МОТОРЫ ЭПОХИ БИСМАРКА

В эпоху Отто фон Бисмарка и Наполеона III французы и немцы не имели других полезных занятий, кроме как периодически выяснять между собой отношения, и, время от времени, изобретать моторы. В самом деле, в ХIХ веке представители этих креативных наций ярко отметились на поприще создания ДВС — двигателей внутреннего сгорания, изделий, которые позволили миллионам жителей планеты Земля познать упоительную «роскошь передвижения».  Авиация  обязана ДВС самой возможностью своего существования.

В конце XVIII века французский инженер Филипп Лебон случайно открыл светильный газ, смесь которого с воздухом при определенных условиях взрывалась. Инженеру пришла мысль использовать силу взрыва  для полезной работы, подобно тому, как Архимед использовал силу пара для выбрасывания ядра из ствола пушки. В экспериментах Лебона роль ствола играл цилиндр, роль ядра — поршень. Горючая смесь попеременно подавалась в две камеры сгорания, которые располагались по обе стороны поршня. В 1801 году Лебон оформил патент на конструкцию двигателя внутреннего сгорания. Двигателя, работающего по принципу двух тактов. Так началась реальная история ДВС.  

Другой французский гений, Жан Жозеф Этьен Ленуар (Lenoir Jean Etienne), из всех прочих гениев оказался самым бестолковым. Он родился 12 января 1822 года, некоторое время зарабатывал на жизнь, работая официантом в ресторане «Холостой парижанин».  Конечно, ему тоже пришла в голову удачная мысль – в качестве горючей смеси соединить пары бензина с воздухом. Он разработал конструкцию двухтактного двигателя по принципу паровой машины с золотниковым газораспределением, причем газ и воздух смешивались непосредственно в цилиндре, а горючая смесь поджигалась электрической искрой от аккумулятора. В январе 1960 года Ленуар получил патент, и стал зарабатывать на продаже маленьких двигателей мощностью 0,7-1,5 л.с. приличные деньги. В 1963 году Ленуар установил свой двигатель на самобеглую коляску и, распугивая ужасным шумом случайных прохожих, проехал на ней около 20 км в окрестностях Парижа. Скоропалительные слава и богатство оказали Ленуару плохую услугу: он перестал думать о совершенствовании своей техники, а после опубликования идей Бо де Роша, не смог оценить возможности и перспективы  четырехтактного двигателя.

Альфонс Бо де Роша, французский ученый в области теплофизики, двигатели не строил, предпочитал развивать теорию. В 1863 году он опубликовал в Париже книгу  "Новый принцип работы двигательных машин, в коих топливо сжигается внутри цилиндра". В книге автор описал оформленный им в 1862 году патент, который назывался "Новейшие исследования относительно практических условий применения теплоты" и содержал описание четырехтактного цикла: всасывание горючей смеси в течение первого хода поршня; ее сжатие во время второго хода; зажигание при положении поршня в верхней мертвой точке и расширение газов во время третьего хода; выталкивание продуктов сгорания во время четвертого хода. Четырехтактность повышала КПД двигателя Ленуара, не менее чем в 5 раз. Эффект, главным образом достигался предварительным сжатием горючей смести в цилиндре «до максимальной степени».

Во франко-прусской войне французская армия потерпела несколько унизительных поражений, 1 марта 1971 года германские войска вошли в Париж, Наполеон III потерял корону, моторы с ужасной силой начали изобретать немцы.

Немецкий изобретатель Николаус Август Отто (Nicolaus August Otto) родился в 1832 году в городе Хольцхаузен в Германии. Его отец умер, когда Отто был еще ребенком. Будущий изобретатель хорошо учился, но в шестнадцать лет бросил высшую школу, чтобы найти работу и получить опыт в бизнесе. Некоторое время он работал в бакалейной лавке в маленьком городке, позже стал клерком во Франкфурте, а потом коммивояжером.

