奥托发明内燃机

时间:2016-04-08 责任编辑:网站原创 点击:
内燃机是相对于蒸汽机来说的。
  
  蒸汽机是利用煤的燃烧来加热锅炉内的水,使水变成蒸汽,且蒸汽具有较高的压力。将这种蒸汽引入气缸,从而推动活塞,使曲轴旋转。因为煤是在气缸外面燃烧,所以可以说蒸汽机是一种“外燃机”。
  
  由此我们可以推想,如果用某种“适当”的燃料,让它在气缸内燃烧,以推动活塞,使曲轴旋转,就可以称为“内燃机”了。究竟需要什么样的“适当”燃料呢?
  
  不难想象:首先,燃料要能方便地送进气缸,最好能像空气一样,能被吸进去;其次,在气缸里易燃;第三,燃烧后气体要能方便地从气缸内排出去,不留残渣,否则气缸内将很快被残渣占满,而且活塞是在气缸内往复运动的,残渣会更加剧活塞和气缸的磨损。这是最基本的三条。还有一些其他的要求,如这种燃料容易获得,携带方便,使用安全等。但只要能满足以上三条,内燃机的设想即可实现。
  
  人类的生产实践和科学试验使符合上述三个基本条件要求的燃料一个一个地实现了。最早出现的是煤气。煤气是将木炭或煤等置于通风不太好的炉子里燃烧而产生出来的一种气体。它的主要成分是容易燃烧的一氧化碳气体。一氧化碳燃烧后生成二氧化碳,仍是气体,一般没有什么残渣。所以,煤气是满足上述要求的。正是在这样的条件下,1866年,德国人奥托创制了第一台能够实际使用的煤气内燃机。
  
  这台内燃机除了有气缸、活塞、连杆、曲轴、飞轮外,与蒸汽机不同的是:气缸上有两个蘑菇形的气门,一个为进气门,另一个为排气门。为了定时开启这两个气门,在内燃机内设置了一根由曲轴带动的凸轮轴,对应每个气门,凸轮轴上就有一个相应的凸轮。当凸轮的较高部位转到与气门杆的端部接触时,气门便被推开;当凸轮较高部位转过去后,气门便在气门弹簧的作用下关闭。
  
  奥托的内燃机在当时可算得上最出色的动力机械了,本身小巧紧凑,运转较平稳,费用较低。但在当时却未能得到广泛采用,主要是由于它需要一个较大的煤气发生炉给它提供煤气。
  
  因此,在重量、体积和起动前的准备工作等方面与蒸汽机相比,优越性就不太多。加之内燃机刚出现,故障较多,人们对它的兴趣也就不大了。事隔不久,另一种比它好的内燃机出现了,这就是现代汽车上装用的汽油机的原型。
  
  当时,好几个国家都先后有人造出了这种内燃机。不过,较有代表性和很快得到实用的是1882年由德国人戴姆勒造出的汽油内燃机。从汽油内燃机这一名称,即可想到它用的燃料就是汽油。将汽油用于内燃机,首先遇到的是如何将液体的汽油与空气均匀而迅速地混合起来,形成很好的可燃混合气,供给内燃机工作。为此,戴姆勒创造了一个化油器。
  
  化油器的基本原理就是利用内燃机进气过程中,气流通过化油器中的一个“喉管”将汽油吸出并吹散,从而形成混合气。戴姆勒的汽油机转动起来了,一条惊人的消息轰动了欧洲:这台汽油机创造了当时令人难以置信的高转速——每分钟1000多转。这样的转速在我们现在看来实在很平常,但那时人们所见过的只有每分钟200多转的蒸汽机,自然认为这是十分了不起的事了。石油里的汽油可供汽油机用,剩下的部分还有没有可做内燃机燃料的呢?新的探索又开始了。
  
  石油加温后,汽油被蒸馏出去了,再将温度升高一些,另一种油——柴油又被蒸馏出来。柴油不易蒸发,也难以用气流来吹散它,要使它与空气形成易燃混合气,只好另找途径。
  
  1893年,—个叫狄赛尔的德国人首先造出了一台用柴油做燃料的内燃机,并于1897年制成压燃式的柴油机及其喷油装置。后来,由于制作经验不成熟却忙于向各国推销,第一批20台售出后纷纷退货。但是柴油机固有的优点却得到不断完善和发展。在1904年已有近千台50~100马力(功率单位,1马力=0735千瓦)的柴油机在使用。
  
  1908年至1914年间,有6个国家的潜艇采用柴油机驱动,这是柴油机取得发展的重要标志。