Изобретатель двигатель внутреннего сгорания: Как двигатель Рудольфа Дизеля изменил мир

Как двигатель Рудольфа Дизеля изменил мир

• Тим Харфорд
• Би-би-си

19 декабря 2016

Автор фото, Shutterstock

Инженер Рудольф Дизель погиб при загадочных обстоятельств прежде, чем успел разбогатеть на своем гениальном изобретении.

В 10 часов вечера 29 сентября 1913 года Рудольф Дизель отправился в свою каюту на пароходе "Дрезден", шедшем из бельгийского Антверпена через Ла-Манш в Лондон. Его пижама была разложена на кровати, но он так в нее и не переоделся.

Изобретатель двигателя, названного его именем, размышлял о своих больших долгах и процентах по ним, которые он уже не мог выплачивать. В его дневнике этот день - 29 сентября - был помечен зловещим крестом: "X".

Перед тем, как отправиться на пароход, 55-летний Дизель собрал все наличные деньги и сложил их в сумку вместе с документами, из которых было ясно, насколько отчаянным оказалось его финансовое положение. Он отдал сумку ничего не подозревавшей жене и велел открыть ее не раньше, чем через неделю.

Дизель вышел на палубу. Снял плащ и шляпу. Аккуратно сложил их на палубе. Посмотрел на воду. И прыгнул за борт.

Или не прыгнул? Любители конспирологии считают, что ему "помогли".

Но кто мог быть заинтересован в смерти бедного изобретателя? Есть две версии.

Для того, чтобы понять контекст, вернемся на тридцать лет назад, в 1872 год. Паровые двигатели уже широко применяются в промышленности, по железным дорогам бегают все более многочисленные паровозы, но в городах весь транспорт - по-прежнему на гужевой тяге.

Спрос на замену лошади

Осенью того года эпизоотия конского гриппа парализовала города Соединенных Штатов. Не на чем было подвозить товары в лавки, не на чем вывозить мусор.

В полумиллионном городе в те времена могло быть около ста тысяч лошадей. Каждая из них ежедневно орошала улицы 15 килограммами навоза и 4 литрами мочи.

Города остро нуждались в недорогом, надежном и небольшом двигателе, который заменил бы конную тягу.

Одним из кандидатов на эту роль был паровой двигатель: автомобили на паровой тяге конструировались один за другим.

Вторым был двигатель внутреннего сгорания. Первые его модели работали на газе, на бензине, даже на порохе. Но в семидесятых годах XIX века, когда Рудольф Дизель был студентом, оба этих типа двигателей были ужасно неэффективны, с КПД всего лишь около 10%.

Поворотным пунктом в жизни молодого Дизеля стала лекция о термодинамике в Королевском Баварском политехническом институте в Мюнхене, на которой он услышал, что двигатель внутреннего сгорания, преобразующий всю энергию тепла в полезную работу, теоретически возможен.

Автор фото, Alamy

Подпись к фото,

Схема-рисунок двигателя внутреннего сгорания, изобретенного Рудольфом Дизелем в 1887 году

Дизель взялся за претворение теории в жизнь. И потерпел неудачу. КПД его первого двигателя составлял всего лишь 25%. КПД лучших из современных дизелей - более 50%.

Но даже 25% - это было в два с лишним раза лучше, чем у конкурентов.

В бензиновых двигателях внутреннего сгорания в цилиндре сжимается смесь воздуха и паров бензина, которая затем поджигается электрической искрой. В двигателе Дизеля сжимается только воздух, при этом его температура повышается настолько, что ее достаточно для воспламенения впрыскиваемого топлива.

При этом в дизеле чем сильнее сжатие, тем меньше нужно топлива, тогда как в двигателе с зажиганием слишком сильное сжатие приводит к сбою в работе.

Ненадежные моторы

Все автомобилисты знают о главном свойстве машин с дизельным мотором: они обычно дороже стоят, зато дешевле в эксплуатации.

К несчастью для Рудольфа Дизеля, его первые модели при всем их высоком КПД отличались ненадежностью. Недовольные покупатели завалили его требованиями о возврате денег. Это и загнало изобретателя в финансовую яму, из которой он не смог выбраться.

Но он продолжал работать над своим двигателем и постепенно совершенствовал его.

Выявились другие преимущества двигателя Дизеля. Он может работать на более тяжелом, чем бензин, топливе - солярке, или, как сейчас его чаще называют, дизтопливе. Оно дешевле бензина и к тому же менее интенсивно испаряется, поэтому менее взрывоопасно.

В силу этого дизели стали особенно популярны у военных. Уже в 1904 году двигатели Рудольфа Дизеля были поставлены на французских подводных лодках.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Машины с дизельным двигателем дороже при покупке, но дешевле в эксплуатации

Здесь лежат корни первой конспирологической версии смерти Рудольфа Дизеля.

Европа, 1913 год, большая война все ближе и все неотвратимее - а тут немец, изобретатель нового двигателя, преследуемый финансовыми проблемами, отправляется в Британию. Одна газета так и написала в заголовке: "Изобретателя сбросили в море, чтобы предотвратить продажу патентов британскому правительству".

Коммерческий потенциал изобретения Дизеля, однако, стал раскрываться только после Первой мировой. Первые дизельные грузовики появились в 1920-х годах, железнодорожные локомотивы - в 1930-х. К 1939 году уже четверть морских грузов в мире перевозили суда с дизельными установками.

После Второй мировой войны были созданы еще более мощные дизельные моторы, которые позволили строить суда все большего водоизмещения и все более экономно перевозить грузы. На топливо приходится около 70% себестоимости морских перевозок.

Пар или дизель?

Чешско-канадский ученый Вацлав Смил, например, считает, что если бы международная торговля оставалась привязана к паровым двигателям и не перешла на дизель, то она росла бы гораздо медленнее.

Британско-американский экономист Брайан Артур так не считает. Он называет переход на двигатели внутреннего сгорания в течение последнего века проявлением "попадания в колею": уже сделанные инвестиции и построенная инфраструктура заставляют человечество действовать в определенном коридоре, а если б с самого начала был выбран другой путь, то и на нем нашлись бы эффективные решения.

По мнению Брайана Артура, еще в 1914 году у паровых автомобильных двигателей перспективы были не хуже, чем у двигателей внутреннего сгорания - но растущее влияние нефтяной промышленности привело к тому, что в развитие ДВС стали вкладывать гораздо больше денег.

Если бы инвестиций было поровну, то, предполагает доктор Артур, мы бы сейчас вполне могли ездить на машинах с паровыми двигателями какого-нибудь очередного поколения.

Автор фото, Getty Images

Подпись к фото,

Экспертименты Дизеля с арахисовым маслом предвосхитили современное развитие производства биотоплива

А если бы мировая экономика прислушалась к Рудольфу Дизелю, то, может быть, сейчас двигатели работали бы на арахисе.

Имя Дизеля сейчас ассоциируется с топливом из нефтепродуктов, но вообще-то он приспосабливал свой двигатель для работы с разными видами топлива, от угольной пыли до растительного масла. В 1900 году на Всемирной выставке в Париже он продемонстрировал модель, работающую на арахисовом масле.

А за год до смерти, в 1912 году, Рудольф Дизель предсказывал, что растительное масло станет таким же важным видом топлива, как и нефтепродукты.

Владельцам арахисовых плантаций это предсказание наверняка понравилось, а владельцам нефтяных месторождений - не очень.

Отсюда - вторая конспирологическая версия смерти Дизеля. Другая газета по ее поводу написала: "Убит агентами нефтяных трестов".

Арахис против нефти

В последнее время в мире возрождается интерес к дизельному биотопливу. Оно меньше загрязняет атмосферу, но есть и проблема: оно занимает сельскохозяйственные угодья, а это ведет к повышению цен на продовольствие.

Во времена Рудольфа Дизеля это не выглядело большой проблемой: население Земли тогда было гораздо меньше, а климатические изменения не сильно беспокоили людей. Поэтому Рудольф Дизель, наоборот, мечтал, что его двигатель поможет развиваться бедным, аграрным странам.

Насколько иначе сейчас выглядел бы мир, если бы самыми ценными землями считались не те, где качают нефть, а те, где хорошо растет арахис? Мы можем только гадать.

Точно так же, как мы можем только гадать, что же в точности случилось с Рудольфом Дизелем.

Его тело было найдено в море рыбаками через десять дней. К тому времени оно настолько разложилось, что рыбаки не стали брать его на борт, но забрали личные вещи - кошелек, перочинный нож, футляр для очков.

Когда рыбаки добрались до берега, эти вещи опознал младший сын Дизеля. А тело изобретателя навсегда осталось в морских глубинах.

Первые. История, без которой бы не было Tesla / Хабр

2016 год. Жара. Нижний Новгород. На стоянке ретро-ралли «Пекин — Париж» толпился народ, около огромной La France стоял парень и что-то бормотал, наводя смартфон на каждую деталь. Я прислушалась, он заметил моё внимание и спросил удивлённо: «Неужели оно сюда само?!» Действительно, наш город был этапом ралли протяжённостью более 14 тысяч км, и на тот момент автомобили от 1907 до 1972 г.в. прошли почти две трети пути. Многие из них были не просто ретро автомобилями — они были моделями, на которых что-то появилось впервые, которые были основой всего автомобилестроения. Они были теми, без которых не было бы жарких споров на Хабре о Tesla или BMW. Они были первыми.

Цепной привод, деревянные спицы колеса, аутентичный интерьер — La France. Да, она смогла

Двигатель внутреннего сгорания

Первые попытки создать что-то похожее на двигатель внутреннего сгорания существовали ещё в XVIII веке, когда учёные озадачились вопросом, как бы так взять и преобразовать энергию топлива в механическую. Первыми, пожалуй, были братья Ньепс (Франция), которые изобрели пиреолофор — двигатель на угольной пыли. Однако их инновацию не признали, и двигатель так и остался на чертежах.

Затем были успешные и не очень опыты Этьена Ленуара — двухтактный двигатель с карбюратором и искровым зажиганием от постороннего источника на каменноугольном газе, затем одноцилиндровый карбюраторный двигатель Зигфрида Маркуса (впервые работал от сгорания нефтепродуктов и был установлен на «машину», выжимающую 10 миль в час), в 1873 году появился буквально огромный двигатель Джорджа Брайтона… Но прорыв совершил Николас Отто.

Четырёхтактный двигатель внутреннего сгорания впервые был построен Николасом Отто в 1878 году, и это изобретение повлияло на всю автомобильную промышленность. Заслуга создания первого автомобиля с ДВС принадлежит Карлу Бенцу и датируется 1885 годом. Первый одноцилиндровый двигатель Бенца имел мощность менее одной лошадиной силы.

Однако первый серийный автомобиль с дизельным двигателем появился гораздо позже — в 1936 году, им стал Mercedes-Benz 260D.

Однако, как это нередко бывало в истории науки, право на изобретение экипажа без лошадей с двигателем внутреннего сгорания было оспорено и другими автостроителями, например, Зигфридом Маркусом в 1883 году и Готтлибом Даймлером в 1886. Даймлер разработал по сути прототип современного газового двигателя с вертикальными цилиндрами и карбюратором. Это была компактная модель, основной задачей которой было обеспечить приемлемо высокую скорость передвижения автомобиля.

Коробка передач

Итак, двигатель изобретён, но автомобили не могут взобраться в относительно крутую горку, им не хватает «сил». Дело в том. что ДВС способны развивать необходимую рабочую мощность в небольшом диапазоне оборотов, а как же тогда изменять крутящий момент, не ограничиваясь возможностями двигателя? Возникла необходимость в механизме, который будет передавать вращательный момент двигателя на колёса автомобиля. Такой механизм изобрёл Луи Рено… или нет?

На самом деле нет. Всё началось с изобретения Карла Бенца. В 1890 году жена Карла, Берта, вместе с сыном изобретателя втайне от мужа и отца отправилась в дорогу длиной 80 км, чтобы показать миру автомобиль мужа и доказать, что это не «дьявольская машина». Это был ужасный, невыносимо тяжёлый путь: изнашивались кожаные тормозные механизмы, приходилось собирать по аптекам и лавкам топливо — лигроин, средство для выведения пятен. 0,8 л.с. двигателя не хватало мощности и Берта с сыном постоянно были вынуждены толкать автомобиль. По итогам поездки мистер Бенц засел за чертежи.

