柴油发动机发展历程..

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1860年,法国发明家莱诺制成了第一台实用 内燃机(单缸、二冲程、无压缩和电点火的 煤气机,输出功率为0.74—1.47KW,转速为 100r/min,热效率为4%)。 1862年法国工程师德罗沙认识到,要想尽可 能提高内燃机的热效率,就必须使单位气缸 容积的冷却面积尽量减小,膨胀时活塞的速 率尽量快,膨胀的范围(冲程)尽量长。在 此基础上,他在提出了著名的等容燃烧四冲 程循环:进气、压缩、燃烧和膨胀、排气。
其中最大最豪华的是“海上绿洲”(MS Oasis of the Sea)级游轮。她们船长361.8米, 水线宽度47米,最大宽度60.5米,型深22.55米,吃水9.3米,总吨位225282吨,拥有16 层甲板。船的内部设有电影院、餐厅、健身俱乐部、溜冰场,生活和娱乐设施一应俱全, 是一座海上的超五星级酒店。
煤气机虽然比蒸汽机具有很大的优越性, 但在社会化大生产情况下,仍不能满足交通运 输业所要求的高速、轻便等性能。因为它以 煤气为燃料,需要庞大的煤气发生炉和管道系 统。而且煤气的热值低(约1.75×107~ 2.09×107J/m3),故煤气机转速慢,比功率小。 到19世纪下半叶,随着石油工业的兴起,用石油 产品取代煤气作燃料已成为必然趋势。
1898年B&W公司从狄塞尔那里获得了柴油机在丹麦的生产特许权并 于1903年制造出第一台柴油机DM8150X型柴油机(8缸4冲程、缸径 530毫米、行程750毫米
Fra Baidu bibliotek
1912年,瑞士苏尔寿公司为了展示柴油机的潜力,投资建造了一台缸径为 1000毫米,冲程1100毫米的1S100型单缸巨型柴油机。这台柴油机在150转 时可发出1470千瓦(2000马力)的功率。

1876年,德国人奥托制成了第一 台四冲程往复活塞式内燃机 (单缸、卧式、以煤气为燃料、 功率大约为2.21KW、 180r/min)。在这部发动机上, 奥托增加了飞轮,使运转平稳, 把进气道加长,又改进了气缸 盖,使混合气充分形成。这是 一部非常成功的机,奥托把三 个关键的技术思想:内燃、压 缩燃气、四冲程融为一体,使 这种内燃机具有效率高、体积 小、质量轻和功率大等一系列 优点。在1878年巴黎万国博览 会上,被誉为“瓦特以来动力机 方面最大的成就”。等容燃烧 四冲程循环由奥托实现,也被称
1883年,戴姆勒和迈巴赫制成了第 一台四冲程往复式汽油机,此发动机上 安装了迈巴赫设计的化油器,还用白炽 灯管解决了点火问题。以前内燃机的转 速都不超过200r/min,而戴姆勒的汽油 机转速一跃为800—1000r/min。它的特 点是功率大,质量轻、体积小、转速快 和效率高,特别适用于交通工具。与此 同时,本茨研制成功了现在仍在使用的 点火装置和水冷式冷却器。
柴油机的高压缩比带来众多的优点: 1、不但可以省去化油器和点火装置,提高了热效率。 2、柴油机由于其压缩比大,最大功率点、单位功率 的油耗低。在现代优秀的发动机中,柴油机的油耗约 为汽油机的70%,柴油机是目前热效率最高的内燃 机。 3、柴油机因为压缩比高,发动机结实,故经久耐用、 寿命长。 同时高压缩比也带来了缺点: 1、柴油机的结构笨重。通常柴油的单位功率质量约 为汽油 机的1.5~3倍。 2、在同一排量下,柴油机的输出功率约为汽油机的 1/3。
柴油发动机的发展历程
广州渔业船舶检验分局 梁 燕
内燃机以其热效率高、结构凑, 机动性强,运行维护简便的优点著称 于世。一百多年以来,内燃机的巨大 生命力经久不衰。目前世界上内燃机 的拥有量大大超过了任何其它的热力 发动机,在国民经济中占有相当重要 的地位。现代内燃机更是成为了当今 用量最大、用途最广、无一与之匹敌 的的最重要的热能机械。现代内燃机 的最大功率为8万千瓦。
“海上绿洲”采用了瓦锡兰公司的V46D系列柴油机作为主机,缸径460毫米,行程580毫 米,转速为500转/分。其中三台为12V46D 12缸机型(单台功率13860 千瓦/18590马力), 另三台为16V46D 16缸机型(单台功率18480千瓦/24780马力)。这些柴油机带动发电机 发电,产生的电流用于驱动3台ABB公司生产20000千瓦吊舱式电力全向推进置。
在二战前,双动式的二冲程柴油机比较流行。这种柴油机在活塞的上下两边都设有燃烧室, 可以推动活塞在两个方向都做功,因此称为双动。双动比单动能输出更大的功率,双动柴 油机的设计与蒸汽机的结构颇为相似。不过双动柴油机的结构比较复杂,而且活塞杆穿透 气缸,因此对气密要求很高,现代柴油机已经不再采用这种双动的方式了。
柴油机几乎是与汽油机同时 发展起来的,它们具有许多相同 点。所以柴油机的发展也与汽油 机有许多相似之处,可以说在整 个内燃机的发展史上,它们是相 互推动的。德国狄塞尔博士于 1892年获得压缩点火压缩机的技 术专利1897年制成了第一台压缩 点火的“狄塞尔”内燃机,即柴 油机,从此揭开了柴油机发展的 新编章。
三台为12V46D 12缸机型(单台功率13860 千瓦/18590马力),另三台为16V46D 16缸机 型(单台功率18480千瓦/24780马力)。这些柴油机带动发电机,产生的电流用于驱动3 台ABB公司生产20000千瓦吊舱式电力向推置

内燃机的发展趋势 内燃机增压技术 增压技术在柴油机上的 应用。早在20年代就有人提 出压缩空气提高进气密度的 设想,直到1926年瑞士人 A.J.伯玉希才第一次设计了 一台带废气涡轮增压器的增 压发动机。由于当时的技术 水平和工艺、材料的限制, 还难以制造出性能良好的涡 轮增压器,加上二次大战的 影响,增压技术未能迅速普 及,直到大战结后,增压技 术的研究和应用才受到重视。 1950年增压技术才开始在柴 油机上使用并作为产品提供 市场。50年代,增压度约为 50%,四冲程机的平均有效 压力约为0.7—0.8MPa。
当今柴油机的技术水平表现为:优良 的燃烧系统;采用4气门技术;超高压 喷射;增压和增压中冷;可控废气再循 环和氧化催化器;降低噪声的双弹簧喷 油器;全电子发动机管理等,集中体现在 以采用电控共轨式燃油喷射系统为特征 的新一代柴油机上。
14RT-flex96C船用柴油机代表了当今低速船用柴油机的水平,这是世界上首台14缸柴油 机,采用了完善的 RT-flex共轨技术,通过增大行程/缸径比,提高了推进效率;该机持续 输出最大功率80080 千瓦,转速102转/分,缸径960毫米,冲程2.5米,燃油消耗为160克/ 千瓦小时。该机长27.3米,高13.5米,重达2300吨,仅曲轴就重达300吨。
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