Отто получил патент на двигатель внутреннего сгорания с четырехтактным циклом, построенный  в соответствии  с идеями Бо де Роша, еще в 1863 году. Однако первый работоспособный двигатель такого типа удалось создать немецким изобретателям Готлибу Даймлеру и конструктору Вильгельму  Майбаху, которые  применили в четырехтактном ДВС конструкции Отто распределительный вал, вращающийся в два раза медленнее основного вала, и зажигание от дежурной газовой горелки. КПД двигателя достигал 15% — в 5 раз выше, чем у двигателей Ленуара. На всемирной выставке 1878 года в Париже двигатель получил большую золотую медаль, как лучшую из представленных 75 моделей двигателей других фирм.

Выставку посетил Ленуар, но и наглядное свидетельство немецкого четырехтактного чуда не убедило упертого француза: "Четыре хода поршня на один рабочий — ужасная трата энергии! Один взрыв приходится на два оборота вала!.. Такая машина не может быть экономичной. Я говорю, что все слухи о ней — только коммерческий фокус" – написал он о своих впечатлениях.

Двигатели Отто не услышали авторитетных выпадов Ленуара и хуже работать не стали. Вскоре они монополизировали рынок, оставив Ленуару утешительную поговорку: «бедность – не порок». Следует лишь добавить, что в 1882 году на основании сведений, опубликованных Бо де Роша в своей книге 1863 года издания, суд аннулировал патент Отто на четырехтактный двигатель. Тем не менее к 1897 году было выпущено около 42 тысяч таких двигателей разной мощности.

Рудольф Кристиан Карл Дизель (Rudolf  Chrístian Karl Diesel) родился 18 марта 1858 года в Париже, в  немецкой семье переплетчика книг. В 1870 году, с началом франко-прусской войны, семья перебирается в Англию, затем в Германию, где Рудольф в 1880 году с прекрасными результатами заканчивает учебу в Мюнхенской Высшей технической школе.

Рудольф «знал одной лишь думы власть, Однуно пламенную страсть..».  Еще будучи студентом, он загорелся идеей — повысить КПД ДВС. Многие изобретатели ломали головы, добиваясь этой цели. Однако свыше 15% КПД  поднять не удавалось. 85% потенциальной энергии – на ветер.

Более десяти лет Рудольф экспериментирует с двигателем внутреннего сгорания. Важный результат – КПД двигателя увеличивается с повышением степени сжатия горючей смеси. Однако при сильном сжатии горючая смесь перегревается и вспыхивает раньше времени. Гениальное решение  – сжимать не горючую смесь, а воздух; в конце сжатия, когда температура воздуха достигает нужного значения, впрыскивать в камеру сгорания жидкое топливо.  Получившаяся горючая смесь мгновенно воспламеняется, газы, расширяясь, давят на поршень цилиндра и превращают тепло в работу.

Первые патенты на «новый рациональный тепловой двигатель» Дизель получает в 1892 и 1893 годах. Разрабатывался рабочий вариант двигателя на Аугсбургском машиностроительном заводе на средства компании Фридриха Круппа и братьев Зульцер.  Довести «Дизель» до работоспособного состояния удалось Дизелю в 1897 году.

Первый экземпляр новой тепловой машины развивал мощность 20 л.с.  при КПД 26% — значительно большем,  чем у лучших двигателей Отто. В 1900 году в Лондоне регистрируется компания по производству «Дизелей».  В 1903 году впервые дизельным двигателем оснащен корабль, в 1908 году – грузовой автомобиль. К Рудольфу Дизелю пришла заслуженная слава.

К несчастью, техническую славу  изобретателя не сопровождал коммерческий успех. В 1913 году Европу настиг финансовый кризис, над коммерческим предприятием  Дизеля  замаячила угроза банкротства.

До этого дело не дошло. 19 сентября 1913 года Рудольф Дизель таинственным образом пропал из видимой, а может быть, и естественной земной жизни. В этот день, он вроде бы отправился в Лондон на борту парома «Дрезден» на открытие завода, производящего двигатели его конструкции. Утром следующего дня его уже не могли найти – ни на пароме, ни в море, ни на суше.

 

Добавить комментарий

WordPress SEO