Недавний ролик Mersedes о подвиге Берты. Путешествие, которое изменило всё.

Первая версия была примитивной: два шкива разного диаметра на ведущей оси, которая соединялась с валом двигателя ремнём. Всё. Работала эта конструкция на базе простой физики, изменяя крутящий момент на ведущих колёсах. Если шкив, расположенный на валу двигателя, вращал шкив оси большего диаметра, крутящий момент усиливался и машина трогалась с места. Если же вращался малый шкив, угловая скорость колёс возрастала и усилие двигателя становилось меньше. Чуть позже ремень заменили цепью, шкивы — звёздочками (помните автомобиль в начале поста? Он как раз такой).

La France

А что же Луи Рено? Ошибка в фактах? Нет.

Более современная коробка передач была изобретена в 1898 году и впервые была применена в Renault Voiturette (Рено «Автомобильчик»). 24 декабря 1898 года Луи Рено демонстративно проехал на своём автомобилей по одной из самых крутых улиц Парижа — без коробки передач это оказалось бы невозможным. А вот передний привод впервые появился только в 1929 году на автомобиле Cord L29, хотя до массового производство он дошёл уже в послевоенные годы.

Так что тогда изобрёл Луи Рено? По сути, карданный вал. Серийная модель Voiturette Type А имела мощность двигателя 1,75 л.с. и была оснащена первой в мире коробкой передач с тремя «передними» скоростями и одной задней. Прямая передача с карданным валом, изобретённая основателем Рено, используется в заднеприводных автомобилях по сей день.

Речь идёт, конечно, о механической КПП, а вот автоматическая КПП появилась в США в 1939 году в автомобилях Oldsmobile Custom 8 Cruiser.

Право руля

Первые автомобили были оснащены румпелями — рычагами управления, ни о каком круглом руле не было и речи. Управление было очевидным, но неэффективным на большой скорости: водитель тянул рычаг вправо или влево и автомобиль поворачивал в указанном направлении. Собственно, именно жажда скорости (ну по тем временам скорости) дала толчок к внедрению круглого руля. С появлением автомобилей к концу XIX века стали появляться первые гонки, на которых управление румпелем превращалось в кошмар водителя.

Автомобиль Даймлера с ДВС 1889 года с румпелями

В 1894 году Альфред Вашерон установил круглый руль на свой Panhard 4hp и достойно выступил на гонке «Париж — Руан». К 1898 году весь Panhard был оснащён рулевым колесом. Его примеру последовали остальные автопроизводители. Первые рули (да что там первые — сперва до 30-х, а потом и до 50-х годов XX века) имели жёсткую нерегулируемую рулевую колодку, что приводило к страшным травмам водителей порой даже при не очень серьёзных авариях.

Panhard с рулевым колесом

Кстати, в 1910 году появился первый электрический клаксон.

А таким был клаксон одного из Rolls-Royce ралли 2016 года

Мелочей не бывает

Угадайте, кто изобрёл трёхточечные ремни безопасности? Если вы увлечены автомобилями, то наверняка угадали по слову «безопасность», — конечно, Volvo. Впервые они появились в модели Volvo PV 544. До этого, конечно, они существовали даже более, чем сотню лет, но не были надёжными и эффективными — обычный крепёж двумя точками.

Volvo PV 544

Изобретения одной строкой

• Подушки безопасности появились поздно — в 1972 году. Впервые они были установлены на Ford Taunus 20М P7B и Oldsmobile Toronado, но широкую популярность обрели более чем через десятилетие.
  
• Кондиционер появился в 1939 году на Packard Twelve Sedan. Он был очень дорогим и крайне неудобным в использовании.
  
• Первая аудиосистема появилась в 1930 году, это были радиоустановки Motorola, в 1932 на немецких Studebaker появились знаменитые Blaupunkt.
  
• А вот дворники изобрела женщина, американка Мэри Андерсон, которая придумала и запатентовала механический привод для щёток, которыми водители чистили лобовые стёкла. Дворники с электроприводом изобрела Шарлотта Бриджвуд спустя 14 лет, в 1917-м. Но массовое «навешивание» дворников заслуга компании Bosch.
  
• Поворотники в том виде, в каком мы их знаем, появились на Buick Roadmaster в 1939-м, они пришли на смену механическим стрелочкам и неудобным фонарикам.
  
• Первый гидроусилитель руля появился на роскошном Chrysler Crown Imperial в 1951 году, сменив пневмосистемы и силу человеческих мышц. Через три года ГУР дошёл и до Европы — на французском Citroen DS 19. К слову, именно Citroen DS 19 стал первым обладателем дисковых тормозов. Да и вообще, это был удивительно продвинутый по своим временам автомобиль.
  
• Барабанные тормоза на всех колёсах впервые появились на Lancia Lambda в 1922 году.
  

Среди первых автомобилей есть свои супергерои, которые оказались «первоносителями» сразу нескольких устройств. Одним из таких был Cadillac Model 30 Self Starter 1912 года: представленная публике модель имела стартер, зажигание и первые фары с вольфрамовой нитью (а не непрочной угольной). Что касается стартера, он пришёл на смену кривому стартеру (той самой ручке, которой заводили первые двигатели. Впрочем, до сих пор эта ручка актуальна для некоторых автомобилей, например, для некоторых УАЗов). Кстати, именно изобретение стартера отчасти откинуло существование электромобилей на много лет назад: использование ДВС стало простым и мотивация к развитию электродвигателей пропала, предстояло развивать двигатели внутреннего сгорания.

Cadillac Model 30 Self Starter

Стоп, каких ещё электродвигателей?

За два столетия до Tesla

Первым серийным электромобилем считается Mitsubishi i-MiEV 2009 года… Стоп! Нас не интересует 2009 год, нас интересует 1828 год, когда венгерский физик Аньош Иштван Йедлик изобрёл электрическую карету. На этом опыты с предками Tesla не закончились: в 1834 году кузнец Томас Давенпорт создал свою версию автомобиля на электроприводе, за ним последовал голландец Сибранд Стратингх и его помощник Кристофер Беккер, которые оснастили своё изобретение аккумулятором для подзарядки. Но самый продвинутый и более-менее «живучий» автомобиль получился в 1890 году у Уильяма Моррисона — он развивал скорость до 22 км/ч. Это были не разовые эксперименты — к началу XX века 30% всех автомобилей в США были электрическими.

Электромобиль Уильяма Моррисона, 1890 год

Электромобиль La Jamais Contente 1899 года, достигший скорости 100 км/ч. Обратите внимание на эргономику и по тем временам сверх футуристичный дизайн

Мы уже упомянули стартер, который, вероятно, стал убийцей электромобиля, но на самом деле был более очевидный убийца — автомобиль Ford T. Генри Форд использовал для сборки автомобилей конвейер, тем самым значительно снизив стоимость транспортного средства. А потом дело было за гениальной коммерцией: великий миллионер отказался от маржи и заработал на товарообороте, сделав первый в истории народный автомобиль. Ford T оказался втрое дешевле электромобиля — победитель конкурентной гонки был определён.

Ford T — «убийца» электромобилей

Автомобили прошлого продолжают будоражить мысли как инженеров, так и фанатов — представьте себе, они готовы подготовить свой автомобиль и заплатить взнос 65 000$, чтобы стартовать из Пекина, проехать степи Монголии и Казахстана, пересечь Алтай, проехать по России и добраться до Парижа в ралли, где каждый уже победитель. В этом году мы ждём ралли «Пекин — Париж» в Нижнем Новгороде 24 июня и готовимся к профессиональной и тёплой встрече. Потому что ничто не сравнить с этими автомобилями, благодаря которым состоялась история.

Если вы из Нижнего Новгорода, то время и место — здесь. Конечно же, посещение чек-пойнта и стоянки полностью бесплатно.

P.S. На официальном сайте ралли можно посмотреть маршрут и узнать, в каких городах будут промежуточные этапы — не пропустите в своём городе!

Мотор в будущее

Почему у двигателя внутреннего сгорания все еще нет серьезной альтернативы, узнал Кирилл Журенков

---

У двигателя внутреннего сгорания, без которого невозможно представить современный транспорт, юбилей — 195 лет. Однако полноценной замены имениннику так и не изобрели

Современный автомобиль, каким мы его знаем, рождался, наверное, целый век, и каждый из его дней рождения — исторический. Судите сами: 125 лет назад двумя венгерскими учеными, Донатом Банки и Яношем Чонка, запатентован карбюратор — устройство, где готовится горючая смесь для автомобильного двигателя. Долгое время его изобретателем вообще-то считался немец Вильгельм Майбах, запатентовавший карбюратор раньше венгерских коллег, и лишь после специальной экспертизы выяснилось — Банки и Чонка опередили его с публикацией. Счет шел на месяцы!

Но, пожалуй, еще важнее другая дата: в 1823 году, то есть 195 лет назад, другой инженер, британец Сэмуэль Браун, запатентовал первый получивший успех и коммерческое приложение двигатель внутреннего сгорания (ДВС)! Оговоримся: и на этот почетный титул — изобретателя ДВС — также претендует множество инженеров, выбирай любого. Вот, к примеру, один из претендентов — француз Жозеф Нисефор Ньепс больше известный как один из изобретателей фотографии. Он еще в 1807 году вместе с братом создал прототип ДВС, названный пирэолофором. Пирэолофор был установлен на корабль и успешно испытан, после чего братьям выдали патент, подписанный самим Наполеоном. Был в истории ДВС и русский след: бензиновый двигатель внутреннего сгорания с электрическим зажиганием — разработка российского конструктора сербского происхождения Огнеслава Костовича, известного проектами дирижабля, вертолета и даже рыбы-лодки.

Парадокс в другом: ни один из изобретателей этого чуда техники не был уверен, что его усилия пригодятся. Сегодня об этом уже не помнят, но с ДВС тогда конкурировали паровой и… электрический двигатель, изобретенный еще в 1828 году!

— Период, когда люди выбирали тип двигателя для безлошадных повозок (так называемое осевое время автомобилизма), пришелся как раз на конец XIX века,— говорит шеф-редактор журнала «Авторевю» Леонид Голованов.— Так вот, вплоть до середины 1900-х параллельно выпускались машины со всеми тремя типами силовых установок: ДВС, электроприводом и паровым двигателем. В результате победил двигатель внутреннего сгорания, причем заслуженно — он оказался эффективнее, проще в эксплуатации и более пригоден для массового производства. Но главное — сочетание энергоемкости, цены и скорости заправки, которое обеспечивало моторное топливо. Альтернативы этому не было!

О «нефтяном факторе» в успехе двигателя внутреннего сгорания говорит и декан транспортного факультета Московского политехнического университета Пабло Итурралде. По его словам, выпуск машин на ДВС в начале ХХ века получил поддержку у нефтяной отрасли — ей нужен был мощный потребитель производимой продукции, и автомобили, работающие на бензине, идеально подошли для этого.

Парадокс нынешнего момента, впрочем, в другом: топливо, которое когда-то помогло двигателю внутреннего сгорания победить конкурентов, сегодня может… его похоронить.

Разберемся.

«Топливо-изгой», «Европа отказывается от двигателей внутреннего сгорания», «Объявлена война дизелю»… Европейские СМИ предупреждают: в Старом Свете решили всерьез взяться за ДВС. Повод нашелся в 2015-м, когда в результате так называемого Дизельгейта выяснилось: крупнейший европейский производитель дизельных моторов занижал количество вредных выбросов во время тестов. И вот время перемен: к примеру, в Великобритании запретить продажи новых автомобилей на бензиновых или дизельных ДВС собираются уже к 2040 году. А Норвегия ставит дедлайн еще раньше — на 2025 год… Чем собираются заменить ДВС? Конечно же, старым добрым электромотором, но и тут все не однозначно.

— Конец ДВС приближают сразу несколько факторов: ужесточившиеся требования к токсичности отработавших газов, истерика по поводу антропогенной природы глобального потепления и, безусловно, электромобили,— уверен Леонид Голованов.— Впрочем, до массового распространения электромобилей еще далеко, и сдерживает его отсутствие аккумуляторных батарей с достаточной энергоемкостью.

