人们在使用汽车这种交通工具的时候,一般不会想到汽车是何时诞生的。要想追溯这个问题,首先介绍两位为人类文明作出卓越贡献的先驱者。
尼古拉斯·奥托(1832—1891)(见图2.6),德国机械工程师,第一台四冲程内燃机的制造者。1832年6月10日,奥托出生在霍尔茨豪森,1891年1月26日卒于科隆。1861年奥托开始对 E.勒努瓦的煤气机产生兴趣,制造了他的第一种煤气机,并于1863年获得专利。1864年,他与德国工业家 E.朗根合作成立了一个公司,制造和出售这种煤气机。1876年,奥托制成四冲程往复活塞式的单缸卧式煤气机,运转十分成功,1877年获得美国专利。在之后的十几年中,奥托共制造和出售了5万台这种内燃机。1878年,美国开始生产奥托的内燃机。1886年,奥托内燃机的专利被宣布无效,因为竞争者们提出在奥托之前,法国的罗沙已经获得过四冲程循环的发明专利。但罗沙并没有制成任何实际的四冲程循环内燃机,而奥托是第一个应用四冲程循环原理制成内燃机的人。所以人们习惯上用“奥托循环”来称呼点燃式的四冲程内燃机循环。
鲁道夫·狄塞尔(1858—1913)(见图2.7),出生在法国巴黎,他的父母是在法国打工的德国工人。法德交战后,狄塞尔一家被驱逐回德国,家庭的生活随之困难起来。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,进入慕尼黑工业大学学习。
图2.6 尼古拉斯·奥托
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图2.7 鲁道夫·狄塞尔
1879年,年仅21岁的鲁道夫·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汽机效率太低,因此萌发了设计新型发动机的念头。在积累了一些资金后,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。1892年,狄塞尔提出:“在空气中注入燃料,通过压缩,空气温度升高,可使喷射在空气中的燃料自燃点火。”
狄塞尔与奥格斯堡机器制造厂老板签订了试制合同,于当年制成实验用柴油机。1892年1月28日,狄塞尔向柏林皇家专利局申请了发明专利,同年2月27日获得柴油机专利。1893年,狄塞尔对这台缸径为150 mm,行程为400 mm的柴油机实验失败。1894年2月17日,改进的柴油机成功运行了一分钟。因为急于出售,第一批20台柴油机出售不久,用户纷纷退货,狄塞尔陷入困境,1913年10月29日,因绝望而跳海自杀。后人为纪念狄塞尔,将柴油发动机称为“狄塞尔发动机”。因此,“柴油机”的英文名为Diesel(狄塞尔)。
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