2025年高考推進(jìn)工業(yè)革命新高潮的內(nèi)燃機(jī)

　　推進(jìn)工業(yè)革命新高潮的內(nèi)燃機(jī)

　　18世紀(jì)瓦特發(fā)明的蒸汽機(jī)被譽(yù)為推動(dòng)工業(yè)革命的機(jī)器，而19世紀(jì)后半期奧托發(fā)明的內(nèi)燃機(jī)，可謂把工業(yè)革命推向新高潮的機(jī)器。從此，新能源石油開始登上歷史舞臺(tái)，成為工業(yè)的血液。

　　在奧托發(fā)明內(nèi)燃機(jī)之前，1860年法國人魯諾瓦爾發(fā)明了一種使用氣體燃料的發(fā)動(dòng)機(jī)。不過，這種發(fā)動(dòng)機(jī)的原理幾乎跟瓦特的蒸汽機(jī)完全一樣。當(dāng)活塞到達(dá)行程中間時(shí)，用電池和感應(yīng)線圈產(chǎn)生的高壓電火花點(diǎn)火。當(dāng)時(shí)曾把這種發(fā)動(dòng)機(jī)裝到車上，在巴黎大街營業(yè)。但是，氣體燃產(chǎn)發(fā)動(dòng)機(jī)的熱效率極低，僅為5%，而消耗燃料卻比蒸汽機(jī)大得多。

　　1853年，年僅21歲的德國人奧托目睹魯諾瓦爾發(fā)明的裝有機(jī)器的馬車后，下決心研究一種新型的、高效率的發(fā)動(dòng)機(jī)。

　　奧托知道，只要用簡單的引火方法，就能將石油或酒精蒸汽引爆。他一次又一次制作各種氣缸，進(jìn)行引爆實(shí)驗(yàn)，用來推動(dòng)活塞，結(jié)果一一失敗。奧托從失敗中總結(jié)教訓(xùn)，不斷調(diào)整燃?xì)夂涂諝獾幕旌媳�，發(fā)現(xiàn)如有更多的混合氣體進(jìn)入汽缸，點(diǎn)火后便激烈引爆，使轉(zhuǎn)速加快，曲軸就不止旋轉(zhuǎn)一圈。他想，要是讓一個(gè)行程進(jìn)氣，另一個(gè)行程壓縮，第三個(gè)行程點(diǎn)火發(fā)動(dòng)，最后一個(gè)行程用來把燃燒廢氣排出氣缸，那該多好！這是四個(gè)行程的內(nèi)燃機(jī)藍(lán)圖。它使奧托接近突破難關(guān)了。

　　然而，實(shí)現(xiàn)這個(gè)藍(lán)圖卻并不是一帆風(fēng)順的。由于混合氣體濃度高，爆發(fā)力大，沖擊力也強(qiáng)，軸承和接頭無法承受；而如果混合氣體稀薄，活塞就無法運(yùn)轉(zhuǎn)。1862年幾乎是他失敗的一年，軸承不斷報(bào)廢。在困難重重之時(shí)，奧托決定赴英國倫敦參觀產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)，吸收新知識(shí)，以便繼續(xù)試驗(yàn)。

　　在回國途中，他想到瓦特蒸汽機(jī)運(yùn)用的大氣壓原理，要是進(jìn)入氣缸中的混合氣非常稀薄，爆發(fā)力就很弱，隨著活塞的推進(jìn)和混合氣冷卻，氣缸內(nèi)壓力降低，形成負(fù)壓，在大氣壓作用下，活塞又將被推下來。這樣，不就實(shí)現(xiàn)運(yùn)轉(zhuǎn)了嗎？

　　奧托風(fēng)塵仆仆，馬不停蹄地趕回實(shí)驗(yàn)室。根據(jù)新設(shè)想，他很快地把發(fā)動(dòng)機(jī)制造出來，不幸，普魯士專利局竟拒絕他的申請(qǐng)，理由是可靠性不夠。這真是晴天霹靂，當(dāng)頭一棒。此時(shí)，奧托已到山窮水盡地步，為了試驗(yàn)，他把母親最后一點(diǎn)積蓄也用光了。在窮困交加之際，一位叫郎根的朋友向奧托捐助一筆可觀的資金，使奧托的研究工作得以進(jìn)行下去。

　　奧托和郎根又共同工作了3年，同時(shí)得到德國著名機(jī)械學(xué)教授魯芬的理論指導(dǎo)。1867年，世界上第一臺(tái)內(nèi)燃機(jī)——一號(hào)機(jī)終于在克服重重困難后誕生了。在一號(hào)機(jī)的活塞上，裝了一根長長的方形斷面的活塞桿，一面帶齒條與主軸上的齒輪相嚙合，齒輪內(nèi)有一個(gè)棘輪，像自行車的飛輪一樣，混合氣一進(jìn)入氣缸，工作行程就開始，接著點(diǎn)火，爆發(fā)力將活塞推至上端，缸內(nèi)氣壓急速下降，在上方的大氣壓作用下，活塞徐徐下降，主軸空轉(zhuǎn)。發(fā)動(dòng)機(jī)每分鐘可轉(zhuǎn)80～100轉(zhuǎn)。這個(gè)發(fā)明比魯諾瓦爾燃?xì)鈾C(jī)效率高，燃料少耗三分之二。

　　1876年，奧托又發(fā)明電磁點(diǎn)火裝置，加長進(jìn)氣道，改造了氣缸蓋，使內(nèi)燃機(jī)更加完善。不久，內(nèi)燃機(jī)裝到車上，成為新型的交通工具——汽車；裝到輪船上，使船只加快了速度。內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明引起了又一次交通革命。

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