Немного о двигателях

Небольшой отрывок о двигателях, завалявшийся в черновиках. 

Паровые машины уже были, и Джеймс Уатт обещал выдать неплохую премию тому, кто изготовит цилиндры и камеры паровой машины с такой точностью, чтобы между ними не прошла пенсовая монета. И с появлением станков Генри Модсли и Элая Уитни задача могла быть решена. 

Инженеры экспериментировали с двигателями давно. 

20 июля 1807 года французский изобретатель-самоучка Нисефор Ньепс продемонстрировал Наполеону Бонапарту сделанный им двигатель внутреннего сгорания, работавший на смеси угольной пыли и измельченной в порошок древесной смолы. Ньепс назвал своё изобретение «Пиреолофор». 

Двигатель Наполена не впечатлил, и Ньепс забросил исследования и принялся заниматься фотографией. В настоящее время он известен как один из основоположников фотографии.

В том же, 1807 году, французско-швейцарским изобретателем Франсуа Исааком де Ривасом представил свой двигатель. Его изобретение использовало шатунно-поршневую систему с искровым зажиганием и работало на водороде. КПД конструкции был крайне низким, а смесь водорода и кислорода так и норовила добраться до искры. Коммерческого успеха двигатель тоже не получил.

И лишь с развитием металлорежущего оборудования и средств измерения, стали появляться более интересные модели. 

24 января 1860 года бельгиец Жан Ленуар запатентовал свой двигатель внутреннего сгорания. Конструкция двигателя была одноцилиндровой, двухтактной, и в качестве топлива он использовал светильный газ. Поршень двигался в обоих направлениях, а в качестве зажигания использовалась электрическая искра. 

Двигатель Жана Ленуара оказался первым серийно выпускаемым двигателем внутреннего сгорания. По сравнению с паровыми машинами он был менее громоздким, проще в управлении и не требовал длительной подготовки перед запуском. Двигатель ставили в автомобили, на фабрики, немец Пауль Хейнлейн использовал двигатель для дирижабля собственной конструкции. 

И в один прекрасный день Николаус Отто, коммерсант из Баварии, открыл газету, и прочитал там рекламу газового двигателя Ленуара. 

Это событие определило путь двигателестроения на многие десятилетия вперед. 

Николаус Отто загорелся идеей. Он никогда не видел двигателя Ленуара, не имел технических познаний, но он желал сделать лучше! 

В одной из мастерских Кёльна по заказу Отто изготовили модель двигателя Ленуара, и коммерсант начал превращаться в инженера-исследователя. Отто проводил многочленные эксперименты, то изменяя состав смеси, то укорачивая и удлиняя маховики. И в один из дней он додумался сжать смесь перед зажиганием. 

И это принесло эффект, поршень двигался быстрее, сильнее раскручивая маховик. 

В 1862 году по чертежам Отто изготовили опытный двигатель, использующий сжатие смеси, но подвело то, что начинающий инженер не имел опыта работы. Детали и механизмы двигателя испытывали сильные нагрузки, и наладить плавную и бесперебойную работу не получилось. 

Отто оставил мысль о предварительном сжатии, и изготовил более простой двигатель, без такта сжатия, и в 1864 году запатентовал своё изобретение в Англии, Франции и Германии. И принялся искать того, кто же сможет довести его конструкцию до ума. 

Такой человек нашелся. Немецкий инженер Ойген Ланген имел богатый опыт работы в промышленности, и множество патентов, которые приносили ему приличный доход. Партнеры сразу же учредили фирму «N.A. Otto & Cie», Ойген Ланген стал её директором. Через пару лет совместными усилиями Отто и Лангена удалось продать несколько двигателей. 

Нужна была реклама, и Ланген уговорил Отто поучаствовать во Всемирной промышленной выставке 1867 года, проводимой в Париже. 

Машина произвела на посетителей выставки не самое приятное впечатление. Она грохотала, выла, пыталась развалиться на куски и распространяла вокруг себя запах сгоревшего светильного газа и свиного жира, использовавшегося для смазки. 

Зрители начали посмеиваться. 

И смеялись до сравнительного испытания представленных на выставке двигателей. 

КПД машины Отто-Лангена составлял 14 %, в то время как у двигателей Ленуара он не превышал 4,6 %. И еще было установлено, что новый мотор на производство полезной работы в 1 л.с. расходует 0,8 кубометра светильного газа, а двигатели Ленуара не меньше 3. 

Доселе никому не известная «Отто и Ко» стала знаменитой, их изобретение начало продаваться, появились инвесторы, маленькая фирма преобразовалась в акционерное общество «Gasmotoren-Fabrik Deutz».

Двигатели Отто-Лангена быстро нашли свою нишу – водяные насосы, катера, типографии, машиностроительные мастерские. 

Вскоре в стремительно растущее производство заглянули немецкий инженер Готлиб Даймлер и молодой техник Вильгельм Майбах. Даймлер умело взялся за дело, заменив оборудование, а Майбах улучшил и значительно упростил конструкцию. 

Производство заработало с новой силой. Ойген Ланген занимался вопросами расширения бизнеса, а Николаус Отто стал коммерческим директором. 

В один прекрасный день 1874 года Николаус Отто, устав от отчетов и ведомостей, заглянул в мастерскую. И задумался о том, что 12 лет назад все было проще, не было бумажной волокиты и всего остального… И был двигатель, работающий на сжатой смеси, который молодой инженер не смог довести до ума. 

Но теперь-то все иначе! Теперь у него был опыт, были знания, была фабрика и коллектив профессионалов! Надо всего лишь грамотно поставить задачу, и все должно получиться. 

Все получилось. В 1876 году, в результате совместного труда Николауса Отто, Вильгельма Майбаха и Готлиба Даймлера был создан новый одноцилиндровый четырехтактный двигатель, который уже по праву можно было считать мотором. 

В 1878 году на Всемирной выставке в Париже двигатель имел оглушительный успех. Это был прообраз тех моторов, которые используются и по сей день. 

В 1881 году Готлиб Даймлер едет в Россию, изучать новый рынок сбыта двигателей. Переговоры успехом не увенчались, а по возвращению наблюдательный совет Gasmotoren-Fabrik Deutz вынес вердикт – уволить! 

Даймлер покидает компанию, но не сдается. В теплице своего поместья он закладывает мастерскую, заключает трудовой договор с Вильгельмом Майбахом, и они начинают работы над новым двигателем. 

Радикально усовершенствовав систему зажигания, удалось добиться того, чтобы двигатель воспринимал жидкое топливо. И оно нашлось почти сразу. Керосин в то время был уже известен, его использовали в примусах, а в 1825 году английский физик и химик Майкл Фарадей сумел выделить из нефти ароматную фракцию, названную бензин.

В 1885 году была подана заявка на патент «газового или нефтяного двигателя», а в 1886 году был подан ещё один патент на «аппарат для испарения нефти для нефтяных двигателей». Этот аппарат был впоследствии назван «карбюратор». 

Спустя несколько лет именно такой мотор… Но об этом в следующий раз.