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推进工业革命新高潮的内燃机

来源:网络资源 2009-09-02 20:03:48

[标签:燃料]

  推进工业革命新高潮的内燃机

  18世纪瓦特发明的蒸汽机被誉为推动工业革命的机器,而19世纪后半期奥托发明的内燃机,可谓把工业革命推向新高潮的机器。从此,新能源石油开始登上历史舞台,成为工业的血液。

  在奥托发明内燃机之前,1860年法国人鲁诺瓦尔发明了一种使用气体燃料的发动机。不过,这种发动机的原理几乎跟瓦特的蒸汽机完全一样。当活塞到达行程中间时,用电池和感应线圈产生的高压电火花点火。当时曾把这种发动机装到车上,在巴黎大街营业。但是,气体燃产发动机的热效率极低,仅为5%,而消耗燃料却比蒸汽机大得多。

  1853年,年仅21岁的德国人奥托目睹鲁诺瓦尔发明的装有机器的马车后,下决心研究一种新型的、高效率的发动机。

  奥托知道,只要用简单的引火方法,就能将石油或酒精蒸汽引爆。他一次又一次制作各种气缸,进行引爆实验,用来推动活塞,结果一一失败。奥托从失败中总结教训,不断调整燃气和空气的混合比,发现如有更多的混合气体进入汽缸,点火后便激烈引爆,使转速加快,曲轴就不止旋转一圈。他想,要是让一个行程进气,另一个行程压缩,第三个行程点火发动,最后一个行程用来把燃烧废气排出气缸,那该多好!这是四个行程的内燃机蓝图。它使奥托接近突破难关了。

  然而,实现这个蓝图却并不是一帆风顺的。由于混合气体浓度高,爆发力大,冲击力也强,轴承和接头无法承受;而如果混合气体稀薄,活塞就无法运转。1862年几乎是他失败的一年,轴承不断报废。在困难重重之时,奥托决定赴英国伦敦参观产业博览会,吸收新知识,以便继续试验。

  在回国途中,他想到瓦特蒸汽机运用的大气压原理,要是进入气缸中的混合气非常稀薄,爆发力就很弱,随着活塞的推进和混合气冷却,气缸内压力降低,形成负压,在大气压作用下,活塞又将被推下来。这样,不就实现运转了吗?

  奥托风尘仆仆,马不停蹄地赶回实验室。根据新设想,他很快地把发动机制造出来,不幸,普鲁士专利局竟拒绝他的申请,理由是可靠性不够。这真是晴天霹雳,当头一棒。此时,奥托已到山穷水尽地步,为了试验,他把母亲最后一点积蓄也用光了。在穷困交加之际,一位叫郎根的朋友向奥托捐助一笔可观的资金,使奥托的研究工作得以进行下去。

  奥托和郎根又共同工作了3年,同时得到德国著名机械学教授鲁芬的理论指导。1867年,世界上第一台内燃机——一号机终于在克服重重困难后诞生了。在一号机的活塞上,装了一根长长的方形断面的活塞杆,一面带齿条与主轴上的齿轮相啮合,齿轮内有一个棘轮,像自行车的飞轮一样,混合气一进入气缸,工作行程就开始,接着点火,爆发力将活塞推至上端,缸内气压急速下降,在上方的大气压作用下,活塞徐徐下降,主轴空转。发动机每分钟可转80~100转。这个发明比鲁诺瓦尔燃气机效率高,燃料少耗三分之二。

  1876年,奥托又发明电磁点火装置,加长进气道,改造了气缸盖,使内燃机更加完善。不久,内燃机装到车上,成为新型的交通工具——汽车;装到轮船上,使船只加快了速度。内燃机的发明引起了又一次交通革命。

 

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