柴油發(fā)動機并不是什么創(chuàng)新性發(fā)明,但時間證明它已成為當(dāng)今世界最主要的機動車動力來源。
1897年2月17日,魯?shù)婪颉さ屹悹枺≧udolf Diesel)新發(fā)動機的官方認證測試在慕尼黑理工大學(xué)理論工程教授莫里茨·施勒特(Moritz Schr?ter)的幫助下成功完成。
該測試的目的是測試新型壓縮點火式內(nèi)燃機的效率,從而認證機器商業(yè)開發(fā)的適用性。為了紀(jì)念魯?shù)婪颉さ屹悹柕陌l(fā)明,壓縮點火式內(nèi)燃機的主要燃料柴油就是以狄賽爾名字命名(diesel)。
這臺重達4.5噸的發(fā)動機擁有著令人印象深刻性能:全功率為13.4千瓦(18馬力),發(fā)動機的熱效率為35%,機械效率達到75%,凈效率為26%。狄賽爾給他的妻子信中自豪地寫道:“從來沒有人設(shè)計的發(fā)動機實現(xiàn)了這樣的效率,我將因此聞名世界?!?/p>
同年底,柴油發(fā)動機的凈效率提升到30%,是當(dāng)時汽油發(fā)動機的2倍。
隨著時間的推移,這種效率差距已經(jīng)縮小,但是今天的柴油發(fā)動機比用汽油燃料的競爭對手仍然保持了至少15%至20%的效率差。
柴油發(fā)動機具有很多優(yōu)點:使用燃料具有更高的能量密度(比汽油高近12%);自點火時更高的壓縮比(通常是汽油發(fā)動機的兩倍),導(dǎo)致更加完全的燃燒和更冷的廢氣;發(fā)動機較長的沖程和較低的旋轉(zhuǎn)速率減少了摩擦損失;它們可以與各種非常稀薄的混合物一起使用,讓高效精煉燃料成為可能;沒有節(jié)流閥;并且現(xiàn)代高壓共軌燃油噴射系統(tǒng)可以在高達300兆帕的壓力下將燃料噴射到它們的氣缸中。
令人失望的是,在1897年創(chuàng)紀(jì)錄的測試之后狄賽爾沒有進行迅速的商業(yè)部署。狄賽爾自大的認為,柴油機的高效是不爭的事實,大家自然能都會選擇高效的發(fā)動機來使用。
在1911年,丹麥船只塞蘭迪亞(Selandia)成為第一艘由柴油發(fā)動機驅(qū)動的海洋貨輪,而柴油機真正在第一次世界大戰(zhàn)后才開始主導(dǎo)運輸業(yè)。
重型鐵路牽引是他們攻克地第一座“堡壘”,接下來是重型公路運輸,越野車輛,建筑和農(nóng)業(yè)機械。第一輛柴油車梅賽德斯-奔馳260D于1936年推出,但柴油車從未在美國生產(chǎn),即使是現(xiàn)在柴油也只占所有輕型車輛的3%。在歐盟,大約40%的小型客車是使用柴油的。
狄賽爾最初的希望是看到柴油發(fā)動機在小型,獨立的生產(chǎn)者的作業(yè)工具大量使用,但120年后的今天,情況恰恰相反。
柴油是大規(guī)模集中工業(yè)生產(chǎn)中無可爭議的推動者,也是全球化的不可替代的原動力。柴油幾乎推動了包括所有集裝箱船和所有卡車貨運列車和大宗商品(石油、液化天然氣、礦石、水泥、肥料和谷物)的運輸。
正在讀文章的你,吃或穿著的大多數(shù)物品都會經(jīng)過柴油發(fā)動機運輸至少一次:孟加拉國的衣服、南非的桔子、中東的原油、牙買加的鋁土礦、日本的汽車、中國的電子產(chǎn)品。低成本、高效、高可靠性和高耐久性柴油發(fā)動機為現(xiàn)代經(jīng)濟的全球化打下了堅實的基礎(chǔ)。
在一個多世紀(jì)的使用中,柴油發(fā)動機的容量和效率仍在提高。目前,運輸中最大的發(fā)動機額定功率超過81兆瓦(109,000馬力),其最高凈效率有50%以上,比燃氣渦輪機的效率還要高。
這個月就要120歲的柴油發(fā)動機仍然是整合全球競技的第一助推力。因為至今還沒有任何一個發(fā)動機能夠像他一樣,高效可靠的為大型運輸工具提供持久的動力。