヘッドバルブエンジンがアメリカのビュイック モデルBセダンに搭載されました。
- 1905年: スイスのエンジニア、アルフレッド・ビュッヒが排気駆動ターボチャージャーの特許を取得。
- 1905年:シリンダー休止が初めて採用される。[38]
- 1908年: ドイツで最初のホルツヴァルトガスタービンがテストされました。ホルツヴァルトは、バルブで閉じられたチャンバー内で燃焼が行われる定容ガスタービンの一種です。 [39] [40] [41]
- 1908年：世界初の商業的に生産された航空機用ロータリーエンジンである7気筒のGnome OmegaがフランスのSociété Des Moteurs Gnome社によって生産開始。[42]
- 1910年:量産車初のオーバーヘッドカムシャフトエンジンがイタリアの高級車「イソッタ・フラスキーニ ティーポ KM」に搭載されました。
- 1913年:ジェットエンジンのラムジェット設計がフランスのエンジニア、ルネ・ロランによって特許取得される。[43]
1920–1939
- 1921年:軸流ガスタービンエンジンの概念がフランスのエンジニア、マキシム・ギヨームによって特許取得されました。
- 1925年:スウェーデンのエンジニア、ジョナス・ヘッセルマンが、トラックとバス用のガソリン直噴エンジンであるヘッセルマンエンジンを開発した。[44] [45]
- 1926年:イギリスのエンジニア、アラン・アーノルド・グリフィスが研究論文「タービン設計の空気力学的理論」で、ジェットエンジンの効率の理論的改善を提案。提案の中には、ターボプロップの設計や、タービンブレードを平らな形状から翼型に変更することなどが含まれていた。
- 1926年: アメリカの物理学者ロバート・ゴダードが最初の液体燃料ロケットを製作。
- 1926年:量産車用としては初のダブルオーバーヘッドカムシャフトエンジンが、イギリスのサンビーム3リッタースポーツカーに搭載されました。
- 1927年：ジェットエンジン設計に関する重要な参考書、スロバキアの技術者オーレル・ストドラ著『蒸気タービンとガスタービン』が出版される。[46]
- 1930年:ターボジェットエンジンの概念がイギリスのエンジニア、フランク・ホイットルによって特許取得されました。このエンジンが初めて正常に動作したのは1937年でした。
- 1931年: アメリカのエンジニア、ロバート・ゴダードが最初の実用的なパルスジェットエンジンを設計した。[47]
- 1935年:乗用車用ディーゼルエンジン第1号の量産モデル、メルセデス・ベンツ OM 138 の生産がドイツで開始されました。
- 1937年:ドイツの発明家ハンス・フォン・オハインとエルンスト・ハインケルが、最初のターボジェットエンジンであるハインケルHeS 1プロトタイプエンジンを開発しました。 1939年、後継のハインケルHeS 3エンジンにより、ターボジェットエンジン搭載の航空機の初飛行が完了しました。
1940–1979
- 1941年:イタリアのエンジニア、セコンド・カンピーニが設計したカプロニ・カンピーニCC2 モータージェットは、アフターバーナーを搭載した最初の航空機でした。アフターバーナーを作動させたCC2の初飛行は1941年4月11日に行われました。[48] [49]
- 1942年: 初の実用ジェットエンジン搭載飛行機、ドイツのメッサーシュミット Me 262戦闘爆撃機が初飛行を完了。
- 1949年:ラムジェットエンジンを搭載した最初の飛行機、ルデュック 0.10 が試験飛行を完了。ラムジェットエンジンはフランスのエンジニア、ルネ・ルデュックによって設計されました。
- 1952年:量産乗用車用としては初の燃料噴射システム（ロバート・ボッシュ社製の機械式燃料噴射システム）が、ドイツの小型セダン「ゴリアテ GP700」に採用されました。
- 1957年: ピストンレス・ヴァンケルエンジン（ロータリーエンジンとも呼ばれる）の最初の実用的なプロトタイプが、ドイツのエンジニア、フェリックス・ヴァンケルによって製作されました。
- 1957年: アメリカのベンディックスエレクトロジェクターシステムを使用した電子燃料噴射 (EFI) を量産乗用車に初めて採用。
- 1967年:ロールスロイスRB.203トレントが最初の3軸エンジンとなる。[50]
