2025年高考推進工業革命新高潮的內燃機

　　推進工業革命新高潮的內燃機

　　18世紀瓦特發明的蒸汽機被譽為推動工業革命的機器，而19世紀后半期奧托發明的內燃機，可謂把工業革命推向新高潮的機器。從此，新能源石油開始登上歷史舞臺，成為工業的血液。

　　在奧托發明內燃機之前，1860年法國人魯諾瓦爾發明了一種使用氣體燃料的發動機。不過，這種發動機的原理幾乎跟瓦特的蒸汽機完全一樣。當活塞到達行程中間時，用電池和感應線圈產生的高壓電火花點火。當時曾把這種發動機裝到車上，在巴黎大街營業。但是，氣體燃產發動機的熱效率極低，僅為5%，而消耗燃料卻比蒸汽機大得多。

　　1853年，年僅21歲的德國人奧托目睹魯諾瓦爾發明的裝有機器的馬車后，下決心研究一種新型的、高效率的發動機。

　　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，進行引爆實驗，用來推動活塞，結果一一失敗。奧托從失敗中總結教訓，不斷調整燃氣和空氣的混合比，發現如有更多的混合氣體進入汽缸，點火后便激烈引爆，使轉速加快，曲軸就不止旋轉一圈。他想，要是讓一個行程進氣，另一個行程壓縮，第三個行程點火發動，最后一個行程用來把燃燒廢氣排出氣缸，那該多好！這是四個行程的內燃機藍圖。它使奧托接近突破難關了。

　　然而，實現這個藍圖卻并不是一帆風順的。由于混合氣體濃度高，爆發力大，沖擊力也強，軸承和接頭無法承受；而如果混合氣體稀薄，活塞就無法運轉。1862年幾乎是他失敗的一年，軸承不斷報廢。在困難重重之時，奧托決定赴英國倫敦參觀產業博覽會，吸收新知識，以便繼續試驗。

　　在回國途中，他想到瓦特蒸汽機運用的大氣壓原理，要是進入氣缸中的混合氣非常稀薄，爆發力就很弱，隨著活塞的推進和混合氣冷卻，氣缸內壓力降低，形成負壓，在大氣壓作用下，活塞又將被推下來。這樣，不就實現運轉了嗎？

　　奧托風塵仆仆，馬不停蹄地趕回實驗室。根據新設想，他很快地把發動機制造出來，不幸，普魯士專利局竟拒絕他的申請，理由是可靠性不夠。這真是晴天霹靂，當頭一棒。此時，奧托已到山窮水盡地步，為了試驗，他把母親最后一點積蓄也用光了。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行下去。

　　奧托和郎根又共同工作了3年，同時得到德國著名機械學教授魯芬的理論指導。1867年，世界上第一臺內燃機——一號機終于在克服重重困難后誕生了。在一號機的活塞上，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，齒輪內有一個棘輪，像自行車的飛輪一樣，混合氣一進入氣缸，工作行程就開始，接著點火，爆發力將活塞推至上端，缸內氣壓急速下降，在上方的大氣壓作用下，活塞徐徐下降，主軸空轉。發動機每分鐘可轉80～100轉。這個發明比魯諾瓦爾燃氣機效率高，燃料少耗三分之二。

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

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