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柴油机是怎么诞生的呢

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柴油机是怎么诞生的呢

发布日期:2019-01-17 作者: 点击:

       鲁道夫·狄塞尔1856年出生于法国巴黎,父母是德国移民。1870年普发战争爆发后,他移居到德国奥格斯堡的叔叔家,在那里他就读职业学校。1875年,他进入慕尼黑科技大学学习,5年后以第一名的成绩毕业并返回巴黎从事制冷专业。在工作中,他深感蒸汽机的效率低下,于是萌发了设计新型发动机的念头。1890年他回到柏林,不久后他建造了一台以氨气为动力的发动机并进行研究,但不幸的是,发动机的爆炸差点要了他的命。出院后他继续研究工作,并在1893年发表了著名的论文《取代现有蒸气发动机和内燃发动机的合理的热发动机理论和设计》,在论文中他提出了定压加热循环原理(即“狄塞尔”循环),并申请了专利。

铝合金船艇柴油机

       为了实现他的想法,他找到德国奥格斯堡机器制造厂,也就是今天大名鼎鼎的曼(M.A.N)公司的前身。1897年,他成功制造了一台能安全运转的热机。在奥格斯堡他亲自启动了发动机,那一瞬间,热机领域一次新的科技革命诞生了。虽然这台单缸引擎的功率仅为14瓦,但效率已经远远超过当时的蒸汽机和已经发明的奥托式内燃机,达到了前所未有的26%。现在,这台机器的复制品(原件已经不幸在二战中损毁)被收藏在慕尼黑德意志科技博物馆里,狄赛尔也永远被人们铭记。今天英文的柴油机一词“Diesel Engine”就是以他的姓氏来命名的。不过当时柴油机并没有使用柴油,使用的是植物油。

       狄塞尔柴油机为单缸四冲程柴油机,虽然铝合金船艇柴油机过了100多年的发展,但其基本原理都是基于狄塞尔提出的定压膨胀原理。柴油机主要由气缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、喷油嘴等部件组成。4冲程柴油机的工作循环经历进气、压缩、做功和排气四个冲程。柴油机在进气冲程吸人的是纯空气,在压缩冲程接近结束时,由喷油泵将高压柴油通过喷油器以雾状喷人气缸,在短时间内与压缩后的高温、高压空气混合,形成可燃混合气。混合气温度大大超过柴油的自燃点,柴油喷人气缸后,在很短的时间内即自行着火燃烧,燃气压力急剧上升,温度急剧升高,在高压气体推动下,活塞向下运动并带动曲轴旋转作功。废气则经排气门、排气管等处排人大气。

       四冲沙泵柴油机在一个工作循环中,只有一个冲程做功,其余三个冲程都是为做功冲程创造条件的辅助行程。因此,单缸发动机工作不平稳,需要通过飞轮等保证其圆周运动。现代柴油机大多采用多缸结构,在多缸发动机中,所有气缸的做功行程并不同时进行,而尽可能有一个均匀的做功间隔。例如六缸发动机,在完成一个工作循环中,曲轴旋转两周即720度,曲轴转角每隔120度就有一个气缸做功。因而多缸发动机曲轴运转均匀,工作平稳,并可获得足够大的功率。虽然柴油和汽油同为内燃机燃料,但柴油属于石油分馏中较重的馏分,馏出温度高,粘度比汽油大,不易蒸发,然而其自燃点却低于汽油,故柴油机内可燃混合气的形成和燃烧方式与汽油机不同。汽油机与柴油机比较各有特点;汽油机转速高,质量小,噪音小,起动容易,制造成本低,多用于汽车等小功率的场合;柴油机压缩比大,热效率高,输出功率大,经济性能和排放性能都比汽油机好。一般来说,柴油机的气缸数越多、缸径越大、活塞行程越长、汽缸压力越大,输出功率也就越大。当今,柴油机在重型汽车、重型机械、火车和船舶推进、电站等方面均有广泛应用。

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