书城传记大家风采:天下名人世界上卓越的20位发明家
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第14章 狄塞尔

姓名:鲁道夫·狄塞尔

出生地:法国巴黎

生卒年:1858-1913年

历史评价

狄塞尔发明了世界上第一台柴油发动机,后来被广泛应用于汽车、火车、轮船和工程机械等行业。他因此被誉为“柴油机之父”。

鲁道夫·狄塞尔,1858年3月出生在法国巴黎。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。家庭的生活也随之困难起来。但狄塞尔学习勤奋,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。

1879年,年仅21岁的狄塞尔大学毕业。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极低,萌发了设计新型发动机的念头。在积蓄了一些资金后,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。

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柴油发动机

柴油发动机是燃烧柴油来获取能量释放的发动机。柴油发动机的优点是功率大、经济性能好。柴油发动机的工作过程与汽油发动机有许多相同的地方,每个工作循环也经历进气、压缩、做功、排气四个行程。但由于柴油机用的燃料是柴油,其粘度比汽油大,不易蒸发,而其自燃温度却较汽油低,因此可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。不同之处主要是,柴油发动机气缸中的混合气是压燃的,而不是点燃的。柴油发动机工作时进入气缸的是空气,气缸中的空气压缩到终点时,温度在500℃~700℃,压力40~50个大气压。活塞接近上止点时,发动机上的高压泵以高压向气缸中喷射柴油,柴油形成细微的油粒,与高压高温的空气混合,柴油混合气自行燃烧,猛烈膨胀,产生爆发力,推动活塞下行做功。此时的温度可达1900℃~2000℃,压力可达60~100个大气压,功率很大,所以,柴油发动机广泛地应用于大型柴油汽车上。

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。

像所有伟大的发明家一样,狄塞尔的前进道路上困难重重。实验证明,植物油燃烧不稳定,成本也太高,难以承担狄塞尔的“重任”。好在当时石油制品在欧洲逐渐普及,狄塞尔选择了本来用于取暖的重馏分燃油——柴油作为机器的燃料。压燃式发动机的结构强度始终是个难题。一次实验中,汽缸上的零件像炮弹碎片一样四处飞散,差点儿造成人员伤亡。实验不顺利,狄塞尔的资金也渐渐耗尽。他不得不回到制冷机工厂谋生。但狄塞尔没有向困难屈服,他利用业余时间继续实验,一步步完善自己的机器。

1892年,狄塞尔终于能够向全世界展示自己的成果——一台实用的柴油动力压燃式发动机。这种发动机功率大,油耗低,可使用劣质燃油,显示出辉煌的发展前景。狄塞尔随即投入到柴油机生产的商业冒险中。不幸的是,作为优秀的工程师,狄塞尔缺乏商业头脑。他在经济上渐渐陷入困境。1913年狄塞尔已处于破产的边缘。这一年夏天,狄塞尔在乘坐英吉利海峡的渡轮时,突然失踪,据说是投海自杀。

——传世佳言——

今天看来,使用植物油作为发动机燃料似乎没什么价值,但是随着时间推移,这类油料可能变得与当今的石油、煤焦油产品一样重要。