A. 鲁道夫·狄赛尔的发明
狄塞尔于1885年开始研究动力机器,他用压缩空气的高温直接在气缸中点燃燃料,并于1892年获得了这种机器的专利,同年制造了第一种试验机,即原始的柴油机。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,汽缸上的零件象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,据认为是投海自杀。但狄塞尔发明的柴油机,在汽车、船舶和整个工业领域得到越来越广泛的发展。
B. 火车内燃机的动力原理是什么
燃料在汽缸内燃烧,所产生的高温高压气体在汽缸内膨胀,推动活塞往复运动,连杆带动曲轴旋转对外做功,燃料的热能转化为机械功。
柴油机发出的动力传输给传动装置,对柴油机、传动装置的控制和调节,将适应机车运行工况的输出转速;
转矩送到每个车轴齿轮箱驱动动轮,动轮产生的轮周牵引力传递到车架,由车架端部的车钩变为挽钩牵引力来拖动或推送车辆。
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内燃机车以内燃机作为原动力,通过传动装置驱动车轮的机车。根据机车上内燃机的种类,在我国铁路上采用的内燃机绝大多数是柴油机。
燃油在气缸内燃烧,将热能转换为由柴油曲轴输出的机械能,但并不用来直接驱动动轮,而是通过传动装置转换为适合机车牵引特性要求的机械能,再通过走行部驱动机车动轮在轨道上转动。
C. 最早的汽油机是谁发明的
1878年法囯人尼古拉奥托设计制造成功第一台使用汽油的发动机叫汽油机。
汽油机是以汽油作为燃料,将内能转化成动能的的发动机,由于汽油粘性小,蒸发快,可以用汽油喷射系统将汽油喷入气缸,经过压缩达到一定的温度和压力后,用火花塞点燃。
汽油机的特点是转速高、结构简单、质量轻、造价低廉、运转平稳、使用维修方便。汽油机在汽车上,特别是小型汽车上大量使用。
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特点
由于汽油粘性小,蒸发快,可以在气缸外部与空气形成均匀的混合气,然后将混合气吸入气缸,或用汽油喷射系统将汽油喷入气缸,使气体膨胀做功。
将化学能转化为机械能的机器,它的转化过程实际上就是工作循环的过程,简单来说就是是通过燃烧气缸内的燃料,产生动能,驱动发动机气缸内的活塞往复的运动;
由此带动连在活塞上的连杆和与连杆相连的曲柄,围绕曲轴中心作往复的圆周运动,而输出动力的。
D. 柴油机排气管出柴油是什么原因
柴油机排气管出柴油是机油加太多了,经过几次排出之后,机油量减少,所以就没事了。
柴油机由于工作压力大,要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度,所以柴油机比较笨重,体积较大;柴油机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高,所以成本较高;另外,柴油机工作粗暴,振动噪声大;柴油不易蒸发,冬季冷车时起动困难。由于上述特点,以前柴油发动机一般用于大、中型载重货车上。
传统上,柴油发动机由于比较笨重,升功率指标不如汽油机(转速较低),噪声、振动较高,炭烟与颗粒(PM)排放比较严重,所以一直以来很少受到轿车的青睐。特别是小型高速柴油发动机的新发展,一批先进的技术。
例如电控直喷、共轨、涡轮增压、中冷等技术得以在小型柴油发动机上应用,使原来柴油发动机存在的缺点得到了较好的解决,而柴油机在节能与CO2排放方面的优势,则是包括汽油机在内的所有热力发动机无法取代的,成为“绿色发动机”。
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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。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,汽缸上的零件象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。
E. 欧洲的机械发展情况怎样
在欧洲,加工技术的改进从17世纪就已经开始了。18世纪时,车床逐渐由木结构改为金属结构。1750年,法国蒂奥在车床上安装了一个刀架,用丝杠驱动作纵向移动,比过去手握车刀前进了一大步;1774年威尔金森制造了一台新的炮筒镗床,可以加工直径达1.83m的内圆,1775年他曾为瓦特成功地制造出蒸汽机汽缸;1770年英国拉姆斯登首先用车床制造螺丝;1784年布拉默制成一把具有比较复杂机构的锁,他还与莫兹利共同改进和制造了几种机床。1797年,莫兹利在车床上安装了丝杆、光杆和滑动刀架,能加工精密平面和精密螺丝,使机械制造技术的精度水平大为提高。1804年布鲁勒设计的机床如图2-85所示,1820年前后,英国的怀特沃斯制成第一台既能加工圆柱齿轮,又能加工圆锥齿轮的机床,如图2-86所示。1836年设计的机床溜板和钻床如图2-87所示。1845年,美国制造出转塔车床,用八个刀具装在可旋转塔形支架上,由一人操作轮流完成八种加工工序,1861年又实现了转塔的自动转动。之后,为进一步节省劳力,又研制出自动螺丝车床。19世纪出现了现代意义的机床。