Иными словами, современные литий-ионные батареи не способны обеспечить переход на массовую электромобилизацию — нужен качественный скачок, батареи нового типа, например на основе графена. Вот только когда их изобретут... Как открыт и вопрос о перспективах так называемых гибридов — автомобилей, где электродвигатель совмещен с ДВС.

Приговор специалистов: человечество на перепутье. Жить с ДВС больше не хочется, а переходить на электромобили не получается, да и последствия такого перехода никто толком не просчитал.

— Вся инфраструктура наших городов рассчитана под двигатели внутреннего сгорания, и перемены идут с большим трудом: посмотрите на Европу — станции для подзарядки встречаются там гораздо реже, чем автозаправки,— говорит Пабло Итурралде из Московского политеха.— Прибавьте к этому скорость самого процесса — чтобы заправить обычный автомобиль, у вас уйдет пять минут. А для зарядки электромобиля понадобится минимум часа два. Так что переход на новую инфраструктуру в перспективе довольно трудозатратен: всегда есть соблазн потратить эти деньги на что-то другое, например на развитие общественного транспорта.

Леонид Голованов, в свою очередь, уверен, что переход на электромобили неизбежен. Но и он соглашается: последствия такого перехода будут столь масштабны, что сравнить их можно разве что с появлением беспилотных электрических робомобилей. Попробуем представить этот транспорт будущего: никаких дилерских сетей, автозаправочных станций, водителей и даже автослесарей — «умные» машины будут сами «сообщать» в специализированные сервисы о поломках тех или иных систем. Есть и более радикальный взгляд: мол, двигатели будущих робомобилей почти не будут ломаться, а на старомодные ДВС, которые мог разобрать любой мальчишка, мы станем любоваться разве что в музеях. Впрочем, до этого еще надо дожить — или доехать.

экспертиза

Преждевременный энтузиазм

Игорь Моржаретто, партнер аналитического агентства «Автостат», автоэксперт

Появление двигателя внутреннего сгорания (ДВС) — это новый этап промышленной революции, перевернувший всю мировую экономику. До этого она пребывала в полусредневековом состоянии, а с появлением двигателя внутреннего сгорания и дешевого автомобиля, который мог доставить товары и грузы по всему миру на дальние расстояния, изменилась коренным образом. Изменилась и жизнь людей. Специалисты называют это транспортной доступностью «по Форду»: появилась возможность купить автомобиль и поехать на нем куда-то.

Так вот, с моей точки зрения, КПД двигателя внутреннего сгорания далеко не исчерпан. За последние 10–20 лет его параметры очень сильно изменились: он стал более экономичным, мощным, экологичным. К сожалению, сейчас сворачиваются дальнейшие разработки по ДВС, особенно по дизелю. Все кричат, что наше светлое будущее — это электродвигатели. Но перспективы есть и в других отраслях, например в нескольких странах работают над водородными топливными элементами. Возможно, какие-то прорывы будут и с двигателем на ядерном топливе…

А вот что касается электромобилей, то с ними еще очень много нерешенных вопросов.

Ключевой из этих вопросов: на сегодняшний день так и не создан аккумулятор, который позволил бы электромобилю на одном заряде проехать большое расстояние в любую погоду.

Сегодня максимум, который он может преодолеть,— это 300 км при теплой погоде и ровной дороге без пробок. Это много, но, к примеру, в условиях России явно недостаточно.

К тому же современные аккумуляторы чудовищно дороги. Если не будет государственной поддержки, электромобиль просто никто не купит: сегодня он стоит в 2,5—3 раза дороже, чем автомобиль с ДВС того же класса. И соответственно, все те продажи, которые идут в мире, происходят при поддержке разных государственных программ. Когда будет создан дешевый и мощный аккумулятор? Никто не знает. Его обещали создать и год, и пять лет назад…

Еще одна принципиальная проблема, связанная с электромобилями, заключается в том, что при выработке электроэнергии все равно расходуется топливо, просто другое. 60 процентов электростанций (а это они вырабатывают электроэнергию, которая используется для зарядки электромобилей.— «О») в мире сегодня, напомню, работает на угле и, соответственно, загрязняют окружающую среду.

Нельзя не упомянуть и об отсутствии программы утилизации аккумуляторов. Одна компания — мировой лидер по производству электромобилей — после 7 лет эксплуатации забирает эти аккумуляторы и предлагает их владельцам частных домов в качестве аварийного источника энергии. То есть утилизировать их не умеют… В общем, как мне кажется, энтузиазм стран и правительств по поводу электромобилей несколько преждевременен: без госпрограмм поддержки все это долго не продержится. А вот прощаться с ДВС я бы не торопился…

брифинг

Торстен Мюллер-Отвос, гендиректор английской компании, выпускающей автомобили класса люкс

Мы представим электрическую модель в следующем десятилетии, однако не будем спешить убирать ДВС из портфолио. Переход к электрокарам будет постепенным, и какое-то время они пойдут параллельно... Беспилотники станут для нас интересны тогда, когда они будут функциональными, удобными в использовании, не требующими усилий и полностью автономными, то есть тогда, когда они смогут полностью заменить водителя. Вот тогда мы скажем: «Давайте сделаем это».

Александр Фертман, директор по науке, технологиям и образованию фонда «Сколково» 

Александр Фертман, директор по науке, технологиям и образованию фонда «Сколково». Фото: Sk.ru

Те горизонты, которые сегодня нарисованы в Европе по поводу отказа от двигателя внутреннего сгорания, наводят на мысль, что это серьезный технологический рывок. А главное, что создается огромный рынок. <...> Новые виды аккумуляторов постоянно разрабатываются, эта тема одна из самых инвестируемых, если не говорить об IT-секторе. И это не только сама батарея, это и система управления. Здесь, кстати, у России действительно есть интересные проекты. Важно не только то, как вам отдает энергию батарея, но и то, как вы управляете ячейками, чтобы ячейки разряжались одновременно, равномерно.

Коджи Нагано, автодизайнер

— Каким будет автомобиль лет через 30? 

— Думаю, внешний вид автомобилей будет сильно зависеть от типа двигателя. Но, как и раньше, автомобилю нужен будет кузов, внутреннее пространство, колеса. Если говорить об автомобиле будущего, то есть такая жутко интересная вещь, как 3D-принтер. И я могу себе представить, что скоро каждый человек сможет создать автомобиль у себя дома, просто напечатать именно тот, который нужен ему. Возможно, он нарисует этот автомобиль сам или использует готовый дизайн.

     

Источник: kommersant.ru

4.2. Двигатели внутреннего сгорания - Энергетика: история, настоящее и будущее

4.2. Двигатели внутреннего сгорания

Тепловые двигатели, в цилиндрах которых одновременно протекают процессы сгорания топлива, выделения теплоты и преобразования ее части в механическую работу, называются двигателями внутреннего сгорания.

Отказ от котла, наиболее дорогой и громоздкой части паросиловой установки, позволил создать дешевый и экономичный двигатель внутреннего сгорания, который впоследствии стал основным двигателем транспортных средств.

Развитие этих двигателей началось с 1860 года, когда французский механик Ленуар впервые построил небольшой двухтактный газовый двигатель. Двигатель работал без сжатия смеси светильного газа с воздухом. Воспламенение рабочей смеси происходило при помощи электрической искры. К.п.д. такого двигателя колебался от 3 до 5% и был ниже к.п.д. поршневых паровых машин того времени, что было следствием нерационального цикла, предложенного изобретателем. Однако это изобретение сыграло крупную роль в деле создания двигателей внутреннего сгорания.

Дальнейшее развитие двигателей внутреннего сгорания пошло по пути усовершенствования предложенной конструкции без изменения рабочего цикла. На рис. 4.10. представлен такой тип двигателя.

И только немецкому технику Николаусу Августу Отто (1832 – 1891) из Кельна в 1887 году в содружестве с инженером Е. Лангеном удалось построить четырёхтактный горизонтальный одноцилиндровый газовый двигатель мощностью 4 л.с. со сжатием рабочей смеси. Двигатель работал по принципу, предложенному французским инженером Бо-де-Роша. К.п.д. их двигателей достигал уже 7 – 18%, то есть был выше к.п.д. паровых машин того времени. Созданный двигатель можно считать прототипом современных двигателей внутреннего сгорания, работающих на газообразном и жидком топливе.

На рис. 4.11 представлена индикаторная диаграмма работы четырехтактного двигателя в координатах Р (давление) – V (полный объем цилиндра). При первом такте хода поршня происходит процесс всасывания в цилиндр рабочей смеси (линия 1–2 на индикаторной диаграмме). При обратном ходе поршня (второй такт) впускной клапан закрывается и в цилиндре протекает процесс сжатия рабочей смеси (линия 2–), при этом температура и давление смеси повышаются. В начале третьего хода поршня совершается быстрое воспламенение рабочей смеси от искры, а температура и давление резко увеличиваются (линия 3–4). Затем происходит расширение рабочих газов (линия 4–5), то есть выполняется полезная работа. При крайнем положении поршня в третьем такте процесс расширения заканчивается и открывается выпускной клапан, через который при четвертом ходе поршня выбрасываются отработанные газы (линия 6 – 1, которая проходит несколько выше атмосферной линии).

Рис. 4.10. Атмосферный двигатель Отто и Лангена (1865–1866 гг.) (а) и индикаторная диаграмма (б)

Рис. 4.11. Двигатель Отто. Индикаторная диаграмма

Один из первых наиболее удачных бензиновых двигателей для автомобильной промышленности был запатентован Г. Даймлером в Германии в 1885 году.

Постройка двигателя началась на заводе Дейти. В дальнейшем на заводе конструкция двигателя была значительно усовершенствована. Вскоре двигатели Отто – Дейти благодаря компактности, экономичности и надежности в работе получили общее признание и стали выпускаться другими заводами.

К тому времени надо отнести появление двухтактных двигателей, которые по принципу действия мало чем отличаются от четырехтактных двигателей Отто. В двухтактном двигателе посреди цилиндра расположены впускные и продувочные отверстия (клапаны), открытие и закрытие которых производится поршнем. Во время первого хода поршня в цилиндре протекают процессы воспламенения и расширения рабочей смеси, в конце хода поршня открываются отверстия цилиндра и начинаются процессы выпуска отработанных газов и продувки цилиндра воздухом или горючей смесью. Эти процессы продолжаются при обратном ходе поршня, втором такте, пока поршень не перекроет отверстия и не начнется процесс сжатия свежего воздуха или горючей смеси в зависимости от типа двигателя.

Рудольф Дизель (1858–1913) – немецкий инженер, создатель двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия. В 1878 году он окончил Высшую политехническую школу в Мюнхене. В патентах 1892 и 1893 гг. Дизель выдвинул идею создания двигателя внутреннего сгорания, работающего по циклу, близкому к идеальному, в котором наивысшая температура достигалась сжатием чистого воздуха.

В 1913 году для ведения переговоров Дизель, взяв с собой наиболее ценные документы по изготовлению двигателя, отплыл в Англию. Однако до Англии он не добрался, а бесследно исчез с корабля при неизвестных обстоятельствах.

Двухтактные двигатели имеют более равномерный ход, вдвое меньший объем цилиндра, дешевле и нашли широкое применение в автомобильной промышленности, вытеснив четырехтактные.

Все рассмотренные выше газовые, газогенераторные, а также быстроходные двигатели, работающие на жидком топливе, – автомобильные, относятся к двигателям быстрого сгорания, у которых процессы воспламенения и горения протекают

 

настолько быстро, что поршень не успевает совершить даже небольшое перемещение.

Рис. 4.12. Индикаторная диаграмма дизеля

У таких двигателей к.п.д. очень зависит от степени сжатия, поэтому они работают с предельным давлением сжатия, при котором температура рабочей смеси близка к температуре её самовоспламенения. Однако двигатели быстрого сгорания, работающие на жидком топливе (нефти, керосине, бензине), не допускают высоких степеней сжатия (3, 5, 6), так как температура воспламенения этих топлив сравнительно низкая (350 – 415°С), что и обуславливает небольшой к.п.д. двигателя.

