Сегодня мир массово обращается к электрике, и многие абсолютно очарованы восхитительными достижениями электробытовой техники в последнее время. Говорят об экологии, а для двигателя внутреннего сгорания звонят в колокола. Век пара также давно окончился. Но открытие инженера Рудольфа Дизеля до сих пор незаменимо и приводит в движение миллионы машин во всем мире.
В нерегулярной серии выходных я уже представил много двигателей со славной гоночной историей, и большинство из них все еще ждут собственного часа. Но я просто подумал, что было бы очень незаслуженно не посвятить дизельному двигателю три серии статей. Его лязгающий звук не вызывает ничего, кроме восторга. Однако это блестящий слуга. В конце концов, двигатели, носящие имя немецкого изобретателя, регулярно служат всем нам. Путешествуете ли вы автобусом или в мощном BMW M550d. Постоянно, когда вы забираете новый товар из службы доставки на дом, Дизель находится всюду. Не имеет значение, купили ли вы простой мебельный предмет или новейший ноутбук. Посыльный приехал на дизельном фургоне, а с китайского завода его доставил в порт океанский грузовой корабль с огромным двигателем, работающим на принципах, изобретенных Рудольфом Дизелем.
Первый рабочий, стабильный двигатель Дизеля в 1897 году.
Патент Рудольфа Дизеля
Он происходил из семьи кожевника в Аугсбурге. Его папа перевез семью в Париж в середине 1850-х годов, когда возникла Семилетняя война. Таким образом, Рудольф появился на свет во Франции в 1858 году. Однако в возрасте двенадцати лет, когда война кончилась, папа Теодор отправил его назад в Аугсбург жить к дяде, который был математиком и заботился о маленьком Рудольфе. Его отправили в технический лицей, где он преуспел. Он был просто добросовестным и, судя по имеющимся источникам, был бы идеальным ребенком. Он даже поступил в технический университет в Мюнхене и там познакомился с неким Карлом фон Линде. Если это слово вам что-нибудь говорит, то да, это изобретатель и предприниматель из Германии, основавший газовый концерн Linde. В частности, он был первым человеком в мире, который изобрел как рабочий принцип холодильника, так и метод сжижения газа.
Компания Laurin & Klement также строила 12-цилиндровые самолеты
Tatra не была бы Tatra, если бы не дизайнер Милан Галия
Линде также взял на работу Рудольфа Дизеля после завершения им университета. Он даже поддерживал его в частной жизни и подбадривал в его решительных попытках изобрести практичную машину, которая собственной эффективностью и малым весом отправит паровые двигатели в историю. Дизель был одержим этой идеей, работал долгие часы, его радость сменялась печалью, когда двигатель все еще не работал так, как задумал его создатель. Его видение заключалось в том, чтобы создать двигатель, способный сжигать разные варианты доступного топлива. Первоначальный образец работал на керосине, но цель заключалась в том, чтобы иметь возможность применять растительные масла. Собственно здесь Дизель увидел будущее.
Рудольф Дизель был выдающимся изобретателем, чей существенно улучшенный двигатель и на данный момент фактически незаменим в промышленности.
Линде упорствовал, финансировал и поддерживал собственный проект. Момент эврики наступил в феврале 1892 года. Рудольф Дизель дожил до тех пор, когда его тип двигателя внутреннего сгорания был целиком задокументирован и оформлен как интеллектуальная собственность в Германии Берлинским патентным бюро. Но от патента до реализации еще много времени прошло. Он также не был в патентном бюро в последний раз. Был подан ряд дополнительных заявок на регистрацию патентов. В Америке патент был предоставлен только в 1898 году. Двигатель на дизеле признали более идеальным решением, чем подобный двигатель Герберта А. Стюарта.
Почему двигатель на дизеле настолько продуктивен?
Главной идеей был расчет, по которому паровая машина работает с КПД всего в десять процентов. Паровая машина теряет много тепла и энергии, которая остается неиспользованной. Четырехтактный двигатель внутреннего сгорания Отто откровенно лучше. Но дизельный четырехтактный двигатель вытаскивает из рукава еще один интересный туз. Рудольф Дизель вспомнил обычное физическое явление. Когда газ, в таком случае простой воздух, сжимается, температура увеличивается одновременно с давлением. Любой может проверить это при помощи обычного ручного насоса на велосипеде. Часть находящаяся внизу насоса нагревается при энергичном накачивании. В середине 19 века существовали даже зажигалки для сигар, которые работают по принципу инфлятора.
Джузеппе Буссо создал самый звучный в мире V6
Луиджи Колани был провидцем в области промышленного дизайна.
Поэтому все, что вам необходимо было сделать, это спроектировать двигатель так, чтобы в топке было большое сжатие. А двигатель может всасывать только воздух, который сжимается в момент цикла сжатия. Когда поршень может достигать вершины, в топку должно быть впрыснуто топливо. Он перемешивается с горячим воздухом, самопроизвольно загорается и потом может привести двигатель в действие способом, знакомым нам по работе четырехтактного двигателя. Это основное отличие от двигателя на бензине. В дизеле топливо не нужно смешивать с воздухом во время впуска, оно впрыскивается в точном количестве в момент самого большого сжатия. И дизельному двигателю также не требуется свеча зажигания для возгорания (свечки зажигания выполняют только функцию накаливания для облегчения холодного запуска). На сегодняшний день двигатель на дизеле считается более успешным, так как он лучше управляет топливом, чем четырехтактный двигатель на бензине, нельзя исключать, что и двухтактный. Его превзошло только очень гениальное открытие врача Феликса Ванкеля.
