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从工业革命到二战坦克!一起了解下这柴油发动机的风云历史吧

Update:2021-10-09
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  从工业革命到二战坦克!一起了解下这柴油发动机的风云历史吧

  现在我们身边的卡车基本上以柴油机为主,柴油机技术的提高也间接推动了商用汽车工业的发展,特别是近几年国内大型卡车的马力化和国内六化促进了柴油机的升级和进化。


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  不仅卡车的车轮,在欧洲等地小型柴油发动机也被广泛地搭载在轿车上,柴油机到底有什么不可思议的魅力?柴油机有什么独特的能力?请大家和随笔者一起调查柴油机的风云历史。


前世:工业革命的核心


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  关于柴油机的历史,首先要追溯到他的祖先蒸汽机。


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  世界上最早的蒸汽机是蒸汽旋转球,是古希腊的数学家希罗发明的,主要是利用反作用力使水蒸气旋转,但是,这种东西是为三岁的孩子而热闹的,第一次产业革命中广泛使用的蒸汽机是由法国物理学家Papin于17世纪发明的高压锅用杆式安全阀产生的,1690年开发了活塞式蒸汽机的原型。

  活塞式蒸汽机在作业时首先将蒸发蒸汽制成的水蒸气放入活塞,当活塞被上止点推动时,关闭蒸汽吸气阀,打开冷却水阀,使活塞内的蒸汽液化,在活塞内形成真空状态,活塞的外部受到大气压的影响推动活塞,这样循环,这个蒸汽机是采矿业中最早使用的采水工作。

  之后,英国发明家詹姆斯瓦特将活塞式蒸汽机从立式改为卧式,将杠杆运动改为旋转运动,采用蒸汽膨胀压力法推进了活塞运动,经过反复改良的蒸汽机在第一次产业革命中立下了功勋,但是其热效率很低,体积大、结构重等缺陷只能用于工厂的动力源、轮船、火车等中大型交通工具。


汽油发动机的诞生


  随着石油工业在19世纪后半期的蓬勃发展,新型动力机械内燃机诞生了。

  1860年,比利时籍法国发明家阿童努瓦发明了第一个燃气内燃机,这样的内燃机在活塞从上到下停止时排气口关闭,燃料和空气混合在汽缸的前端被压缩的同时,底部的曲轴箱的容积增加,混合气体被吸入底部的空间,当活塞向上止点移动时,电火花塞会点燃混合气体,促进活塞的振动。

  此时,排气口打开,燃烧后的废气排出活塞,打开吸气口,吸入混合气体,压缩到曲轴上部的燃烧室,开始下一个动作。


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  阿童木发明的燃气内燃机结构简单,体积小,但当燃气进入内部燃烧室时,一些未燃烧的混合气体从排出口排出燃烧室,燃气燃烧时推动活塞下降的行程短,因此燃料利用效率低,因此,它被用作小型交通工具和小型动力源,这是两冲程汽油发动机的原型。

  为了提高燃料的利用率,1876年德国的发明家奥古斯特奥古斯特发明了采用独特的“自动循环”燃烧技术的新型四程内燃机。

  首先,活塞停在下方运动,吸入混合气体,然后,活塞通过曲轴的惯性作用将气体向上压缩,之后,电火花塞再点燃混合气体,通过爆炸将活塞停在下面进行运动,最后打开排气阀,活塞由下指向上运行,并用该惯性排除废气,完成一次工作循环,与迄今为止的内燃机相比,“双环”燃烧技术的内燃机可以提高燃料的利用效率。


发明:异想天开的想法


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  在自动车发明了4冲程内燃机后,德国年轻的伙伴鲁道夫迪塞尔决定在这个基础上完全去除点火系统,压缩空气后喷油完成,之后,由于汽油的化学性质不能采用这样的做法,迪奥决定使用植物油作为燃料,这个运动后来也成为了内燃机使用植物燃料的例子。

  植物油实验失败后,我们关注了当时还没有被重视的石化产品的柴油,成功开发并点火世界首个柴油机,并申请专利,遗憾的是,最初的柴油机缺乏可靠性,所以柴油机受到了很大的打击。

  狄塞尔在横渡英国海峡的油轮上被巨浪卷走,享年55岁,柴油机也被称为“DIESEL”。


战场传说T-34


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  第二次世界大战中,前苏联开发的T-34型坦克在战场上大显身手,成为战场的功绩,与搭载的V12柴油机的机密分不开。

  T-34型坦克上搭载的60V型12缸柴油机采用了特殊的构造,两列汽缸首先连接到一个接头,与曲柄连接,曲轴在连接其他动力总成设备的同时,驱动散热风扇,确保了发动机汽缸的惯性稳定运行。

  柴油机启动时,首先打开气阀,活塞下降吸入空气后,活塞的上行压缩空气使气缸内的气压达到峰值,喷油口向气缸喷射高压雾化的柴油遭遇高温高压空气时,瞬间燃烧,促进活塞下降,这时打开排气口,活塞将燃烧后的废气向上挤压,12个汽缸在一定时间内错开运转,不中断发动机的动力输出。

  由于其柴油燃料性质比较粘稠,与汽油相比不易挥发,使得T-34型任意增加副油箱,柴油机动力强(当时最大功率为500马力最大转矩2652牛米)和燃料利用率高的特征,柴油发动机一举成名。

  从此柴油机开始广泛应用于各行业,创造了无与伦比的价值。


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