Повышение к.п.д. двигателей, работающих на жидком топливе, было достигнуто благодаря введению в технику рабочего процесса с постепенным сгоранием топлива. Процесс постепенного сгорания топлива был предложен в 1872 году американцем Брайтоном. После этого были попытки создать такой двигатель Гаргреавесом, Капитеном и др. Однако их двигатели были ненадежными в работе. Слава создания двигателя с постепенным сгоранием топлива принадлежит Р. Дизелю.

Предложение Дизеля сводилось к высокому сжатию воздуха в полости двигателя для повышения его температуры выше температуры воспламенения горючего. Будучи подано в полость двигателя в конце хода сжатия, горючее воспламеняется от нагретого воздуха и, нагнетаемое постепенно, осуществляет процесс подвода тепла без изменения температуры в соответствии с циклом Карно. Испытание опытного образца в 1896 году принесло успех, а в 1897 году Дизель построил на Аугсбургском машиностроительном заводе первый промышленный четырехтактный одноцилиндровый двигатель с постепенным сгоранием топлива, работающий на керосине, мощностью 20 л.с. Двигатель такого типа в дальнейшем получил название дизель. Он отличался высоким к.п.д., но работал на дорогостоящем керосине, имел ряд конструктивных дефектов. После некоторых усовершенствований, внесённых в 1898 – 1899 гг., двигатель стал надёжно работать на дешёвом топливе – нефти – и получил широкое распространение в промышленности и на транспорте.

Рабочий процесс двигателя постепенного сгорания (см. индикаторную диаграмму, рис. 4.12) отличается от рабочего процесса двигателя быстрого сгорания (см. рис. 4.11) следующими особенностями:

В рабочем цилиндре дизеля при втором такте – сжатии – сжимается не рабочая смесь, а воздух (линия 2 – 3) до давления 3,2–3,4 МПа. При этом температура воздуха в конце сжатия достигает 500–600 o С, то есть температуры воспламенения вводимого в цилиндр жидкого топлива.

Вследствие высокой температуры сжатого воздуха происходит самовоспламенение вводимого топлива и не требуется зажигательного приспособления.

В третьем такте топливо вводится в цилиндр не сразу, а постепенно, вследствие чего оно сгорает при постоянном давлении на некоторой части хода поршня (линия 3 – 4), а затем происходит дальнейшее расширение образовавшихся газов (линия 4 – 5).

Распыление топлива осуществляется форсункой при помощи сжатого воздуха. Для получения сжатого воздуха применяется компрессор с давлением 5–6 МПа двух-трехступенчатого сжатия с промежуточным охлаждением воздуха.

Рабочие процессы в первом и четвертом тактах дизеля подобны процессам, протекающим в двигателях быстрого сгорания (линии 1 – 2 и 6 – 1).

Наиболее ответственной частью двигателя является компрессор, который приводится в действие от самого дизеля.

Первоначально все дизели работали по рассмотренному выше четырехтактному рабочему процессу, но затем стал применяться двухтактный рабочий процесс как более экономичный. Этому способствовало введение в технику принципа безвоздушного распыления топлива, то есть бескомпрессорных дизелей.

Первый в мире городской автобус с двигателем внутреннего сгорания вышел на линию 12 апреля 1903 года в Лондоне. Его предшественником можно считать автобус с паровым двигателем, который курсировал в течение четырех месяцев 1831 года между английскими городами Глостером и Челтенхемом (Наука и жизнь, 1984, № 5).

Действительное преимущество дизелей заключалось не в отличии их рабочего процесса, а в возможности получить высокие степени сжатия, неосуществимые в двигателях быстрого сгорания из-за низкой температуры самовоспламенения жидких сортов топлива. Рабочий процесс в дизелях проводился при степени сжатия 14–16 против 5–6 в двигателях быстрого сгорания, что повысило к.п.д. компрессорных дизелей до 28–32%, бескомпрессорных – до 30–34%.

После демонстрации на Парижской выставке 1900 года усовершенствованного двигателя Дизеля, где он получил высокую оценку, начался процесс бурного дизелестроения.

Большой вклад в усовершенствование дизельных двигателей внесли русские изобретатели. Б.Г. Луцкой (1865–1920) проектировал и строил многоцилиндровые двигатели различного назначения – автомобильные, авиационные, судовые, лодочные. В 1896 г. Г.В. Тринклер (1876–1957) построил бескомпрессорный двигатель внутреннего сгорания. В 1910 г. Р.А. Корейво (1852–1920) сконструировал дизельный двигатель с противоположно движущимися поршнями и передачей на два вала. А.Г. Уфимцев (1880–1936) в 1910 г. разработал шестицилиндровый карбюраторный двигатель для самолетов.

В России производство дизелей началось в 1899 году на заводе «Русский дизель» в Санкт-Петербурге. Выпускаемые заводом нефтяные дизели оказались вполне надежными в работе благодаря применению двухступенчатого компрессора и усовершенствованной нефтяной форсунки. Дизели завода «Русский дизель» получили впоследствии всеобщее признание и широко использовались в промышленности и на транспорте.

В торговом и на военном флоте дизели впервые были применены в России. Первая в мире судовая дизельная установка, состоящая из трех дизелей завода «Русский дизель» мощностью по 120 л.с., была смонтирована в 1903 году на нефтетопливной барже «Вандал». А первый реверсивный дизель был построен заводом в 1908 году для подводной лодки «Минога» мощностью 120 л.с. Перед первой мировой войной дизельные двигатели производились не только в Петербурге, но и в Москве, Сормове, Риге, Ревеле, Воронеже и других городах.

Двигатели внутреннего сгорания после значительных конструктивных изменений стали в ХХ веке основными двигателями всех транспортных средств.

История бензинового двигателя (ДВС) - Двигатели автомобилей

Бензиновый двигатель внутреннего сгорания прочно вошел в нашу жизнь и останется в ней еще на неопределенное время. Развитие альтернативных топливных технологий предполагает, что в некотором будущем бензиновый мотор станет в конечном счете лишь историей, однако его потенциал, по расчетам специалистов, исчерпан лишь на 75 процентов, что позволяет назвать бензиновый ДВС на данный момент одним из главных типов двигателей в нашем мире.

Изобретение бензинового мотора, как и многих других современных вещей, существование без которых сегодня немыслимо, произошло благодаря, в общем-то, случайности, когда в 1799 году французом Ф. Лебоном был открыт светильный газ – смесь водорода, окиси углерода, метана и некоторых других горючих газов. Как предполагает его название, светильный газ использовался для осветительных приборов, заменивших в то время свечи, однако в скором времени Лебон нашел ему и другое применение. Изучая свойства найденного газа, инженер заметил, что его смесь с воздухом взрывается, выделяя большое количество энергии, которую можно использовать в интересах человека. В 1801 году Лебон запатентовал первый газовый двигатель, состоящий из двух компрессоров и камеры сгорания. По существу газовый двигатель Лебона стал примитивным прототипом современного ДВС.

Нужно отметить, что попытки поставить тепловую энергию взрыва на службу человечеству предпринимались задолго до рождения Лебона. Еще в 17-м веке нидерландский ученый Христиан Гюйгенс использовал порох, чтобы приводить в движение водяные насосы, доставляющие воду в сады Версальского дворца, а итальянский физик Алессандро Вольта в конце 80-х годов 18 века изобрел «электрический пистолет», в котором электрическая искра воспламеняла смесь водорода и воздуха, выстреливая из ствола кусок пробки.

В 1804 году Лебон трагически погиб и развитие технологии внутреннего загорания на некоторое время приостановилось, пока бельгиец Жан Этьен Ленуар не догадался использовать принцип электрического зажигания для воспламенения смести в газовом двигателе. После нескольких неудачных попыток, Ленуару удалось создать работающий двигатель внутреннего сгорания, который он запатентовал в 1859 году. К сожалению, Ленуар оказался больше коммерсантом, чем изобретателем. Выпустив несколько сотен своих моторов, он заработал довольно приличную сумму денег и прекратил дальнейшее усовершенствование своего изобретения.  Тем не менее, двигатель Ленуара, использовавшийся как привод локомотивов, дорожных экипажей, судов и в стационарном виде, считается первым в истории работающим двигателем внутреннего сгорания.

В 1864 году немецкий инженер Август Отто получил патент на собственную модель газового двигателя, КПД которого достигал 15-ти процентов, то есть был не только эффективнее двигателя Ленуара, но и эффективнее любого парового агрегата, существовавшего в то время. Совместно с промышленником  Лангеном, Отто создал фирму «Отто и Компания», в планы которой входило производство новых моторов, которых было выпущено около 5 000 экземпляров.  В 1877 году Отто запатентовал четырехтактный двигатель внутреннего сгорания, однако, как оказалось, четырехтактный цикл был изобретен еще за несколько лет до этой даты французом Бо де Рошем. Судебная тяжба между этими инженерами закончилась поражением Отто, в результате чего его монопольные права на четырёхтактный цикл были отозваны. Тем не менее, конструкция двигателя Отто во многом превосходила французский аналог, что и предопределило его успех – к 1897 году было выпущено уже 42 000 таких моторов различной мощности.

Светильный газ в качестве топлива для ДВС существенно суживал область их применения, поэтому инженерами из разных стран постоянно проводились поиски нового, более доступного горючего. Одним из первых изобретателей, применивших бензин в качестве топлива для ДВС, был американец Брайтон, разработавший в 1872 году так называемый «испарительный» карбюратор. Однако его конструкция была настолько несовершенной, что он оставил свои попытки.

Лишь через десять лет после изобретения Брайтона был создан работоспособный двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине. Готлиб Даймлер, талантливый немецкий инженер, работавший на фирме Отто, еще в начале 80-х годов 19-го века предложил начальнику разработанный им самим проект бензинового мотора, который можно было бы использовать на дорожном транспорте, однако Отто отверг его начинания. В ответ на это Даймлер и его друг Вильгельм Майбах уволились из «Отто и Компания» и организовали собственное дело. Первый бензиновый двигатель Даймлера-Майбаха появился в 1883 году и предназначался для установки стационарно. Зажигание в цилиндре происходило от полой раскаленной трубочки, но в целом конструкция мотора оставляла желать лучшего именно из-за неудовлетворительного зажигания, а так же процесса испарения бензина.

На этом этапе требовалась более простая и надежная система испарения бензина, которая была изобретена в 1893 году венгерским конструктором Донатом Банки. Он изобрел карбюратор, ставший прообразом карбюраторных систем, известных сегодня. Банки предложил революционную по тем временам идею – не испарять бензин – а равномерно распылять его по цилиндру. Поток воздуха всасывал бензин через дозирующий жиклёр, сделанный в форме трубки с отверстиями. Напор потока поддерживался посредством небольшого бачка с поплавком, обеспечивающим постоянную пропорциональную смесь воздуха и бензина.

С этого момента в истории развитие ДВС пошло по нарастающей. Первые карбюраторные моторы имели всего один цилиндр. Рост мощности достигался за счет увеличения объема цилиндра, однако уже к концу столетия начали появиться двухцилиндровые двигатели, а с началом 20-го века все большее распространение начали получать моторы с четырьмя цилиндрами.

Жан этьен ленуар. Изобретатель двигателя внутреннего сгорания. Создание собственной фирмы

Этьен Ленуар Ошибка Lua в Модуль:CategoryForProfession на строке 52: attempt to index field "wikibase" (a nil value).

Биография

С 1838 года жил во Франции.

В 1860 году сконструировал первый практически пригодный газовый двигатель внутреннего сгорания . Мощность двигателя составляла 8,8 кВт (12 л. с.). Двигатель представлял собой одноцилиндровую горизонтальную машину двойного действия, работавшую на смеси воздуха и светильного газа с электрическим искровым зажиганием от постороннего источника. КПД двигателя не превышал 4,65 %. Несмотря на недостатки, двигатель Ленуара получил некоторое распространение. Использовался как лодочный двигатель.

Изобрел технологию получения гальванопластических копий (1851), электрический тормоз (1855), пишущий телеграф (1865).

Напишите отзыв о статье "Ленуар, Этьен"

Литература

Радциг, Александр Александрович . История теплотехники. - М .: Изд-во Акад. наук СССР, 1936. - 430 с.