Благодаря низкой и постоянной рабочей скорости двигатель на дизеле также замечательно подойдет для стационарного применения. В принципе, он должен работать постоянно и может быть остановлен только путем ограничения топливоподачи или воздуха. Кроме того, в аварийном случае и неконтролируемой топливоподачи в топку распылителями, она может легко перегреться и разрушиться. В английском для этого есть термин "diesel runaway". Двигатель полностью вышел из-под контроля. Только один способ остановить это — уменьшить поступление воздуха, если только у нас нет возможности остановить поступление топлива. Сегодня нам вряд ли стоит волноваться об данной ситуации, но во времена первых попыток Рудольфа Дизеля мы, разумеется, беспокоились. Должно быть, было настоящим испытанием добиться правильного соотношения топлива и времени впрыска.
MAN A.G. также был известен производством грузовых судов. Здесь судно 1905 года с двигателем на дизеле
Вторая промышленная революция
Через шесть лет после получения первого патента дизель получил собственное первое использование на практике на спичечной фабрике в Кемптене, Бавария. Такое случилось в 1898 году. С этого периода заказы на двигатели стали быстро расти. Работающий двигатель на дизеле, разумеется, не появился бы так скоро, если бы не другой популярный покровитель проекта, Рудольф Дизель. Это был Генрих Буц, руководитель машиностроительного завода MAN A.G. в Аугсбурге, который предъявил и средства, и деньги после того, как Линде потерял упорство. И это принесло собственные плоды. В течение следующих десяти лет Рудольф Дизель и его семья стали очень богатыми. Многие компании хотели получить его двигатель, были заинтересованы в его лицензировании, а Дизель как бы присматривал за ними. А в это время, его тип двигателя распространился за пределы большого водоема. Некий немецкий соотечественник, Адольфус Буш, пивоваренный магнат в Америке, купил права на производство дизельных установок. Двигатели Busch-Sulzer были первыми в собственном роде в северной Aмерике.
Двигатель Tatra V8 собой представляет уникальную конструкцию дизельного агрегата с охлаждением воздуха. В двенадцатицилиндровом варианте он выпускается с 1942 года.
Двигатели работающие на дизельном топливе также поднялись в воздух, причем не только классически на кораблях, локомотивах и грузовиках. Знаете ли вы, что четыре дизельных двигателя приводили в движение всемирно популярный дирижабль LZ-129 "Гинденбург"? Разумеется, это были 1930-е годы. До этого ДТ не применялось даже в грузовиках, уже не говоря о легковых автомобилях. Первым большим грузовиком с двигателем на дизеле в Чехословакии был Praga RND 1934 года. А его массовое изготовление возникло еще позднее. Всем известный двенадцатицилиндровый двигатель на дизеле с охлаждением воздуха Tatra применялся исключительно во время Второй мировой. А первый легковой автомобиль с двигателем на дизеле построили компанией Mercedes-Benz.
Гоночный автомобиль Cummins Diesel No. 8. Этот красавчик на шасси Duisenberg в 1931 году преодолел отметку в 100 миль в час.
Но немногие знают, что за рубежом в Америке даже строились дизельные гоночные автомобили. Дон Камминс пытался создать двигатель на дизеле в американской "мекке" автопрома — Детройте. Не обращая внимания на отсутствие заинтересованности, он, как минимум, пытался поразить публику. Автомобиль Камминса, стартовый номер 8 на шасси Duisenberg, установил рекорд скорости в Дайтоне в феврале 1931 года. В мае того же года он опять принимал участие в гонках в Индианаполисе, и с 5,9-литровым четырехцилиндровым дизелем ему получилось финишировать на 13-м месте среди всех автомобилей.
Mercedes-Benz 260D (1936) был первым серийным пассажирским автомобилем с двигателем на дизеле. Под капотом находился 45-сильный 2,6-литровый четырехцилиндровый двигатель, впрыск ДТ обеспечивался насосом Bosch.
Бесславная участь технического гения
Все такое случилось уже после смерти Рудольфа Дизеля. Въедливый ученый и инженер неожиданно стал предпринимателем — роль, которая не соответствовала его характеру. Согласно его биографии, он страдал от того, что другие будут копировать его запатентованные решения. Он даже подал в суд на многие компании, начавшие выпускать идентичные двигатели, и хотя семья жила на шикарной вилле в Мюнхене, самому Дизелю не посчастливилось ни в славе, ни в деньгах.
Эффективный, но психически сломленный человек, потерявший большую половину собственного состояния из-за затянувшихся разбирательств в суде с предполагаемыми плагиаторами его изобретений, Дизель в конце концов покончил с собой. Разные конспирологические истории до сих пор окружают его смерть, которую он подобрал, упав за борт парома по пути из Антверпена в Англию. Биограф Рудольфа Дизеля, Мортон Гроссер, склоняется к самому обыкновенному объяснению, а конкретно к самоубийству. В собственном дневнике в день, когда сегодня, ровно 106 лет тому назад (29 сентября 1913 года), он написал только крестик. Его ужин был отправлен на борт, и с той поры его никогда не видели. После нескольких недель тело и несколько собственных вещей были найдены для опознания в водах у норвежского берега. Почему Рудольф Дизель в конце концов покончил с собой, до конца не ясно. В то время он находился в Англии с перспективой оформления сделки с британским ВМФ на поставку энергии для ударных подводных лодок. Однако время уже приближалось к Первой мировой.