Федеральное агентство по образованию
ГОУ Российский государственный профессионально-педагогический университет
Инженерно-педагогический институт
Кафедра общей электротехники
Рудольф Дизель
Реферативная работа по дисциплине
"История науки и техники"
Студент группы ЗЭМ-208-С
В.И.Миронов
Руководитель работы
Г.В. Ермаков
Екатеринбург 2009
Содержание
Введение
1. Биография. Создание инженерного чуда
1.1 Вундеркинд
1.2 Инженер может все
1.3 Борьба угля и нефти
1.4 Он знал слишком много
1.5 Рудольф Дизель с семьей
Заключение
Библиографический список
Введение
В наше время слово "дизель" у большинства людей вызывает ассоциации лишь с двигателем внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, работающим на жидком топливе. И немногие знают, что этот двигатель назван по имени немецкого изобретателя, инженера Рудольфа Дизеля (Diesel, 1858-1913 г.г.)
По моему мнению создание Дизельного мотора гениальным инженером дало колоссальный толчок к развитию индустриализации в период начала 19 века. Это человек убедил промышленников что нет нечего невозможного. Всё что человек может вообразить осуществимо необходимо только приложить усилия к воплощению идеи в реальность.
Изобретение... никогда не было лишь продуктом творческого воображения: оно представляет собой результат борьбы между отвлеченной мыслью и материальным миром... Изобретателем история техники считает не того, кто с той или иной степеью определенности высказывал раньше подобные же мысли и идеи, а того, кто осуществил свою идею, мелькнувшую, может быть, в уме множества других людей...
Рудольф Дизель: "Я иду впереди лучших умов человечества".
Дизельные двигатели широко распространены в мире. Редкая модель представлена на рынке без дизельной модификации. Создатель этого агрегата Рудольф Дизель шел к своему открытию тернистым путем, преодолевая трудности и недоверие окружающих.
1. Биография. Создание инженерного чуда
1.1 Вундеркинд
Предки Рудольфа Дизеля были переплетчиками и книготорговцами, а свою родословную семья ведет из тюрингского городка Пёснека (Германия). Однако родился Рудольф в Париже 18 марта 1858 г. В период франко-прусской войны семья Дизелей - немцев по национальности - под давлением нарастающих шовинистических настроений соседей вынуждена была эмигрировать в Англию. Оставшись без связей и средств к существованию, отец Рудольфа принял решение отправить сына, подававшего большие надежды, в Германию.
Двенадцатилетнему мальчику предстояло самостоятельно отправиться в далекое по тем меркам путешествие в Аугсбург, сначала на пароходе, а затем на поезде с несколькими пересадками. Мать убеждала его в необходимости этого шага: "Твое дело как можно скорее научиться чему-нибудь и помогать отцу. Ты видишь, в каком положении твоя семья. Ты умный мальчик, Рудольф, не плачь же и не спорь с отцом". Она надеялась, что в Германии ребенку поможет ее брат, профессор Х. Барникель.
И действительно, бездетная чета Барникель приняла Рудольфа очень тепло. Тихий, но очень способный мальчик быстро завоевал любовь и привязанность в своей новой семье. Он был прилежен, внимателен, любознателен и серьезен не по годам. Профессор Барникель предоставил в его распоряжение домашнюю библиотеку, и Рудольф начал с того, что заново переплел некоторые обветшавшие книги. Общение с широко образованным дядей, несомненно, шло на пользу: в 1873 г. он блестяще окончил реальное училище и был принят в Аугсбургскую политехническую школу с назначением государственной стипендии в 60 гульденов. Весной 1875 г. школу инспектировал директор Мюнхенской высшей технической школы профессор Бауерфейнд. Рудольф Дизель был представлен ему как выдающийся ученик выпускного класса. Точные и безукоризненные ответы юноши очаровали профессора, и он поинтересовался:
- Какая же область техники более всего интересует Вас?
- Машиностроение, - ответил Рудольф.
- Перед этой отраслью развертываются сейчас огромные перспективы. Слышали ли Вы о попытках создать вместо паровой машины двигатель внутреннего сгорания, способный заменить паровой?
- Инженер все может, - убежденно заявил молодой человек. Профессора изумила такая горячность:
- С Божьей помощью, следовало бы добавить, молодой человек.
Впрочем, решение у Бауерфейнда уже созрело: Дизель был принят в Мюнхенскую школу по результатам собеседования. Кроме того, ему назначили стипендию в 500 гульденов. Подрабатывая уроками и получив еще одну стипендию барона Крамер-Клетта, Рудольф на весь трехлетний период обучения обеспечил сравнительно сносное существование не только себе, но и родителям, которые перебрались в Германию. Интересы Дизеля не замыкались только на технике. Математика привлекала его столь же сильно, как музыка, поэзия и изобразительное искусство. Работоспособность молодого Рудольфа была феноменальной, а упорство в достижении цели, без которого нет и не может быть успеха, попросту ошеломляло знакомых. И задачу для себя он выбрал подходящую: разработать тепловой двигатель, который на порядок превосходил бы по эффективности паровую машину. Однако прежде следовало обеспечить себе прочное положение в этом мире, поэтому он принял предложение возглавить завод акционерного общества "Холодильник" в Париже, где проработал 12 лет. Параллельно он продолжил теоретические и экспериментальные исследования в области двигателей, работающих на тяжелом топливе.