- 1969年:プラット・アンド・ホイットニーJT9Dエンジンは、ワイドボディ旅客機に動力を供給する最初の高バイパス比ジェットエンジンでした。 [51]
- 1970年: 最初のギアードターボファンエンジンが開発されました。[51]
- 1979年：ホンダは楕円ピストンを搭載したホンダNR500を発売した。[52]
1980年から現在
- 1981年:フェラーリ126C F1カーは1981年にホットV型ターボチャージャーエンジンを使用しました。 [53]
- 1983年:いすゞはディーゼルで作動し、当時の同等エンジンの半分の燃料しか消費しないセラミックエンジンを開発した。エンジンのシリンダーの材料としてセラミックが使用された。 [54] [55]
- 1985年:ゼネラル・エレクトリックGE36 プロップファンが初めて稼働。[56]
- 1989年: VTECは、1989年ホンダインテグラXSimでDOHC （デュアルオーバーヘッドカムシャフト）システムとして日本で導入されました[57]
- 1990年代初頭:キャブレターが燃料噴射装置に置き換えられた。[58] [59]
- 1991年: トヨタがレーザークラッドバルブシートを開発。1997年に量産開始。[60] [61]
- 1995年: トヨタがVVT-iを導入。[62]
- 1998年：1998年から2000年まで、マクラーレン F1チームは、ベリリウムアルミニウム合金ピストンを搭載したメルセデスベンツのエンジンを使用していました。 [63]スクーデリアフェラーリの抗議を受けて、ベリリウムエンジン部品の使用は禁止されました。[64]一時期、この材料はシリンダーライナーにも使用されていました。[65]
- 2004年: 初のスクラムジェットエンジン搭載飛行機、NASA X-43プロトタイプが試験飛行を完了。
- 2006年：メルセデス・ベンツは、非常に滑らかなシリンダーライナーを製造するためにツインワイヤアーク溶射法を採用しました。[66]
- 2006年：BMW Hydrogen 7に水素内燃エンジン搭載車が登場[67]
- 2008年：BMW N63は最初の量産ホットV型ターボチャージャー付きエンジンであり、 2008年以降米国製BMW X6に使用されました。[68]
- 2008年: フォードは、非常に滑らかなシリンダーライナーを製造するためのプラズマトランスファーワイヤーアークプロセスの使用を発表し、2015年に量産に使用されました。[69] [70]
- 2011年：三菱が燃焼温度1600℃のガスタービンを開発。[71]
- 2013年: ゼネラル・エレクトリックは圧縮比61:1のGE9Xの開発を開始した。 [72]
- 2014年：Liquidpistonは、逆ヴァンケルエンジンに似たデザインのエンジンのプロトタイプを発表しました。燃焼室は三角形で、ローターは楕円形です。[73]
- 2016年：Qoros Autoがカムレスピストンエンジンを搭載した車両を発表。2020年にケーニグセグが再びこのアイデアを発表した。[74] [75] [76]
- 2017年：2019年型インフィニティQX50にはターボチャージャー付き可変圧縮比エンジンが搭載される。[77]
- 2017年：アチェーツ・パワー社は往復エンジンの最大ブレーキ熱効率が55パーセントであることを実証した。[78]
- 2020年：マセラティは市販のネットゥーノエンジンにプレチャンバー点火を導入した。[79] [80]
- 2021年： COP26会議において、24か国が2040年までに販売されるすべての新車をゼロエミッション車にすること（実質的にガソリン車やディーゼル車の生産を禁止すること）を約束した。
- 2022年：アヴァディMA-250エンジンは、エンジン作動中にピストンとコネクティングロッドが回転する設計を特徴としています。[81]
- 2022年：ヒュンダイは内燃機関の開発を中止する。[82]
- 2023年： GACグループが自動車用初のアンモニアエンジンを開発。[83] [84]
- 2024年：WinGDは、2ストローク船舶用低速エンジンでの可変圧縮比のテストを発表。[85]
参照
参考文献
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