См. также

Отрывок, характеризующий Ленуар, Этьен

– Земля будет ещё очень долго и страшно страдать, Изидора... Пока не придёт к самому краю погибели. И всегда за неё будут гибнуть лишь самые лучшие. А потом придёт время выбора... И только сами люди смогут решить, хватит ли у них сил, чтобы выстоять. Мы лишь укажем путь.
– А ты уверен в том, что будет, кому указывать, Север? Возможно тем, кто останется, будет уже безразлично...
– О, нет, Изидора! Человек необычайно силён в своей выживаемости. Ты даже представить себе не можешь, как он силён! И настоящий Человек никогда не сдаётся... Даже если он остаётся один. Так было всегда. И так всегда будет. На Земле очень сильна сила Любви и сила Борьбы, даже если люди пока ещё этого не понимают. И здесь всегда найдётся кто-то, кто поведёт остальных за собой. Главное лишь в том, чтобы этот Ведущий не оказался «чёрным»... С самого своего рождения человек ищет цель. И только от него зависит, найдёт он её сам или окажется тем, которому эта цель будет дана. Люди должны научиться думать, Изидора. А пока, к сожалению, многих устраивает то, что за них думают другие. И пока это будет продолжаться, Земля всё так же будет терять своих лучших сынов и дочерей, которые будут платить за невежество всех «ведомых». Поэтому-то я и не буду тебе помогать, Изидора. И никто из нас не будет. Ещё не пришло время, чтобы на карту было поставлено всё. Если мы погибнем сейчас, борясь за горстку Просветлённых, даже если им уже пришло время ЗНАТЬ, то после, «знать» уже будет некому более... Вижу, не убедил тебя, – губы Севера тронула лёгкая улыбка. – Да ты и не была бы собой, если бы убедил... Но прошу тебя только об одном – уходи, Изидора! Это не твоё время, и не твой это мир!
Мне стало до дикости грустно... Я поняла, что и здесь проиграла. Теперь всё зависело только лишь от моей совести – соглашусь ли я уйти, или буду бороться, зная, что на победу нет никакой надежды...
– Что ж, Север, я останусь... Пусть я не столь мудра, как ты и твои Великие предки... но думаю, если бы они и вправду были бы такими «Великими» – вы бы помогли нам, а они простили бы вас. Ну, а если нет – то, возможно, не такие уж они и «великие»!..
Горечь говорила моими устами, не позволяя мыслить трезво... Я не могла допустить мысли о том, что помощи ждать было не от кого... Что вот, прямо здесь были люди, которые в силах были помочь, всего лишь протянув руку. Но не захотели. Они «защищались» высокими целями, отказываясь вмешиваться... Они были МУДРЫЕ... Ну, а я всего лишь слушала своё сердце. Я хотела сберечь любимых, хотела помочь остальным не терять дорогих им людей. Хотела уничтожить Зло... Возможно, в «мудром» понимании я была всего лишь «ребёнком». Возможно – не доросла. Но даже проживи я тысячу лет, я никогда бы не смогла наблюдать спокойно, как от чьей-то зверской руки гибнет невиновный, прекрасный человек!..

Бельгийский механик, изобретатель двигателя внутреннего сгорания.
Родился в местечке Мюси-ля-Виль (Бельгия). Большую часть жизни посвятил исследованиям в области механики, электротехники и химии. Юношей пешком пришел в Париж, чтобы поступить в Политехническую школу и стать инженером. Не сдав экзамены, работал официантом в кафе. Затем устроился на предприятие “Мариони” (Marioni), выпускавшее входившие тогда в моду среди не богатых парижских ремесленников покрытые драгоценными металлами медные копии известных ювелирных украшений. Сделал несколько изобретений, на которые не взял патентов. Найдя удачный способ гальванопластического покрытия круглых предметов, оформил на него патент и выторговал у хозяина процент за его использование.

Газовый мотор Ленуара (рисунок 1864 г.)

Получив постоянный доход и познакомившись с работами Дени Папена и Сади Карно , смог, наконец, заняться конструированием двигателя. Потратив несколько лет, изготовил рабочий экземпляр, работавший на светильном газе с зажиганием от электрической искры. 24 января 1860 г. запатентовал его.

Серийный двигатель Ленуара

В 1862 г. построил в Париже первую безлошадную повозку. По всей вероятности, на ней был установлен запатентованный ранее двигатель. В годы Франко-Прусской войны участвовал в обороне Парижа 1870 г. и за проявленный героизм получил французское гражданство. Жан Этьен Ленуар официально признан изобретателем двигателя внутреннего сгорания.

В последующие годы несколько изобретателей из разных стран пытались создать работоспособный двигатель на светильном газе. Однако все эти попытки не привели к появлению на рынке двигателей, которые могли бы успешно конкурировать с паровой машиной. Честь создания коммерчески успешного двигателя внутреннего сгорания принадлежит бельгийскому механику Жану Этьену Ленуару. Работая на гальваническом заводе, Ленуар пришёл к мысли, что топливовоздушную смесь в газовом двигателе можно воспламенять с помощью электрической искры, и решил построить двигатель на основе этой идеи.

Ленуар не сразу добился успеха. После того как удалось изготовить все детали и собрать машину, она проработала совсем немного и остановилась, так как из-за нагрева поршень расширился и заклинил в цилиндре. Ленуар усовершенствовал свой двигатель, продумав систему водяного охлаждения. Однако вторая попытка запуска также закончилась неудачей из-за плохого хода поршня. Ленуар дополнил свою конструкцию системой смазки. Только тогда двигатель начал работать.

В 1864 году было выпущено уже более 300 таких двигателей разной мощности. Разбогатев, Ленуар перестал работать над усовершенствованием своей машины, и это предопределило её судьбу -- она была вытеснена с рынка более совершенным двигателем, созданным немецким изобретателем Августом Отто.

В 1864 году тот получил патент на свою модель газового двигателя и в том же году заключил договор с богатым инженеромЛангеном для эксплуатации этого изобретения. Вскоре была создана фирма «Отто и Компания».

На первый взгляд, двигатель Отто представлял собой шаг назад по сравнению с двигателем Ленуара. Цилиндр был вертикальным. Вращаемый вал помещался над цилиндром сбоку. Вдоль оси поршня к нему была прикреплена рейка, связанная с валом. Двигатель работал следующим образом. Вращающийся вал поднимал поршень на 1/10 высоты цилиндра, в результате чего под поршнем образовывалось разрежённое пространство и происходило всасывание смеси воздуха и газа. Затем смесь воспламенялась. Ни Отто, ни Ланген не владели достаточными знаниями в области электротехники и отказались от электрического зажигания. Воспламенение они осуществляли открытым пламенем через трубку. При взрыве давление под поршнем возрастало примерно до 4 атм. Под действием этого давления поршень поднимался, объём газа увеличивался и давление падало. При подъёме поршня специальный механизм отсоединял рейку от вала. Поршень сначала под давлением газа, а потом по инерции поднимался до тех пор, пока под ним не создавалось разрежение. Таким образом, энергия сгоревшего топлива использовалась в двигателе с максимальной полнотой. В этом заключалась главная оригинальная находка Отто. Рабочий ход поршня вниз начинался под действием атмосферного давления, и после того, как давление в цилиндре достигало атмосферного, открывался выпускной вентиль, и поршень своей массой вытеснял отработанные газы. Из-за более полного расширения продуктов сгорания КПД этого двигателя был значительно выше, чем КПД двигателя Ленуара и достигал 15 %, то есть превосходил КПД самых лучших паровых машин того времени.

Поскольку двигатели Отто были почти в пять раз экономичнее двигателей Ленуара, они сразу стали пользоваться большим спросом. В последующие годы их было выпущено около пяти тысяч штук. Отто упорно работал над усовершенствованием их конструкции. Вскоре зубчатую рейку заменила кривошипно-шатунная передача. Но самое существенное из его изобретений было сделано в 1877 году, когда Отто взял патент на новый двигатель с четырёхтактным циклом. Этот цикл по сей день лежит в основе работы большинства газовых и бензиновых двигателей. В следующем году новые двигатели уже были запущены в производство.

Четырёхтактный цикл был самым большим техническим достижением Отто. Но вскоре обнаружилось, что за несколько лет до его изобретения точно такой же принцип работы двигателя был описан французским инженером Бо де Роша . Группа французских промышленников оспорила в суде патент Отто. Суд счёл их доводы убедительными. Права Отто, вытекавшие из его патента, были значительно сокращены, в том числе было аннулировано его монопольное право на четырёхтактный цикл.

Хотя конкуренты наладили выпуск четырёхтактных двигателей, отработанная многолетним производством модель Отто всё равно была лучшей, и спрос на неё не прекращался. К 1897 году было выпущено около 42 тысяч таких двигателей разной мощности. Однако то обстоятельство, что в качестве топлива использовался светильный газ, сильно суживало область применения первых двигателей внутреннего сгорания. Количество светильногазовых заводов было незначительно даже в Европе, а в России их вообще было только два - в Москве и Петербурге.

Свеча зажигания это еще одна незаменимая деталь автомобиля, достойная внимания и целой статьи. Свеча зажигания родилась в те далекие времена, когда наука об электрическом токе только начинала зарождаться. Считается, что отцом первого прототипа свечи был .

в 1800 году, Вольта впервые поместил пластины из цинка и меди в кислоту, чтобы получить непрерывный электрический ток, создав первый в мире химический источник тока («Во́льтов столб»). Именем Вольты названа единица измерения электрического напряжения - Вольт . Прототипом свечи можно назвать изготовление металлического стержня, помещенного внутрь глиняного изолятора, дабы разъяснить свойства электрического тока и его возможность изоляции от металла. Конечно, в те годы еще не было двигателей внутреннего сгорания, были лишь мысли и идеи о чём-то новом, о самостоятельном устройстве, способном вращать и передвигать определенный вес.

Спустя годы, бельгийский инженер Жан-Этьен Ленуар начал разработку своего первого двигателя внутреннего сгорания, работающего на светильном газе. Для получения искры, Ленуар разработал электрическую систему, основанную на свече зажигания, которая очень похожа на современную своей формой и принципом работы.

Жан-Этьен Ленуар

В 1860 году Ленуар оформил патент на изобретенный им двигатель и к 1885 году полностью доработал свою свечу. На основе своего прототипного двигателя, Ленуар создал новый двигатель для своей самобеглой повозки под весёлым названием- «Гиппомобиль» , который появился задолго до автомобиля Бенца .

Свеча требовала постоянного обслуживания из-за замасливания и регулярно выходила из строя. Изолятор не мог долгое время выдерживать температуру и от перегревания разрушался.

Двигатель Жана Ленуара
самобеглая повозка — «Гиппомобиль»

В 1898 году, сразу три патента на изобретение и разработку систем искрообразования были оформлены Николой Тесла, Робертом Бошем и Фредериком Ричардом Симсом. Этот год можно уверенно назвать основой для современных свечей зажигания. Но лишь благодаря стараниям Готлиба Хоннельда, сотрудничавшего с Робертом Бошем в 1902 году на свет появилась свеча, способная работать в системе Магнето.

В начале 1900-х годов братья Роберт и Фрэнк Стрэннахан , занимавшиеся продажей автомобильных запчастей решили модернизировать свечу. Собрав необходимую информацию, свеча была отправлена на доработку. Изолятор изготовили из фарфора и было добавлено металлическое кольцо для уплотнения в месте посадки. В результате этих поисков и доработок, в 1908 году образовалась компания Champion, которую вы прекрасно знаете. Более 300 тысяч свечей нового поколения было приобретено компанией Ford и Triumph.

Существует легенда о неком Эдмонде Бергере, который придумал особый вид свечи, но пропал без вести, а свой рисунок оставил неизвестному инженеру одной из компаний, находившейся под крылом Champion. К сожалению, проверенных фактов нет, поэтому, это останется мифом…

Учитывая все изменения и прогресс в области создания двигателей внутреннего сгорания, свечи становились прочнее, долговечнее и красивее! Более ста лет назад, на пике автомобилестроения и развития электроприборов, появился главный символ жизни мотора-свеча, до сих пор являющаяся его неотъемлемой частью!