1.2 Инженер все может
Вторая половина девятнадцатого века прошла под знаком паровой машины, устройства сколь гениального, столь и малоэффективного. Газовые двигатели Отто, нуждавшиеся в дорогом светильном газе, и появившиеся вскоре маломощные бензиновые моторы не могли конкурировать с паровой машиной, которая работала на относительно дешевом каменном угле. Последнее обстоятельство заставляло большинство изобретателей разрабатывать двигатели, приспособленные для использования преимущественно твердого топлива. Наиболее удовлетворительным решением оказалась паровая турбина, созданная практически одновременно и независимо друг от друга шведом французского происхождения Де Лавалем и англичанином Парсонсом. Постепенно улучшаясь, паровые турбины завоевали "место под солнцем" в энергетике и судовых силовых установках.
Не прекращались попытки использования нефти или продуктов ее перегонки - бензина и керосина - в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Важным шагом в этом направлении стали керосиновые двигатели, предложенные немцем Шпилем и англичанином Пристманом. Принципиально они мало отличались от двигателя Отто, однако впрыскивание топлива в них осуществлялось насосом. Обе конструкции предусматривали предварительный подогрев керосина с целью перевода его в газообразное состояние. В 1888 г. англичанин Харгревс построил прототип двигателя тяжелого топлива с форсункой, запальным шаром и охлаждением камеры сгорания водой.
Одновременно немец Капитэн предложил впрыскивать в камеру сгорания две струи жидкого топлива таким образом, чтобы при их столкновении горючее распылялось и только после этого поджигалось свечой. Наконец, в 1891 г. англичанин Стюарт построил так называемый "калоризаторный" двигатель тяжелого топлива. Он работал при малых степенях сжатия, а воспламенение топлива происходило при соприкосновении с предварительно разогретой от внешнего источника поверхностью. Калоризаторный мотор был вполне жизнеспособен и даже получил некоторое распространение, но его позиции навсегда подорвало появление первого двигателя Дизеля. Еще в 1890 г. Рудольф перебрался в Берлин, став членом правления Акционерного общества холодильных машин. Глава фирмы профессор Линде весьма заинтересовался идеей своего бывшего ученика и пообещал оказать необходимую поддержку на этапе реализации "в металле" двигателя с топливной эффективностью, на порядок превосходившей соответствующий показатель паровой машины.
За 10 лет Дизель разработал сотни чертежей и расчетов двигателя абсорбционного типа, работавшего на аммиаке.Фантазия молодого инженера не знала границ - от миниатюрных моторчиков для швейных машин до гигантских стационарных агрегатов, использующих солнечную энергию!
И все же Дизелю никак не удавалось создать, хотя бы на бумаге эффективный двигатель, чей КПД превзошел бы на 10-12% паровою машину.
Задавшись целью построить экономичный двигатель, Дизель тщательно изучил единственный, бессмертный трактат "Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу" французского офицера Никола Леонара Сади Карно (1796-1832). По мысли Карно, в максимально экономичном двигателе нагревать рабочее тело до температуры горения топлива необходимо лишь "изменением объема", т.е. быстрым сжатием. Когда же топливо вспыхнет, надо ухитриться поддерживать температуру постоянной. А это возможно только при одновременном сгорании топлива и расширении нагреваемого газа.
Дизель решил сжимать не горючее, а только воздух, и к концу сжатия впрыскивать в цилиндр жидкое топливо под высоким давлением. Эти соображения изложены Дизелем в работе "Теория и конструкция рационального теплового двигателя". В начале своих изысканий он попытался создать двигатель, работающий на угольной пыли, но безрезультатно. Лишь когда Дизель использовал в качестве горючего частично очищенную нефть, он добился заметных результатов. Была открыта дорога к использованию в качестве топлива тяжелых нефтяных фракций.
В описании к патенту от 28 февраля 1892 г., названному "Рабочий процесс и способ выполнения одноцилиндрового и многоцилиндрового двигателя", идея Рудольфа Дизеля излагалась следующим образом:
Рабочий процесс в двигателе внутреннего сгорания, отличающийся тем, что поршень в цилиндре настолько сильно сжимает воздух или смесь какого-нибудь другого индифферентного газа (пара) с воздухом, что возникающая при этом температура сжатия значительно превышает температуру воспламенения топлива; при этом сгорание постепенно вводимого после мертвой точки топлива совершается так, что в цилиндре двигателя не происходит существенного повышения давления и температуры.