19世纪后半期,伴随着蒸汽机的产生和广泛应用,诞生了世界首辆汽车。第一辆汽车是蒸汽汽车,其动力源为一台蒸汽机。蒸汽机是历史上第一种广泛应用的热机。热机是将燃料的化学能转化成内能,然后再将内能转化成机械能的动力机械,如蒸汽机、汽轮机、燃气轮机、内燃机和喷气发动机等。 1892年,德国的工程师鲁道夫·狄塞尔(Rudolf Diesel,1858—1913)提出了一种新型内燃机的想法并申请了专利,即在压缩终了将液体燃油喷入缸内,利用压缩终了气体的高温将燃油点燃,它可以采用大的压缩比和膨胀比,没有爆燃,热效率可以比当时其他的内燃机高1倍。 柴油相对于汽油来说性质非常稳定,但比较难于点燃。最初,柴油只能作为石油炼制的废弃物予以抛弃。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,柴油也不会出现爆燃,这正是狄塞尔所需要的。1892年,狄塞尔试制成功了第一台压燃式内燃机,也就是柴油机,如图1-1所示。 柴油机的最大特点是省油、热效率高,但狄塞尔最初试制成的柴油机却很不稳定。1894年,狄塞尔改进了柴油机并使其能运行1min左右,尽管此时柴油机运行还并不稳定,但狄塞尔却迫不及待地把它投入了商业生产。这位只了解技术但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。这使得狄塞尔的晚年陷入了极端贫困。 现在看来,柴油机最大的优势为压缩比大,但这也带来了技术上的难题,即柴油高压喷射的问题。在狄塞尔所处年代的技术条件下,将柴油加压到柴油机运行可接受的压力的装置是不可能出现的,所以狄塞尔只能在空气压缩上做文章,造成了柴油机的笨重、复杂和不稳定。从柴油机发明至今,燃油喷射压力由几十个大气压提升到高于两千个大气压,燃油喷射压力的每一次提高都伴随着柴油机性能的飞跃。
图1-1 狄塞尔的柴油机(www.xing528.com)
现在人们越来越发现柴油机的无穷魅力:高转矩、高寿命、低油耗、低排放,柴油机成为解决汽车能源问题最现实和最可靠的手段,100%的重型车和近30%的乘用车都在使用柴油机。可以让狄塞尔感到欣慰的是,每当打开这些车的发动机舱盖,都会看见一个名字———Diesel。
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