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柴油机如何运作
来源:www.ascsdubai.com 时间:2022-08-31 03:13 点击:177 编辑:admin

柴油机和汽油机一样都是四冲程发动机(即进气.压缩.作功.排气)。柴油机在进气时高压油泵把柴油通过喷油嘴雾化后喷进气缸(进气时活塞下行),活塞运行到下止点后活塞上行把雾化的柴油压缩,柴油在燃烧室被压缩后就爆炸燃烧作功,推动活塞下行,活塞运行到下止点后再次上行,这时,排气门打开废气排出,一个工作循环完成。就这样不断的重复

柴油机是谁发明的?

柴油机的发明者——鲁道夫·狄塞尔

拖拉机在田野里发出轰鸣,载重汽车在公路上奔驰,轮船在海洋上破浪前进,它们都需要柴油机提供的动力。柴油机的应用十分普遍。它作为一种热效率较高的动力机,直到今天,在许多地方和生产部门中仍然发挥着重要的作用。柴油机的发明者,是近代德国的一位工程师,名叫鲁道夫·狄塞尔。

1858年3月18日,狄塞尔出生在巴黎一个德国侨民的家庭里。

1879年,21岁的狄塞尔以优异成绩在慕尼黑工科大学毕业。毕业后,他成为林德教授的助手。不久,又到瑞士文特图尔的苏尔寿机器工厂进行短期实习。第二年,狄塞尔到达巴黎,在林德冷冻公司所属的巴黎制冰厂工作,担任这个厂的工程师。从1880年到1890年,狄塞尔在巴黎整整工作了10年。在这10年中,他一直致力于动力机的研究和改进。

研究工作是从对蒸气机的改造开始的。自从瓦特发明蒸汽机以来,蒸汽机作为惟一的动力机,得到了广泛的应用。但是,蒸汽机在使用过程中,暴露出它的很多缺点。例如:体积大、操作不方便、运行不够安全,等等。特别是它的效率不高,在10%以下,有的效率甚至只有5%~6%。随着工业生产的发展,需要一种使用方便、效率更高的动力机。

为了克服蒸汽机的缺点,很多人都在进行研究和改进。人们发现,蒸汽机的很多缺点,都是由于它的外部燃烧方式带来的。只有改变这种外部燃烧方式,使燃料直接在汽缸内部燃烧,热能直接做功,才会提高动力机的效率。正是根据这些设想,有位名叫里诺的法国工程师,曾在1860年制成一台煤气机。里诺的煤气机虽然是比蒸汽机体积要小的一种内燃机,但是燃料消耗很大,热效率也只有4%左右。

动力机的效率,指的是它在使用过程中,起动力作用的能量在使用的燃料能量中所占的比例。既然煤气机的效率还不如蒸汽机的效率高,当然也就没有应用价值厂。不过,煤气机的内部燃烧方式优于蒸汽机,因而是可取的。

狄塞尔在研究如何改造蒸汽机的时候,也是本着将外部燃烧方式改变为内部燃烧方式的思路,进行探索的。他花费了大量时间和精力,进行新型动力机的研究和制造工作。在这个过程中,他打算制造一部用氨气来驱动的新型动力机。在研究“氨气发动机”时,他深入地探讨了卡诺的理论。卡诺是法国的著名物理学家。他曾设想通过内燃来为热力发动机提供热源,从而提高热力发动机的效率。要想做到这一点,就需要找到一种比蒸汽更好的工质。所谓“212质”,是“工作介质”的简称,指的是机器中借以完成能量转化的媒介物质。卡诺认为,可以将空气作为工质。其他一些工程师也曾提出过用空气、碳酸和乙醇来代替蒸汽,作为工质。狄塞尔在卡诺理论的启发下,打算用氨气来作为工质。

狄塞尔为什么会想到用氨气来作为工质呢?这同他在巴黎期间的实际工作有着密切的关系。由于他是制冰厂的工程师,非常了解氨气的性质和用途。在制冰生产过程中,离不开氨。氨是一种制冷剂,它在制冷机中能够把热量从低温处传送到高温处。正因为氨气具有促使热量转移的性能,所以狄塞尔就想利用它来代替蒸汽。他想把氨气作为热力发动机中的媒介物质,促使热能转化为机械能,成为动力做功。

可是,狄塞尔花了大量时间进行研究和实验,结果都失败了。实践证明,利用氨气作为工质来制造热力发动机,是不可能做到的。他认识到这一点之后,就果断地把研制“氨气发动机”的计划放弃了。对“氨气发动机”的研究,可以说是狄塞尔走过的一段弯路。但是,这件事也说明,狄塞尔对在科学技术方面的发明创造,表现了实事求是的态度。