По материалам: Google Patents,Wikipedia,MadeHow,Champion,Bosch

1 из 13

Jean Joseph Etienne Lenoir

Биография

С 1838 года жил во Франции.

В 1860 году сконструировал первый практически пригодный газовый двигатель внутреннего сгорания . Мощность двигателя составляла 8,8 кВт (12 л. с.). Двигатель представлял собой одноцилиндровую горизонтальную машину двойного действия, работавшую на смеси воздуха и светильного газа с электрическим искровым зажиганием от постороннего источника. КПД двигателя не превышал 4,65 %. Несмотря на недостатки, двигатель Ленуара получил некоторое распространение. Использовался как лодочный двигатель.

Изобрел технологию получения гальванопластических копий (1851), электрический тормоз (1855), пишущий телеграф (1865).

Напишите отзыв о статье "Ленуар, Этьен"

Литература

Радциг, Александр Александрович . История теплотехники. - М .: Изд-во Акад. наук СССР, 1936. - 430 с.

См. также

Отрывок, характеризующий Ленуар, Этьен

– Ну, прощай, дружок; помни, что я всей душой несу с тобой твою потерю и что я тебе не светлейший, не князь и не главнокомандующий, а я тебе отец. Ежели что нужно, прямо ко мне. Прощай, голубчик. – Он опять обнял и поцеловал его. И еще князь Андрей не успел выйти в дверь, как Кутузов успокоительно вздохнул и взялся опять за неконченный роман мадам Жанлис «Les chevaliers du Cygne».
Как и отчего это случилось, князь Андрей не мог бы никак объяснить; но после этого свидания с Кутузовым он вернулся к своему полку успокоенный насчет общего хода дела и насчет того, кому оно вверено было. Чем больше он видел отсутствие всего личного в этом старике, в котором оставались как будто одни привычки страстей и вместо ума (группирующего события и делающего выводы) одна способность спокойного созерцания хода событий, тем более он был спокоен за то, что все будет так, как должно быть. «У него не будет ничего своего. Он ничего не придумает, ничего не предпримет, – думал князь Андрей, – но он все выслушает, все запомнит, все поставит на свое место, ничему полезному не помешает и ничего вредного не позволит. Он понимает, что есть что то сильнее и значительнее его воли, – это неизбежный ход событий, и он умеет видеть их, умеет понимать их значение и, ввиду этого значения, умеет отрекаться от участия в этих событиях, от своей личной волн, направленной на другое. А главное, – думал князь Андрей, – почему веришь ему, – это то, что он русский, несмотря на роман Жанлис и французские поговорки; это то, что голос его задрожал, когда он сказал: „До чего довели!“, и что он захлипал, говоря о том, что он „заставит их есть лошадиное мясо“. На этом же чувстве, которое более или менее смутно испытывали все, и основано было то единомыслие и общее одобрение, которое сопутствовало народному, противному придворным соображениям, избранию Кутузова в главнокомандующие.

После отъезда государя из Москвы московская жизнь потекла прежним, обычным порядком, и течение этой жизни было так обычно, что трудно было вспомнить о бывших днях патриотического восторга и увлечения, и трудно было верить, что действительно Россия в опасности и что члены Английского клуба суть вместе с тем и сыны отечества, готовые для него на всякую жертву. Одно, что напоминало о бывшем во время пребывания государя в Москве общем восторженно патриотическом настроении, было требование пожертвований людьми и деньгами, которые, как скоро они были сделаны, облеклись в законную, официальную форму и казались неизбежны.

Проект двухтактного двигателя внутреннего сгорания был представлен на ВОИРтехнозавтраке

4 июня в Московском доме педагогической книги на ВОИРтехнозавтраке широкой аудитории был представлен проект уникальной отечественной разработки «Двухтактный двигатель внутреннего сгорания с инновационной системой смесеобразования и сжигания топлива».

Разработку презентовал автор изобретения Александр Николаевич Сергеев из города Тольятти Самарской области.

Журнал «Эксперт»: «Изобретатель из Тольятти создал двигатель внутреннего сгорания с механическим КПД 95%. Если этот проект получит должное внимание стратегических инвесторов и государства, он может создать серьезную конкуренцию электромобилю».

Принципиальное улучшение характеристик ДВС возможно за счет использования двухтактного цикла.

После реализации запатентованных технических решений по повышению экологичности, экономичности, КПД и ресурса работы двухтактных ДВС, характеристики которых превышают характеристики лучших мировых образцов, открываются большие перспективы по развитию сфер их применения: малая авиация, беспилотные летательные аппараты, водномоторный и дорожный транспорт, малая энергетика (моторгенераторы), мобильное компрессорное оборудование, области, где необходимы высокоэффективные энергетические установки.

Для задач современной экономики актуальны технические решения с высоким экспортным потенциалом. В основу проекта положены новые технические решения по управлению ДВС, смесеобразованию и сжиганию топлива. Патенты РФ: №2229029; №2235213; №2229609;№2230202; №2264545; №2278985; №2348819; №2438021; №2656537; №2665763. Патент США:US007451727B2 , Патент Японии 4505015

ВОИРтехнозавтрак проводится с целью создания дополнительных каналов для продвижения результатов интеллектуальной деятельности малых и средних инновационных предприятий, предприятий промышленности, вузов, молодых предпринимателей.

К участию в ВОИРтехнозавтраке приглашаются предприниматели и инвесторы, работающие на рынке инноваций; представители производств, заинтересованные во внедрении новой продукции и технологий; инженеры и изобретатели; молодые учёные; представители органов власти; СМИ; вузов и институтов развития, заинтересованные в обмене передовым опытом.

Двигатель внутреннего сгорания: Изобретатель и история

Изображение коленчатого вала

Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания?

В то время как ряд ученых и инженеров проложили путь к изобретению двигателя внутреннего сгорания, первый двигатель внутреннего сгорания, который будет производиться на коммерческой основе, был изобретен Жаном Жозефом Этьеном Ленуаром . Он родился в 1822 году в Мюсси-ла-Виль, который тогда находился в Люксембурге, но теперь является частью Бельгии.В начале 1850-х годов он иммигрировал в Париж, Франция, где работал инженером, экспериментируя с электричеством.

Жан Жозеф Этьен Ленуар

В 1860 году он запатентовал газовый одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания, который он установил на трехколесную тележку. Хотя он работал достаточно хорошо, он не отличался топливной экономичностью, производил много шума и часто перегревался. Двигатель остановился бы полностью, если бы не охлаждала его водой, а для этого требовался бак, в котором хранилось газообразное топливо.

В 1863 году он построил трехколесный экипаж, работавший на бензине. На демонстрации в Париже карета преодолела расстояние 7 миль примерно за 3 часа, что составляет среднюю скорость 2 мили в час. Совсем не так быстро! Что такого впечатляющего в карете, чем такая медленная скорость? Что ж, тот факт, что он двигался с помощью двигателя, а не лошади или мула, сделал его настоящим нововведением. Его двигатели на самом деле имели относительно хороший успех, всего было построено около 500, но они явно оставляли место для большого улучшения.

Ленуар стал гражданином Франции в 1870 году за помощь французам во время франко-прусской войны. В 1881 году он получил награду Légion d'honneur за выдающиеся достижения за достижения в области телеграфии. Несмотря на то, что Ленуар практически изобрел автомобиль, в последние годы жизни он был очень бедным. Он умер во Франции в 1900 году.

Что случилось после Ленуара?

Изобретателем, который действительно поднял двигатель внутреннего сгорания на новый уровень, был Николаус Отто . Он родился в 1832 году в Хольцхаузене, Германия.Он потерял отца в очень молодом возрасте, и его воспитывала мать, которая планировала, что он получит техническое образование. Хотя он так и не получил желаемого технического образования, его интерес к техническим вопросам остался с ним.

Николаус внес много улучшений в технологию внутреннего сгорания, что сделало конструкцию Ленуара устаревшей. Его конструкция работала на жидком топливе, бензине. В 1864 году он встретил Eugen Langen , который вложил деньги, необходимые для постройки первого двигателя.

В 1867 году он изобрел четырехтактный двигатель внутреннего сгорания .В этом двигателе бензин и воздух втягиваются в цилиндр, толкая поршень назад. Затем поршень движется вперед и сжимает смесь. Эта смесь воспламеняется от искры, вызывая взрыв. Взрыв толкает поршень вперед, обеспечивая мощность и силу. Затем поршень отводится назад, чтобы вытеснить выхлопные газы из цилиндра.

Этот четырехтактный двигатель, также известный как цикл Отто, станет основой двигателей, используемых в автомобилях. Четырехтактный двигатель обеспечивает мощность только за один ход, что в то время казалось инженерам нелогичным.Двигатели Ленуара обеспечивали мощность на каждом такте, но двигатель Отто оказался более экономичным.

История автомобиля

Партнерство Отто и Лангена привело к созданию двигателя, который был настолько популярен, что не мог угнаться за спросом. Ланген собрал гораздо больше капитала и нанял Gottlieb Daimler для управления заводом. Даймлер привез с собой молодого немецкого инженера Вильгельма Майбаха , который работал в тесном сотрудничестве с Отто над разработкой двигателей, которые в конечном итоге будут использоваться в первых автомобилях.

Daimler и Maybach поссорились с Лангеном и Отто и открыли собственное производственное предприятие. Основанная ими компания продолжила строительство первого автомобиля Daimler с четырехтактным двигателем Отто. В 1890 году был продан первый автомобиль Daimler. Хотя многие приписывают изобретение автомобиля Даймлеру, без двигателя Отто автомобиль никогда бы не отправился в путь.

Краткое содержание урока

История коммерческих двигателей внутреннего сгорания началась с Жана Жозефа Этьена Ленуара в 1860 году и завершилась автомобилем Daimler тридцать лет спустя.Попутно Николаус Отто внес значительные улучшения в двигатель, сделав его пригодным для массового транспорта. Хотя Gottlieb Daimler приходит на ум при мысли об изобретении автомобилей, именно Ленуар и Отто проложили путь к производству автомобилей в том виде, в каком мы их знаем.

FreightWaves Classics: Изобретатель первого практического двигателя внутреннего сгорания практически неизвестен

Фон

Николя Карно, инженер-механик французской армии, а также военный ученый и физик, часто называют «отцом термодинамики».В возрасте 27 лет Карно опубликовал книгу «Размышления о движущей силе огня» (Париж, 1824 г.). В своей книге Карно написал первую «успешную теорию максимальной эффективности тепловых двигателей», а также изложил идею двигателя внутреннего сгорания. Поступив так, он начал изучение термодинамики. Сочинения Карно при его жизни не привлекали особого внимания; однако позже это было основанием для второго закона термодинамики и определения энтропии, которые были развиты Рудольфом Клаузиусом и лордом Кельвином.

Николя Карно. (Изображение: galileoandeinstein.physics.virginia.edu)

Основываясь на технических вопросах, таких как улучшение характеристик парового двигателя, работы Карно являются фундаментом для таких современных технологий, как автомобильный или реактивный двигатель. Однако Карно никогда не пытался построить двигатель внутреннего сгорания.

«Идеальный цикл Карно». (Изображение: NASA.gov)

Ленуар и его двигатель

Примерно через 30 лет после публикации книги Карно газовое топливо стало коммерчески доступным.Это побудило французского изобретателя разработать первый практичный и коммерчески успешный двигатель внутреннего сгорания.

Сегодня исполняется 121 лет со дня смерти Жана Жозефа Этьена Ленуара, изобретателя двигателя внутреннего сгорания. Ленуар родился в Бельгии и эмигрировал во Францию ​​в 1850-х годах. Он умер под Парижем в возрасте 78 лет.

В 1859 году Ленуар построил двухтактный одноцилиндровый двигатель внутреннего сгорания. Он использовал переделанную паровую машину с золотниковыми клапанами для впитывания смеси воздуха и угольного газа, а также для отвода выхлопных газов двигателя.В двигателе Ленуара использовалась батарея для подачи электрического заряда для воспламенения газа после его втягивания в цилиндр.