19世纪下半叶,新的工具材料和新的动力来源也促进了机床的继续发展。1836年,史密斯制成刨床。这台刨床已经具备了现代牛头刨床的基本结构。1842年他还设计制造了单作用和双作用的蒸汽锤,如图2-88所示,扩大了锻件的尺寸。1830—1850年间,惠特沃思利用螺纹微调原理制造的测量装置,使机械产品质量进一步提高,为后来的互换性生产创造了条件。1850年的碳素钢刀具只能在约12m/min以下的切削速度下工作。1868年穆舍特发明含有钨和钒的锰钢(合金工具钢),使切削速度提高到18.3m/min。1898年泰勒等人用含铬的高速钢把切削速度提高到36.6m/min。切削速度的提高反过来又促进了机床各部分强度、轴承、变速机构的改进。
图2-1041912年的克虏伯检测室把我国历史上的发明创造同西方国家相比,可以看出,公元14世纪以前,我国的发明创造在数量、质量以及发明时间上都是领先的,我国也曾是世界强国。但在公元14世纪以后,就逐步落后于西方强国。但我国古代人民对世界科学技术的发展所作出的贡献是我们应该引以为自豪的,日益强大的中国在以后的时间里还会对全世界的发展作出更大贡献。
F. 柴油发动机的简介
柴油发动机的优点是扭矩大、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、排气四个冲程。但由于柴油机用的燃料是柴油,它的粘度比汽油大,不容易蒸发,而其自燃温度却比汽油低,因此,可燃混合气的形成及点火方式都与汽油机不同。不同之处主要有,柴油发动机的气缸中的混合气是压燃的,而非点燃的。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的时候,温度可以达到500-700℃,压力可以达到40—50个大气压。活塞接近上止点时,供油系统的喷油嘴以极高的压力在极短的时间内向气缸燃烧室喷射燃油,柴油形成细微的油粒,与高压高温的空气混合,可燃混合气自行燃烧,猛烈膨胀产生爆发力,推动活塞下行做功,此时温度可达1900-2000℃,压力可达60-100个大气压,产生的扭矩很大,所以柴油发动机广泛的应用于大型柴油设备上。
传统柴油发动机的特点:热效率和经济性较好,柴油机采用压缩空气的办法来提高空气温度,使空气温度超过柴油的自燃点,这时再喷入柴油、柴油喷雾和空气混合的同时自己点火燃烧。因此,柴油发动机无需点火系统。同时,柴油机的供油系统也相对简单,因此柴油发动机的可靠性要比汽油发动机的好。由于不受爆燃的限制以及柴油自燃的需要,柴油机压缩比很高。热效率和经济性都要好于汽油机,同时在相同功率的情况下,柴油机的扭矩大,最大功率时的转速低,适合于载货汽车的使用。
但柴油机由于工作压力大,要求各有关零件具有较高的结构强度和刚度,所以柴油机比较笨重,体积较大;柴油机的喷油泵与喷嘴制造精度要求高,所以成本较高;另外,柴油机工作粗暴,振动噪声大;柴油不易蒸发,冬季冷车时起动困难。由于上述特点,以前柴油发动机一般用于大、中型载重货车上。传统上,柴油发动机由于比较笨重,升功率指标不如汽油机(转速较低),噪声、振动较高,炭烟与颗粒(PM)排放比较严重,所以一直以来很少受到轿车的青睐。特别是小型高速柴油发动机的新发展,一批先进的技术,例如电控直喷、共轨、涡轮增压、中冷等技术得以在小型柴油发动机上应用,使原来柴油发动机存在的缺点得到了较好的解决,而柴油机在节能与CO2排放方面的优势,则是包括汽油机在内的所有热力发动机无法取代的,成为“绿色发动机”, 柴油用英文表示为Diesel,这是为了纪念柴油发动机的发明者――鲁道夫·狄塞尔(RudolfDiesel)。
狄塞尔生于1858年,德国人,毕业于慕尼黑工业大学。1879年,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气机效率极低,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。
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。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,汽缸上的零件象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,狄塞尔终于研发出一台实用的柴油动力压燃式发动机。这种发动机扭矩大,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。但狄塞尔发明的柴油机,在汽车、船舶和整个工业领域得到越来越广泛的发展。
1976年,德国大众首先在高尔夫轿车上采用柴油发动机;
1989年,德国大众高尔夫柴油车获得“低排放车”的称号。同年大众从Fiat的研发机构获得部分技术,制造出第一台带有增压、直喷技术的5缸发动机R5 TDI,这台发动机被放在奥迪100车型上试用。
1990年,德国大众正式推出增压、直喷系列柴油机TDI,从此德国大众在柴油动力技术的开发和应用上一直走在世界的前沿;
1993年,开发出4缸涡轮增压直喷柴油发动机(TDI);
1995年,开发出自然吸气式直喷(SDI)柴油发动机;
1995年,开发出变截面涡轮增压器VGT;
1998年,开发出泵喷嘴(Pumpe Düse)技术;
1999年,开发出百公里油耗3升的路波轿车柴油动力。而一升级柴油动力轿车的出世创造了百公里油耗0.99升的记录,成为世界上最省油的轿车。发动机采用铝制自然吸气式单缸柴油机,采用了先进的高压直接喷射技术,排量为0.3升;
2002年,一汽-大众率先将捷达SDI轿车投放中国市场;
2004年,一汽-大众引入TDI技术。