1890年,狄塞尔回到德国,到奥格斯堡机器制造厂工作。从这时起,他全力投入到内燃机的研究之中,决心制造出一部经济实用、效率更高的新型热力发动机。

当时,无论从理论上或者技术上来说,研制内燃机的条件都已经完全具备了。前面已经提到,将热力发动机从外部燃烧方式改变为内部燃烧方式,从而提高效率,这方面的研究工作早就有人进行了。里诺在1860年发明的煤气机,应用价值不高。1862年,法国人德罗夏提出了四冲程内燃机的理论。理论问题解决了,但是要制造出能够实际应用的内燃机,却不是一件容易的事情。直到1876年,有一位名叫奥托的德国工程师,才根据德罗夏的理论,经过反复研究试验,对里诺的煤气机进行重大改造,制成了一台四冲程内燃机,使热效率提高到了14%。但是,奥托的内燃机仍然用煤气作燃料,缺点不少。1883年,德国的另一位工程师戴姆勒制成了汽油发动机,进一步提高了效率。

狄塞尔早在大学学习期间,就已经萌发了研制内燃机的想法。这时,奥托和戴姆勒的成功又使他受到极大的鼓舞。于是,他便在奥托和戴姆勒发明的内燃机的基础上,进一步深入研究。狄塞尔雄心勃勃,希望超过他们。为了使发动机得到更广泛的应用,他打算使用价格低廉的燃料,作为内燃机的热能来源。

鲁道夫·狄塞尔

——柴油机之父

随着对汽车油耗和排放的限制越来越严,柴油机对汽车生产商的吸引力也越来越大。提起柴油机,不能不讲到它的发明者鲁道夫·塞尔(Rudolf Diesel)。

鲁道夫·狄塞尔1858年3月出生在法国巴黎。父母是在法国打工的德国工人。法、德交恶后,狄塞尔一家被驱逐回德国。家庭的生活也随之困难起来。但小狄塞尔学习勤奋,中学毕业时以最高分数获得了奖学金,进入墨尼黑工业大学学习。

1879年,年仅21岁的狄塞尔大学毕业。当上了一名冷藏专业工程师。在工作中狄塞尔深感当时的蒸气机效率极低,萌发了设计新型发动机的念头。在积蓄了一些资金后,狄塞尔辞去了制冷工程师的职务,自己开办了一家发动机实验室。

针对蒸汽机效率低的弱点,狄塞尔专注于开发高效率的内燃机。当时尼古拉斯·奥托发明的点火式内燃机已较成熟,但那时奥托发动机的燃料是煤气,储存、携带均不方便,效率也受到影响。19世纪末,石油产品在欧洲极为罕见,于是狄塞尔决定选用植物油来解决机器的燃料问题(他用于实验的是花生油)。因为植物油点火性能不佳,无法套用奥托内燃机的结构。狄塞尔决定另起炉灶,提高内燃机的压缩比,利用压缩产生的高温高压点燃油料。后来,这种压燃式发动机循环便被称为狄塞尔循环。

像所有伟大的发明家一样,狄塞尔的前进道路上困难重重。实验证明,植物油燃烧不稳定,成本也太高,难以承担狄塞尔的“重任”。好在当时石油制品在欧洲逐渐普及,狄塞尔选择了本来用于取暖的重馏分燃油——柴油作为机器的燃料。压燃式发动机的结构强度始终是个难题。一次实验中,汽缸上的零件象炮弹碎片一样四处飞散,差点儿造成人员伤亡。实验不顺利,狄塞尔的资金也渐渐耗尽。他不得不回到制冷机工厂谋生。但狄塞尔没有向困难屈服,他利用业余时间继续实验,一步步完善自己的机器。

1892年,狄塞尔终于能够向全世界展示自己的成果——一台实用的柴油动力压燃式发动机。这种发动机功率大,油耗低,可使用劣质燃油,显示出辉煌的发展前景。狄塞尔随即投入到柴油机生产的商业冒险中。不幸的是,作为优秀的工程师,狄塞尔缺乏商业头脑。他在经济上渐渐陷入困境。1913年狄塞尔已处于破产的边缘。这一年夏天,狄塞尔在乘坐英吉利海峡的渡轮时,突然失踪,据认为是投海自杀。但狄塞尔发明的柴油机,在汽车、船舶和整个工业领域得到越来越广泛的发展

另外:

林宏迪先生写了一部作品叫《伟大的柴油机发明家——狄塞尔》

所以很显然柴油机的发明者是 狄塞尔 了

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