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請聽我說:柴油發(fā)電機組的歷史故事
如果用簡單方式看待歷史,那么組成歷史的僅僅包括年代、廣東云浮本地人名、廣東云浮本地故事三個要素。雖然時間跨度沖淡他的年代和故事,但他應該感到欣慰,因為至少他的名字得以流傳。魯?shù)婪颉さ屹悹?RudoflDiesel)一個永遠不會被忘卻的名字。
命運多篤的發(fā)明家
在科學史上,人們總是會對那種無心插柳卻一舉成功的故事津津樂道,比如倫琴射線、廣東云浮本地青霉素、廣東云浮本地宇宙微波背景輻射等等。當然能有上述的成就固然可敬,但還有一種同樣可敬的人:他們在有生之年不斷探索,但成就卻不被世人承認,直到多年之后他們的成就才發(fā)揚光大。柴油機的發(fā)明者魯?shù)婪?狄賽爾就是這樣的一個人。
狄賽爾1858年出生在法國巴黎,他的父親是德國奧古斯堡的精制皮革制造商。成年之后,狄賽爾進入了德國的慕尼黑技術大學攻讀。就在他讀大學期間的1876年,德國人奧托研制成功了 臺4沖程煤氣發(fā)動機,這是法國技師羅夏內燃機理論 次得到實際運用。這一成就鼓舞了當時從事機械動力研究的許多工程師,這其中既包括后來汽車的發(fā)明者卡爾·奔馳和戈特利普·戴姆勒,也包括對機器動力十分有興趣的年輕人狄賽爾。
與致力于改造奧托發(fā)動機的奔馳和戴姆勒不同,狄賽爾的想法更為超前,他想完全舍去發(fā)動機中的點火系統(tǒng),靠壓縮空氣發(fā)熱,噴入燃料后自燃做功,這種方式完全區(qū)別于吸入燃氣混合氣點燃做功的方式,后人稱狄賽爾的原理為“壓縮式內燃機”原理。當然狄賽爾產生這樣的設想也并不是空穴來風,因為當時并沒有發(fā)明分電器和高壓點火線圈,點火裝置非常簡陋和不穩(wěn)定,狄賽爾想跳過這個技術障礙完全是可以理解的。不久,他在法國人約瑟夫·莫勒特(JosephMollet)發(fā)明的氣動打火機上找到了靈感,并堅持不懈的探索下去。
狄賽爾沒有料到,他的想法實現(xiàn)起來遠遠比發(fā)明點火系統(tǒng)復雜的多,他所遇到的 個就是燃料問題。常用的汽油非?;钴S,也非常容易點燃,但汽油卻不能適應有很高的壓縮比的壓燃式發(fā)動機,一旦把汽油霧化噴入含有高溫、廣東云浮本地高壓空氣的燃燒室,就會發(fā)生猛烈的敲缸甚至爆炸。舍去汽油是必然的,狄賽爾創(chuàng)造性把他的目標指向了植物油。經過一系列試驗,對于植物油的嘗試也失敗了,但他是 個把植物油料引入內燃機的人,因而近現(xiàn)代鼓吹“綠色燃料”者都把狄賽爾尊為鼻祖。
終燃料選擇鎖定在了石油裂解產物中一直未被重視的柴油上。柴油相對于汽油來說性質非常穩(wěn)定,比較難于點燃,同時柴油一旦點燃會冒出大量的黑煙,因而它又不能像煤油那樣用作照明。但柴油穩(wěn)定的特性卻恰恰適合于壓燃式內燃機,在壓縮比非常高的情況下柴油也不會出現(xiàn)爆震,這正是狄賽爾所需要的。經過近20年的潛心研究,狄賽爾終于在1892年試制成了 臺壓燃式內燃機,也就是柴油機。
這臺柴油機用汽缸吸入純空氣,再用活塞強力壓縮,使空氣體積縮小到15倍左右,溫度上升到500—700度,然后用壓縮空氣把霧狀柴油噴入汽缸,與缸中高溫純空氣混合,由于汽缸這是已經有了較高的溫度,因而柴油噴入后自行燃燒做功。1892年2月27日,狄賽爾取得了此項技術的 。