Двигатель Ленуара, несмотря на КПД всего около 4% в отношении расхода топлива, был долговечным и в основном работал без перебоев. Он подал заявку на патент в Парижскую Национальную консерваторию Des Arts Et Métiers; организация выдала ему патент в 1860 году на его «пневмодвигатель, расширенный за счет сжигания газа».

К 1865 году более 400 двигателей Ленуара использовались во Франции и более 1000 - в Великобритании.Его ранние двигатели в основном использовались для маломощных работ, таких как водяные насосы и печатные машины. Хотя двигатели Ленуара были неэффективными по сравнению с более поздними моделями, они были очень долговечными - некоторые из них все еще работали и находились в очень хорошем состоянии после более чем 20 лет непрерывной работы.

Иллюстрация двигателя внутреннего сгорания Ленуара и его изобретателя. (Изображение: worldkings.org)

Автомобиль Ленуара

После получения патента на двигатель, который он создал, Ленуар обратил свое внимание на оснащение автомобиля двигателем внутреннего сгорания.В 1862 году он построил то, что принято называть первым автомобилем с двигателем внутреннего сгорания. После адаптации двигателя к работе на жидком топливе первым выездом на автомобиле стал шестимильный путь, который занял более двух часов.

Ленуар улучшил свой двигатель, и в 1863 году Ленуар включил другую версию своего двигателя внутреннего сгорания в построенный им трехколесный экипаж. Названный Hippomobile, он имел кузов-фургон, установленный на трехколесном велосипеде. Он завершил 11-мильный круговой рейс между Парижем и Жуанвиль-ле-Пон менее чем за три часа.

Однако его двухтактные двигатели были слишком маленькими и неэффективными, чтобы успешно приводить в движение каретку на высокой скорости.

Ленуар за штурвалом трехколесного автомобиля с двигателем внутреннего сгорания. (Фото: curiokids)

Другие изобретения Ленуара

Ленуар изобрел еще несколько полезных устройств. Примеры включают свечи зажигания для автомобильных систем зажигания. Его изобретение, по сути, такое же, как те, что используются сегодня в автомобилях. Он также изобрел белый оксид олова без эмали в 1847 году, революционную процедуру гальваники в 1851 году, электрический тормоз для поездов в 1855 году, электродвигатель в 1856 году, механическую месильную машину в 1857 году, контроллер для динамо-машин в 1859 году, автографический телеграф в 1865 г., моторная лодка с двигателем внутреннего сгорания в 1886 г. и метод дубления кожи озоном.

Иллюстрация раннего колесного автомобиля с двигателем внутреннего сгорания Ленуара. (Иллюстрация: Le Monde Illustre)

Джозеф Дэй и двухтактный двигатель внутреннего сгорания на JSTOR

Абстрактный

Жизнь Джозефа Дэя (1855-1946) демонстрирует сложность проблем, лежащих в основе многих «неудавшихся инноваций». Его «изобретение» 1891 года, усовершенствованное Коком в 1892 году, значительно упростило двигатель внутреннего сгорания. С его появлением были большие надежды, что он добьется успеха на английском рынке двигателей, который только что был либерализован из-за прекращения действия всеобъемлющего патента на четырехтактный двигатель Otto.Но английские акционеры не были заинтересованы в разработке этой новой технологии против гегемонии парового двигателя, и в любом случае ее долгожданный рынок в Англии в качестве легкого генератора электроэнергии не реализовался. Эти рыночные проблемы безнадежно осложнялись многочисленными судебными процессами, в которых участвовал Дэй в качестве директора компании. Это привело к банкротству Дэя в 1893 году. Успех пришел только тогда, когда патентная защита «бесклапанного» двигателя была близка к истечении срока действия. К тому времени двигатель превратился в идеальный силовой агрегат для моторных лодок, поскольку он был легко реверсивным и имел идеальные характеристики мощности для воды.Двигатель Day начали продавать сначала по лицензии. Затем Дэй попытался найти нефть в сланцах в Англии. Эта рискованная спекуляция оказалась злополучной затеей и сначала вынудила Дэя отказаться от инженерии, а затем и от него отказалась история.

Информация о журнале

Social Studies of Science - ведущий международный журнал, посвященный важнейшим вопросам взаимоотношений между наукой и обществом.

Информация об издателе

Сара Миллер МакКьюн основала SAGE Publishing в 1965 году для поддержки распространения полезных знаний и просвещения мирового сообщества.SAGE - ведущий международный поставщик инновационного высококачественного контента, ежегодно публикующий более 900 журналов и более 800 новых книг по широкому кругу предметных областей. Растущий выбор библиотечных продуктов включает архивы, данные, тематические исследования и видео. Контрольный пакет акций SAGE по-прежнему принадлежит нашему основателю, и после ее жизни она перейдет в собственность благотворительного фонда, который обеспечит дальнейшую независимость компании. Основные офисы расположены в Лос-Анджелесе, Лондоне, Нью-Дели, Сингапуре, Вашингтоне и Мельбурне.www.sagepublishing.com

Как Николаус Август Отто создал 4-тактный двигатель внутреннего сгорания

Как мы уже обсуждали ранее, Этьен Ленуар внес огромный вклад в разработку двигателя внутреннего сгорания, и его работа напрямую повлияет на Николауса Августа Отто, молодого немецкого продавца. Во время своих путешествий Отто познакомился с первым двигателем внутреннего сгорания, построенным Ленуаром, и то, что Отто разработал, по-прежнему актуально для современных двигателей внутреннего сгорания.

Отто и его брат построили копию газового двигателя Ленуара и в январе 1861 года подали заявку на патент на двигатель на жидком топливе в Министерстве торговли Пруссии. Но это было отклонено. Ленуар в то время уже предлагал идею карбюратора для жидкого топлива.

Говорят, что Отто уже знал об интересе к предварительному сжатию топливовоздушной смеси перед воспламенением. Взял ли он это из термодинамики, или он был в контакте с самим Ленуаром, которого в этот момент консультировал Бо де Роша? Или он уже знал о Райтмане? Как бы то ни было, Отто начал испытания своего первого 4-тактного двигателя, основанного на двигателе Ленуара, в начале 1860-х годов.После нескольких минут работы двигатель сломался вместе с партнерскими отношениями между Отто и его братом.

Отто искал инвесторов для финансирования своего исследования и нашел Ойгена Лангена, отец которого был промышленником.

Ланген был молодым немецким предпринимателем, инженером и изобретателем. Его собственные научные знания позволили ему признать большие способности Отто, и он решил объединить усилия с ним для создания первого завода по производству двигателей в континентальной Европе, NA Otto & Cie. Помимо своего участия в разработке двигателя внутреннего сгорания, Ланген разработал метод для производил кубики сахара на компании своего отца (1857 г.), а позже стал отцом знаменитой Вуппертальской подвесной железной дороги, называемой «Швебебан», в 1890-х годах.

Вместе Отто и Ланген построили свой первый атмосферный двигатель в 1864 году, который был очень похож на тот, который был построен и запатентован Эухенио Барсанти и Феличе Маттеуччи несколькими годами ранее. На Всемирной выставке в Париже в 1867 году двигатель Отто и Лангена получил предпочтение по сравнению с другими газовыми двигателями. После измерения расхода газа жюри присудило Гран-при немецкому двигателю, так как он потреблял меньше половины газа, чем другие двигатели.

N. A. Otto & Cie в конечном итоге обанкротилась, но Ланген собрал достаточно капитала, чтобы воссоздать новую компанию в Дойце, недалеко от Кельна, по производству газовых двигателей.Эта компания, Gasmotorenfabrik Deutz, позже станет промышленной группой Klöckner-Humboldt-Deutz (KHD) и, наконец, Deutz AG. Ойген Ланген также нанял двух инженеров, чьи имена до сих пор можно встретить на автомобилях, Готлиба Даймлера и Вильгельма Майбаха, чтобы они позаботились о производстве и дали Отто достаточно времени, чтобы осуществить свою первоначальную мечту о создании надежного 4-тактного двигателя. Обратите внимание, что, помимо Лангена, Отто, Даймлера и Майбаха, некоторые другие очень известные люди позже будут работать на Deutz, в том числе Проспер Л’Оранж (с 1904 по октябрь 1908 года), Этторе Бугатти (в 1907 году) и Роберт Бош.

Развитие цикла Отто

В 1876 году Отто разработал 4-тактный цикл газообразного топлива со сжатым зарядом, который впоследствии стал известен как цикл Отто. Этот принцип до сих пор используется в большинстве автомобильных двигателей. Он основал двигатель на этом цикле после 14 лет усилий: это система, характеризующаяся четырьмя тактами поршня (впуск, сжатие, мощность расширения и выпуск) при двух оборотах двигателя.

Во Франции Этьен Ленуар также работал над 4-тактной версией газового двигателя во время своей пенсии, которую он запатентовал в начале 1880-х годов.Этот двигатель производился Mignon & Rouart и Compagnie Parisienne du Gaz с 1894 года. Ленуар признал работу Отто, но ему уже ранее советовал двигаться в этом направлении его партнер Бо де Роша (который никогда не строил двигатель самостоятельно).

Переход от внутреннего сгорания без предварительного сжатия к 4-тактному циклу с предварительным сжатием позволил повысить КПД с чуть менее 5% до 15% в период с 1880 по 1890-е годы.

Однако не все шло гладко, и через некоторое время между Даймлером и Отто возникли серьезные личные разногласия.После нескольких патентных битв Daimler и Maybach приступили к разработке двигателей для автомобилей на основе 4-тактного двигателя Отто, одновременно увеличив рабочую скорость до 650 об / мин, что обеспечило идеальную удельную мощность для таких приложений. Несколько автомобилей было построено в течение 1880 и 90-х годов.

В конце 1890-х годов дуэт разработал для австрийского бизнесмена Эмиля Еллинека автомобиль, кузов которого представлял собой существенный отход от прежнего принципа каретки, и чей 35-сильный двигатель приводил автомобиль в движение с максимальной скоростью почти 90 км / ч. часАвтомобиль был назван в честь дочери Еллинека по имени Мерседес. Но это уже другая история…

Зигфрид Маркус - ASME

Кто на самом деле изобрел первый автомобиль? Все зависит от того, как вы определяете такие слова, как «автомобиль», «первый» и «изобретать». Но если вопрос в том, кто первым установил двигатель внутреннего сгорания на комплект из четырех колес, чтобы заставить его работать, то ответ должен быть австрийский изобретатель Зигфрид Маркус.

Маркус закончил свою первую машину где-то между 1864 и 1870 годами - примерно за 15 лет до более запоминающихся усилий Карла Бенца и Готлиба Даймлера.В его изначальном дизайне отсутствовали многочисленные теперь стандартные функции, такие как тормоза, рулевое управление, сиденья и многие другие. Но то, что у него было - двигатель внутреннего сгорания, карбюратор и четыре колеса - должно было стать основой ДНК автомобилей с бензиновым двигателем на следующие 140 лет и их количество.

Маркус оставил свой след как изобретатель электрических систем, телеграфного оборудования и научных инструментов. Он родился в Германии в 1831 году и уже к 12 годам начал карьеру инженера.Стажировка в механическом цехе открыла путь к позиции в телеграфной промышленности, а его идеи по усовершенствованию телеграфных ретрансляционных систем получили широкое международное признание. Он также был известен тем, что изобрел знакомый плунжерный аппарат с Т-образной рукояткой, используемый для взрыва взрывчатых веществ в горнодобывающей промышленности и других областях. Эти открытия дали ему финансовые средства для создания собственной исследовательской лаборатории в 1860-х годах.

Самоходный транспорт был для Маркуса скорее интеллектуальным, чем коммерческим предприятием.Он преследовал свои многочисленные технологические интересы, включая использование жидкого топлива для освещения. Когда он осознал взрывную силу, возникающую, когда он использовал искры для воспламенения распыленной смеси нефти и воздуха, он быстро осознал потенциал использования этой силы для выполнения работы. Так родился его двухтактный двигатель внутреннего сгорания.

Зигфрид Маркус закончил свою первую машину примерно за 15 лет до хорошо запоминающихся усилий Карла Бенца и Готлиба Даймлера.

