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内燃机技术发展

信息来源:慧聪机械工业网       发布日期:2013-01-14       分享到:

 内燃机是指燃料直接在机器内部燃烧的发动机,包括复活塞式柴油机汽油机、燃气轮机和喷气式发动机等。燃料在机器外部燃烧的发动机称为外燃机,包括蒸汽机、蒸汽轮机以及核动力装置等。蒸汽轮机和核动力装置主要应用于大型船舶上。 

    发展大致历程: 

    1824年,卡诺曾经发表了热力发动机的经典理论——卡诺原理 

    经过半世纪后,即1876年,德国人奥托才发明四冲程煤气机。当时该机的压缩比约为2.5,其热效率为10~12%,在此后的18年间垄断了市场,承袭了当时处于全盛时期的蒸汽机的宝座。 

    1883年,法国人达木烈尔制成了热管点火的立式汽油机,在当时内燃机的最高转速也不过是200r/min,而他制作的汽油机转速时1000r/min,1887年该机装在汽车上使用。与此同时,法国人奔驰也开始研究高速内燃机。1890年左右,他应用了电火花点火法,使汽油机达到了与今天车用汽油机几乎相同的形式,高速机获得迅速的发展。现在汽油机的转速为4000~5000r/min是很平常的,最高已经达到12000r/min. 

    在1897年,法国人鲁道夫.狄赛尔最早制成了柴油机。该机在转速为172r/min时,发出了14.7kw,热效率达到26.2%,这是当时最高的热效率了。从此以后,柴油机获得迅猛的发展,1903年首先装在船上,1907年,用于潜艇的正反转的柴油机试验成功。1912年装在远洋货轮上的柴油机首次远航实验成功。该船载重7000吨,航速11kn,柴油机缸径D=530mm,活塞行程S=780mm,在140r/min时,输出功率Ne=1471kw。 

    在1926年就有人设计出利用排气能量将进气压缩的废气涡轮增压器。但是由于当时制造工艺不足以制造性能良好增压器而使增压技术多年得不到普及和推广。第二次世界大战后,随着人们对废气涡轮的研究,在耐热材料和压气机方面取得了显著地进展。另一方面,由于生产技术的发展,于是从1950年左右起,才开始在柴油机上采用增压方式。如今的船用柴油机已经达到“无机不增压”的程度,因为增压后,柴油机的功率能提高1~3倍。废气涡轮增压对提高柴油机的性能做出了重大贡献。