鲁道夫·狄塞尔：柴油机的发明者

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鲁道夫·狄塞尔：柴油机的发明者

拖拉机在田野里发出轰鸣，载重汽车在公路上奔驰，轮船在海洋上破浪前进，它们都需要柴油机提供的动力。柴油机的应用十分普遍。它作为一种热效率较高的动力机，直到今天，在许多地方和生产部门中仍然发挥着重要的作用。柴油机的发明者，是近代德国的一位工程师，名叫鲁道夫·狄塞尔。

1858年3月18日，狄塞尔出生在巴黎一个德国侨民的家庭里。

1879年，21岁的狄塞尔以优异成绩在慕尼黑工科大学毕业。毕业后，他成为林德教授的助手。不久，又到瑞士文特图尔的苏尔寿机器工厂进行短期实习。第二年，狄塞尔到达巴黎，在林德冷冻公司所属的巴黎制冰厂工作，担任这个厂的工程师。从1880年到1890年，狄塞尔在巴黎整整工作了10年。在这10年中，他一直致力于动力机的研究和改进。

研究工作是从对蒸气机的改造开始的。自从瓦特发明蒸汽机以来，蒸汽机作为惟一的动力机，得到了广泛的应用。但是，蒸汽机在使用过程中，暴露出它的很多缺点。例如：体积大、操作不方便、运行不够安全，等等。特别是它的效率不高，在10%以下，有的效率甚至只有5%~6%。随着工业生产的发展，需要一种使用方便、效率更高的动力机。

为了克服蒸汽机的缺点，很多人都在进行研究和改进。人们发现，蒸汽机的很多缺点，都是由于它的外部燃烧方式带来的。只有改变这种外部燃烧方式，使燃料直接在汽缸内部燃烧，热能直接做功，才会提高动力机的效率。正是根据这些设想，有位名叫里诺的法国工程师，曾在1860年制成一台煤气机。里诺的煤气机虽然是比蒸汽机体积要小的一种内燃机，但是燃料消耗很大，热效率也只有4%左右。

动力机的效率，指的是它在使用过程中，起动力作用的能量在使用的燃料能量中所占的比例。既然煤气机的效率还不如蒸汽机的效率高，当然也就没有应用价值厂。不过，煤气机的内部燃烧方式优于蒸汽机，因而是可取的。

狄塞尔在研究如何改造蒸汽机的时候，也是本着将外部燃烧方式改变为内部燃烧方式的思路，进行探索的。他花费了大量时间和精力，进行新型动力机的研究和制造工作。在这个过程中，他打算制造一部用氨气来驱动的新型动力机。在研究“氨气发动机”时，他深入地探讨了卡诺的理论。卡诺是法国的著名物理学家。他曾设想通过内燃来为热力发动机提供热源，从而提高热力发动机的效率。要想做到这一点，就需要找到一种比蒸汽更好的工质。所谓“212质”，是“工作介质”的简称，指的是机器中借以完成能量转化的媒介物质。卡诺认为，可以将空气作为工质。其他一些工程师也曾提出过用空气、碳酸和乙醇来代替蒸汽，作为工质。狄塞尔在卡诺理论的启发下，打算用氨气来作为工质。

狄塞尔为什么会想到用氨气来作为工质呢？这同他在巴黎期间的实际工作有着密切的关系。由于他是制冰厂的工程师，非常了解氨气的性质和用途。在制冰生产过程中，离不开氨。氨是一种制冷剂，它在制冷机中能够把热量从低温处传送到高温处。正因为氨气具有促使热量转移的性能，所以狄塞尔就想利用它来代替蒸汽。他想把氨气作为热力发动机中的媒介物质，促使热能转化为机械能，成为动力做功。

可是，狄塞尔花了大量时间进行研究和实验，结果都失败了。实践证明，利用氨气作为工质来制造热力发动机，是不可能做到的。他认识到这一点之后，就果断地把研制“氨气发动机”的计划放弃了。对“氨气发动机”的研究，可以说是狄塞尔走过的一段弯路。但是，这件事也说明，狄塞尔对在科学技术方面的发明创造，表现了实事求是的态度。

1890年，狄塞尔回到德国，到奥格斯堡机器制造厂工作。从这时起，他全力投入到内燃机的研究之中，决心制造出一部经济实用、效率更高的新型热力发动机。

当时，无论从理论上或者技术上来说，研制内燃机的条件都已经完全具备了。前面已经提到，将热力发动机从外部燃烧方式改变为内部燃烧方式，从而提高效率，这方面的研究工作早就有人进行了。里诺在1860年发明的煤气机，应用价值不高。1862年，法国人德罗夏提出了四冲程内燃机的理论。理论问题解决了，但是要制造出能够实际应用的内燃机，却不是一件容易的事情。直到1876年，有一位名叫奥托的德国工程师，才根据德罗夏的理论，经过反复研究试验，对里诺的煤气机进行重大改造，制成了一台四冲程内燃机，使热效率提高到了14%。但是，奥托的内燃机仍然用煤气作燃料，缺点不少。1883年，德国的另一位工程师戴姆勒制成了汽油发动机，进一步提高了效率。

狄塞尔早在大学学习期间，就已经萌发了研制内燃机的想法。这时，奥托和戴姆勒的成功又使他受到极大的鼓舞。于是，他便在奥托和戴姆勒发明的内燃机的基础上，进一步深入研究。狄塞尔雄心勃勃，希望超过他们。为了使发动机得到更广泛的应用，他打算使用价格低廉的燃料，作为内燃机的热能来源。

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