5.1.3 汽油机和柴油机诞生在线视频

同学们 大家好

以奥托内燃机为代表的煤气机

虽然比蒸汽机具有很大的优越性

但在社会化大生产情况下

显然难以满足交通运输业所需求的

高速 轻便等性能

因为它以煤气为燃料

需要庞大的煤气发生炉和管道系统

而且煤气的热值低(约17.5-20.9MJ/m3)

故煤气机转速慢 比功率小

1859年 美国打出了世界第一口油井

从此 石油工业很快发展起来

汽油和柴油等石油产品逐渐成为普通商品

并成为内燃机发展的物质基础

用汽油 柴油等石油产品取代煤气作为燃料

已经成为内燃机发展的必然趋势

1885年盛夏的一天

德国坎修卡特城内的孩子们忘记了玩耍嬉戏

正安静地注视一辆两轮脚踏车

孩子们的家长也沿着河畔的陡坡走了过来

山坡上的人越来越多

他们为了要亲眼目睹

一位中年绅士骑脚踏车行路的情景

只见那位中年绅士手握脚踏车的龙头

作助跑动作 在滑行一段距离之后

就灵巧地跳上车子

他踩动踏板后

又去操纵安装在车子上的一步机关

突然 那机关发出了

类似燃放百支爆竹那样的轰然巨响

还冒出了青白色的烟雾

车子被烟雾笼罩

一面不断发出巨大的爆炸声

一面以惊人的速度奔驰而去

在短短的1分钟之后

那位中年绅士又沿着河岸的山坡

回到了他出发的地方

这时候人们看到他的两只脚

仍然放在踏板上 根本没有踩动

这真是一件不敢相信的事情

世界上第一个骑机器脚踏车的人

德国人戴姆勒就这样平安无事地完成了他的首次试驾

那个驱动脚踏车前进的机关

就是我们今天普遍应用在摩托车

汽车 飞机上用的汽油内燃机

这台内燃机是由戴姆勒和他的好友兼同事

迈巴赫共同研制的四冲程往复汽油机

此发动机上安装了迈巴赫设计的化油器将汽油雾化

此外还用白炽灯管解决了点火问题

以前内燃机的转速都不超过200r/min

而戴姆勒的汽油机转速一跃达到了800-1000r/min

压缩比达到了3:1 高压缩比

提高了压缩比意味着发动机将有更大的推动力

它的特点是功率大 质量轻 体积小

转速快和效率高 特别适用于移动型交通工具

大约与此同时

另一位德国人 卡尔.本茨研制成功了

现在仍在使用的点火装置和水冷式冷却器

从此 汽油机的结构逐渐成熟起来

柴油机几乎是由汽油机同时发展起来的

它们具有很多相同点

所以柴油机的发展也与汽油机有许多相似之处

可以说整个内燃机的发展史上

汽油机和柴油机的发展是相互推动的

说起柴油机

不能不提到命运多舛的德国发明家

鲁道夫.狄塞尔

在科学史上

人们总是会对那种无心插柳

却一举成功的故事津津乐道

但还有一种同样可敬的人

他们在有生之年不断探索

但成就却不被世人承认

直到多年之后他们的成就才发扬光大

柴油机的发明者狄赛尔就是这样的一个人

狄赛尔1858年出生在法国巴黎

成年以后 他进入了德国的慕尼黑技术大学攻读

就在他读大学期间的1876年

德国人奥托研制成功了第一台4冲程煤气发动机

这是法国技师德罗夏内燃机理论第一次得到实际运用

这一成就鼓舞了当时从事机械动力研究的许多工程师

这其中既包括后来发明汽车的

卡尔.本茨 戴姆勒

也包括对机器动力十分有兴趣的年轻人狄赛尔

与致力于改造奥托发动机戴姆勒不同

狄赛尔的想法更为超前

他想完全舍去发动机中的点火系统

靠压缩空气发热 喷入燃料后自燃做功

这种方式完全区别于吸入燃气混合气点燃做功的方式

后人将其称为压缩式内燃机原理

当然狄赛尔产生这样的设想并不是空穴来风

因为当时并没有发明分电器和高压点火线圈

点火装置非常简陋和不稳定

狄赛尔想跳过这个技术障碍完全是可以理解的

不久 他在法国人约瑟夫.莫勒特发明的

气体打火机上找到了灵感

并坚持不懈的探索下去

狄赛尔没有料到

他的想法实现起来远远比发明点火系统复杂的多

他所遇到的第一个就是燃料问题

当时所以的汽油非常活跃

也非常容易点燃

但汽油却不能适应有很高的压缩比的压燃式发动机

一旦把汽油雾化喷入含有高温 高压空气的燃烧室

就会发生猛烈的敲缸甚至爆炸

舍去汽油是必然的行为

狄赛尔创造性把他的目标指向了植物油

经过一系列试验 对于植物油的尝试也失败了

但他是第一个把植物油料引入内燃机的人

因而近现代鼓吹绿色燃料的设计师们都把狄赛尔尊为鼻祖

最终燃料选择锁定了石油裂变产物中

一直未被重视的柴油上

柴油相对于汽油来说性质相对稳定

比较难于点燃

同时柴油一旦点燃会冒出大量的黑烟

因而它又不能像煤油那样用于照明

但柴油稳定的特性却恰恰适合于压燃式内燃机

在压缩比非常高的情况下柴油也不会出现爆震

这正是狄赛尔所梦寐以求的

经过近20年的潜心研究

狄赛尔终于在1892年试制成了

第一台四冲程压燃式内燃机即柴油机

并获得了技术专利

柴油机的特点是油耗低 热效率高

能将35％的燃料潜能转变成动力

当时汽油机最多28％

但狄赛尔最初试制的柴油机却很不稳定

1894年 狄赛尔改进柴油机并使其能运行1分钟左右

尽管他的柴油机还很不稳定

但狄赛尔却迫不及待的把它投入商业生产

因为他的竞争对手

早在1886年就把汽油机安装车辆上

而8年之后 汽油机汽车已经投入了商业运作

这位只了解技术并不了解商业运作的发明家

犯下了一生中最大的一次错误

他急于推向市场的20台柴油机由于技术不过关

纷纷遭到了退货

这不但给了他巨大的经济负担

更重要是影响了柴油机在公众的印象

在随后的几年里

几乎没有厂家或个人乐意装配柴油机

没有了资金来源又负债累累

这就使得狄赛尔的晚年陷入了极端贫困

1913年10月29日

55岁的狄赛尔

独自一人呆站在横渡英吉利海峡的轮船甲板上

被巨浪卷入了大海

多数历史学家认为狄赛尔是跳海自尽的

为了纪念狄赛尔

人们把柴油发动机命名为Diesel