Большинство изобретателей, работавших в те дни над альтернативными конструкциями двигателей и источников топлива, были сосредоточены на крупных устоявшихся рынках паровой энергии, таких как лодочные моторы, насосы, заводское оборудование и т. Д.Но Маркус обратил внимание на первые паровые машины и увидел возможность для своего двигателя. В своей первой попытке он установил двигатель на четырехколесную тележку и соединил его с двумя задними колесами. У него была совершенная механическая трансмиссия - буквально здоровенный помощник, который поднимал заднюю часть, чтобы завести машину вручную, вращая заднее колесо. Когда все было готово, помощник опустил машину, и она поехала - 500 футов.

Следующее десятилетие или даже больше Маркус в свободное время возился с двигателем.В этот период он запатентовал свои идеи системы зажигания от магнето, реостата и другие изобретения. Следующая машина Маркуса, дебютировавшая примерно в 1888 году, была значительным улучшением по сравнению с его первой грубой попыткой.

Революционные особенности включали четырехтактный бензиновый двигатель, новую конструкцию карбюратора Маркуса и его зажигание от магнето. Сообщается, что автомобиль развивает максимальную скорость 10 миль в час.

Его более поздние модели были усовершенствованы рулевым управлением, тормозами, сцеплением и другими функциями, которые просто не были задуманы, когда Маркус впервые прицепил свой двигатель к багги.Ни одна из этих более поздних моделей до сих пор не существует, но его знаковая вторая машина сохранилась и сегодня и принадлежит Австрийскому автомобильному клубу - самому старому автомобилю внутреннего сгорания на планете с бензиновым двигателем, насколько известно.

Маркус умер в 1898 году. При жизни он считался (и официально удостоился чести) создателем автомобиля. Но его место в истории было практически стерто во время немецкой аннексии Австрии в 1938 году. Поскольку Маркус был евреем, нацистское пропагандистское управление приказало уничтожить его труд, его имя исключить из будущих учебников, а его общественные памятники - удалены.

Им во многом удалось вычеркнуть его из истории. Точные даты его ключевых нововведений все еще сложно определить. Но нетрудно скрыть тот факт, что этот опередивший свое время инженер и изобретатель построил четыре прогрессивно совершенных автомобиля с двигателями внутреннего сгорания за период от 10 до 15 лет, и многие из его изобретений нашли свое отражение в автомобилях. сегодня.

Майкл Макрей - независимый писатель.

При жизни Зигфрид Маркус считался создателем автомобиля.Но его место в истории было практически стерто во времена нацизма, потому что Маркус был евреем.

Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? Изобретения и изобретатели для детей ***

Факты об изобретении двигателя внутреннего сгорания: Изобретение *** Дата изобретения: 1876 г. *** Имя изобретателя: Николаус Отто *** Срок службы изобретателя: 1832 г. - 1891 *** Гражданство изобретателя: немец *** Исторический период: Вторая промышленная революция в США / Викторианская эпоха (1850-1914) *** Категория: Транспорт *** Страна происхождения: Германия *** Факты об изобретателе Николаусе Отто , и его изобретение ***

Факт 1: Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? Двигатель внутреннего сгорания был изобретен Николаусом Отто в 1876 году в эпоху изобретений Второй промышленной революции в США (1850-1914), что стало значительным дополнением к достижениям в области транспорта и автомобиля, изобретенного Карлом Бенцем в 1886 году.

Факт 2: Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? Двигатель внутреннего сгорания не мог быть разработан до тех пор, пока керосин и бензин не были использованы вместо угля, который генерировал пар для внешних двигателей. Николаус Отто изобрел двигатель внутреннего сгорания со сжатым зарядом, работающий на нефтяном газе

Факт 3: Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? До изобретения двигателя внутреннего сгорания в 1876 году, паровой двигатель, двигатель внешнего сгорания, приводимый в движение паром, был изобретен Джеймсом Ваттом в 1769 году.

Факт 4: Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? В «двигателях внешнего сгорания», например в паровых двигателях, вода кипятится в контейнере с образованием пара вне двигателя. В двигателях внутреннего сгорания горючая жидкость, такая как дизельное топливо и бензин (бензин), помещается внутрь цилиндра и горит внутри двигателя.

Факт 5: Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? Двигатели внутреннего сгорания используют взрывное сгорание топлива для выталкивания поршня внутри цилиндра.Движение поршня вращает коленчатый вал, который затем вращает колеса транспортного средства через цепь или приводной вал.

Факт 6: Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? Другие изобретатели внесли значительный вклад в изобретение двигателя внутреннего сгорания. В 1680 году Кристиан Гюйгенс спроектировал, но так и не построил двигатель внутреннего сгорания, работающий на порохе. В 1807 году Франсуа Исаак де Риваз изобрел двигатель внутреннего сгорания, в котором в качестве топлива использовалась смесь водорода и кислорода, но его конструкция автомобиля не увенчалась успехом.

Факт 7: Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? I n 1824 Сэмюэл Браун приспособил паровой двигатель, работающий на газе, в качестве топлива для транспортного средства. В 1860 году Жан Жозеф Этьен Ленуар запатентовал одноцилиндровый двухтактный двигатель внутреннего сгорания с искровым зажиганием, работающий на печном газе. В 1873 году Джордж Брайтон разработал неудачный двухтактный керосиновый двигатель для автомобиля с бензиновым двигателем.

Факт 8: Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? В 1866 году внесла улучшения в предыдущие конструкции и разработала более эффективный газовый двигатель, которому впоследствии приписывают изобретение первого успешного двигателя внутреннего сгорания в 1876 году, который использовался в циклическом двигателе Отто.

Факт 9: Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? Изобретатель двигателя внутреннего сгорания Николаус Отто родился 14 июня 1832 года в Хольцхаузене-ан-дер-Хайде, Германия, и умер 26 января 1891 года.

Факт 10: Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? Первые годы Николауса Отто прошли в Хольцхаузене-ан-дер-Хайде, Германия, где он вырос на ферме своих родителей. Он был младшим из шести детей. Николаус Отто получил образование в средней школе, где его увлекали наука и технологии, но он так и не получил высшего образования в университетском колледже.

Факт 11: Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? После образования он работал продавцом в небольшой компании по продаже товаров. Однако Николауса Отто эта работа не особо интересовала - его страстью была

Факт 12: Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? Николаус Отто узнал об одноцилиндровом двухтактном газовом двигателе внутреннего сгорания, который был запатентован в 1860 году Жаном Жозефом Этьеном Ленуаром.

Факт 13: Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? В 1861 году Николаус Отто построил двигатель, основанный на идее Ленуара, и в январе 1861 года подал заявку на патент на двигатель, работающий на жидком топливе, но у его двигателя были неисправности, и его заявка на патент была отклонена.

Факт 14: Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? В 1864 году Николаус Отто познакомился с Карлом Ойгеном Лангеном, инженером и владельцем сахарного завода. Карл Ойген Ланген осознал потенциал развития Отто, и двое мужчин основали в Кельне NA Otto & Cie, первый завод по производству двигателей в мире.

Факт 15: Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? Отто и Ланген, работая со своими инженерами, Готлибом Даймлером, Францем Рёло и Вильгельмом Майбахом, разработали новый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания с газовым приводом, который они представили на Международной выставке 1867 года, которая состоится в Париже. с 1 апреля по 3 ноября 1867 г. Их изобретение завоевало золотую медаль на выставке.

Факт 16. Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? Название компании было изменено на Deutz Gasmotoren Fabrik в 1872 году, а к 1876 году они разработали термодинамический цикл, названный «цикл Отто», описывающий функциональность типичного поршневого двигателя с искровым зажиганием.

Факт 17: Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? В 1882 году британский инженер Джеймс Аткинсон (1846-1914) модифицировал цикл Отто, чтобы создать цикл Аткинсона, другой тип двигателей внутреннего сгорания, в которых впускные клапаны оставались открытыми на протяжении части такта сжатия.

Факт 18: Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? Компания Deutz Gasmotoren Fabrik добилась дальнейшего прогресса в 1884 году, когда Николаус Отто изобрел электрическое зажигание.

Факт 19: Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? Двигатель «Отто-цикл» имел большой коммерческий успех, и компания продала более 50 000 двигателей за 17 лет после представления первого двигателя на всемирной выставке в Париже.

Факт 20: Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? Готтлиб Даймлер (1834-1900) покинул компанию Deutz Gasmotoren Fabrik и в 1885 году запатентовал один из первых успешных двигателей внутреннего сгорания и помог разработать коммерчески возможный четырехколесный автомобиль.

Факт 21: Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? В 1886 году немецкому изобретателю Карлу Бенцу (1844-1929) приписывают изобретение первого настоящего бензинового автомобиля, и автомобильная промышленность по-настоящему взлетела.

Факт 22: Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? Рудольф Дизель изобрел дизельный двигатель в 1893 году, используя сильно сжатый горячий воздух для воспламенения топлива, а не свечу зажигания.

Факт 22: Кто изобрел двигатель внутреннего сгорания? Николаус Отто умер 26 января 1891 года и останется в памяти как человек, который сделал возможным развитие автомобилей, мотоциклов и самолетов.

Краткая информация и файл фактов: Страна происхождения: Германия *** Имя изобретателя: Николаус Отто *** Гражданство изобретателя: Германия *** Дата изобретения: 1876 *** Изобретение *** Срок службы изобретателя : 1832 - 1891 *** Эпоха изобретений: Вторая промышленная революция в США / Викторианская эпоха (1850 - 1914) *** Тип: Транспорт *** Изобретатель и изобретение ***

14 августа 1877: Инсульт внутреннего сгорания Genius

__1877: __ Патентное бюро США выдает немецкому инженеру Николаусу Августу Отто патент на «усовершенствование газомоторных двигателей».«Время - и время внутреннего сгорания - настало.

Спустя более чем столетие с четвертью у нас есть целая экономика, музыкальные поджанры и спорт, основанные на том, что создал герр Отто, он с макаронически ироничным именем.

Первыми двигателями (как мы знаем этот термин сегодня) были паровые двигатели. Вскипятите немного воды, сделайте немного пара и используйте его для перемещения поршня вперед и назад. Он отлично работал для поездов (с обученными инженерами и пожарными) и для стационарные двигатели промышленной революции.

Однако для обеспечения личной мобильности паровому двигателю не хватало некоторых важных усовершенствований. Во-первых, это был двигатель внешнего сгорания: огонь вел снаружи.

Бельгийский изобретатель Жан Жозеф Этьен Ленуар в 1860 году создал газовый двигатель внутреннего сгорания. Ввести воспламеняющийся газ и воздух в цилиндр, добавить искру ... и БУМ, поршень движется. Может, не очень эффективно, но движется.

Первоначальная конструкция двухтактного двигателя была не совсем оптимальной, пока не появился Николай Отто, который был самым опасным из людей: мастером-мастером.Его официальным бизнесом был коммивояжер, но он начал возиться с этими новомодными источниками энергии в 1860-х годах.

Отто изобрел совершенно новую схему внутренней работы двигателя внутреннего сгорания. Он создал двигатель с четырехтактным циклом. Вместо того, чтобы просто подавать топливо в цилиндр с поршнем в верхней части его хода, двигатель Отто всасывал топливно-воздушную смесь при ходе вниз, закрыл клапаны и изобретательно использовал собственный ход поршня вверх, чтобы сжать смесь перед ее воспламенением. .

Это конструкция «сосать-сжать-взорвать-взорвать», которой по сей день поклоняются все моторхеды, жирные обезьяны, кулаки и тому подобное. Большой вклад Отто заключался в «сжатой» части цикла. Сжатие смеси топлива и воздуха сделало его двигатель намного более эффективным, чем его предшественники.

У него была настольная модель этой штуки, работавшая к 1862 году, но он не доводил ее до своего тевтонского удовлетворения до 1876 года. Отто был награжден патентом США № 194 047 14 августа 1877 года.

И следующее, что вы знаете, это были шоссе, подъездные пути, крутые ручки, песни Beach Boys и Indy 500. Движение из пункта A в пункт B больше не зависело от привередливой лошади или заранее определенного расписания поездов. Это было тогда, когда вы хотели пойти, и так далеко, как вы хотели.

Источник: Различный

* Фото: Версия Отто 1870 года двигателя внутреннего сгорания
Предоставлено Аукционной Командой Breker
*

См. Также:

• 14 августа 1901: До братьев Райт.