柴油機的 特點是省油,熱效率高,但狄賽爾初試制的柴油機卻很不穩(wěn)定,1894年,狄賽爾改進了柴油機并使其能運行1分鐘左右,盡管他的柴油機還并不穩(wěn)定,但狄賽爾卻迫不及待的把它投入了商業(yè)生產,因為他的競爭對手早在1886年就把汽油機安裝車輛上,而8年之后,汽油機汽車已經投入了商業(yè)運作。這位只了解技術并不了解商業(yè)運作的發(fā)明家犯下了一生中 的一次錯誤,他急于推向市場的20臺柴油機由于技術不過關,紛紛遭到了退貨,這不但給了他巨大的經濟負擔,更重要是影響了柴油機在公眾的印象,在隨后的幾年里幾乎沒有廠家或個人樂意裝配柴油機。沒有了資金來源又負債累累,這就使得狄賽爾的晚年陷入了極端貧困。1913年10月29日,55歲的狄賽爾獨自一人呆站在橫渡英吉利海峽的輪船甲板上,被巨浪卷入了大海(多數(shù)歷史學家認為狄賽爾是跳海自盡的)。為了紀念狄賽爾,人們把柴油發(fā)動機命名為Diesel。
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增壓型柴油發(fā)電機機簡介
1)發(fā)動機依靠缸內燃燒發(fā)出功率。因此,進入缸內的燃油和空氣是基本的兩大要素,兩者要合理調配,燃燒才能完全,使之達到功率大而燃油省的目的。
2)燃油的輸入量是可以控制的,關鍵是空氣吸入量。一般發(fā)動機靠自然吸氣,空氣吸入量受發(fā)動機進氣系統(tǒng)阻力的限制,僅能吸入70%~80%(以1個大氣壓計,吸入氣缸的空氣體積與氣缸容積的百分比),因此功率難以提高。
3)增壓型柴油機的基本特征就是采用了“增壓器”。因此,進入氣缸的空氣不是依靠自然吸氣,而是由增壓器強制將空氣壓入或“填入”氣缸,從而使空氣量增多,噴射的燃油量也可相應增加,不但發(fā)動機功率大大提高,而且由于燃燒完全,相應降低了耗油量,尾氣煙度也有所改善。
4)廢氣渦輪增壓器利用發(fā)動機排氣壓力推動渦輪,帶動另一端的葉輪壓氣機“鼓充”進氣,葉輪轉速每分鐘一般達10萬轉左右。采用這種內燃機增壓技術的發(fā)動機為增壓型,其功率比自然吸氣型提高20%~40%,燃油消耗率也顯著下降。
5)進氣氣缸的空氣通過廢氣渦輪增壓器后,由于受壓縮功的影響,其溫度大幅度提高(全負荷時一般達到12℃左右),空氣密度卻顯示下降,限制了功率的進一步的提高,因此出現(xiàn)了“增壓中冷”技術。“增壓中冷”是將發(fā)動機的冷卻液或汽車前端的進風通過“中冷器”(即熱交換器)對已增壓過的發(fā)動機進氣進行“中間冷卻”。水冷型可將進氣溫度降至90℃左右,空氣冷卻型可將進氣溫度降至50℃左右。采用增壓中冷技術的發(fā)動機為增壓中冷型,其功率比增壓型進一步提高,油耗也相應地進一步減少。
6)B系列柴油機有3種吸氣形式——自然吸氣型、廣東云浮當?shù)卦鰤盒秃驮鰤褐欣湫?。依靠這種技術,B系列柴油機在缸徑、廣東云浮當?shù)貨_程和轉速不變的情況下,可逐級提高它的功率和轉矩,因而明顯擴大了系列內柴油機的功率范圍。以B系列6缸機為例:自然吸氣型(代號6B)的額定功率為96kW,增壓型(代號6BT)的額定功率為118kW,增壓中冷型(代號6BTA)的額定功率140kW,它們的轉矩和燃油消耗量也分別不同程度地逐級得到提高和減少。
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