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柴油机的发明

科普小知识2022-07-13 16:52:59
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鲁道夫·狄塞尔(1858 ~ 1913)出生在德国的一个贫困家庭。他年轻时在法国学习,后来回到德国成为一名制冷工程师。起初,他致力于氨发动机的研究,试图用氨代替蒸汽作为工作介质来做功和改进蒸汽机。经过六年的努力,他的想法完全失败了,但他没有灰心,离开了蒸汽机,转而使用内燃机。那时,以气体和汽油为燃料的内燃机刚刚被发明出来。压缩压力不超过20至30个大气压。如果压力更高,混合物会“爆震”,因此热效率通常低于20%。根据高级卡诺等人的热能和动力转换理论,迪塞尔满怀信心地从事高效内燃机的研究。经过理论计算和30多次初步试验,1892年2月颁发了一项专利:改用纯空气可以避免“爆燃”,压缩压力可以提高到200至250个大气压,压缩机内的温度可以达到800摄氏度。在这样的高压高温下,通过喷射煤粉进行等温燃烧,热效率可提高到70-80%。

柴油机公司游说主要工厂提供研究机会,但不幸的是,他们都被拒绝了。许多人嘲笑柴油机:“制冰机想成为发动机专家。”迪塞尔别无选择,只能公开发表他的作品。虽然他受到了一系列“奇怪想法”的攻击,但他也得到一些公正的评价和支持。经过多次努力,奥格斯堡机器制造厂的老板终于与柴油机公司签订了试生产合同,并在1893年底生产出第一台样机。在测试过程中,工厂的主发动机被用来驱动发动机运转,当发动机接*衡时,燃料被注入。然而,刹车时间像大炮一样轰鸣。安装在气缸盖上的测力计像炮弹一样飞走了。排气管冒出浓浓的黑烟。噪音持续不断,到处都是火花。所有在场的人都害怕逃命,并大喊“太可怕了”!试验证明,这台机器的功率只有两马力,不足以克服自身的摩擦力。考试的失败立即导致了冷嘲热讽、讥讽、辱骂和恐吓,就像暴风雨正向狄塞尔袭来一样!

柴油并不气馁,第一个实验已经证明,当燃料喷射到高压空气中时,燃料可以自己点燃的原理是可行的。他吸取了教训,纠正了自己的错误,经过重新改进和试生产,发动机在七个月内第一次能够独立运行,但它仅空转了大约一分钟,汽缸仅在88转中熔化。迪塞尔从每一次失败中总能发现成功的希望。根据实际测试的结果,他坚决放弃了原来理想的等温燃烧过程,用水来冷却气缸套,把压缩压力降低了15个大气压。最后,1897年1月,世界上第一台使用压缩燃烧的柴油发动机正式诞生。柴油机的发明在欧洲引起了轰动。经过数百名科学工作者的努力,它已经日益完善,仍然是最有效和最经济的动力机器。