Машина-двигатель От водяного колеса до атомного двигателя, стр. 23
В 1882 году произошла размолвка между Отто и одним из инженеров его завода — способным, знающим конструктором Даймлером.
Инженер Даймлер хотел создать четырехтактный двигатель для экипажей. Его увлекала идея самодвижущихся повозок. «Как можно было бы развить безрельсовый транспорт, — думал Даймлер, — если вместо лошади запрячь в телегу мотор!»
Но Отто не хотел заниматься ничем, кроме усовершенствования своего двигателя.
Даймлер ушел и открыл совместно со своим другом, инженером Майбахом, мастерскую.
К этому времени уже весь мир опоясывали железные дороги. Были попытки вслед за паровозом использовать паровую машину для безрельсового транспорта — появились паровые автомобили. Но это были громоздкие и неудобные сооружения, не получившие широкого развития.
«Надо, чтобы сам двигатель и топливо для него занимали как можно меньше места», — думал Даймлер. Так появилась идея создать двигатель, работающий на жидком топливе.
Заметим, что Костович над этой проблемой начал работать раньше Даймлера, еще в 1879 году, и к 1884 году имел уже построенный мощный двигатель.
Даймлер в 1883 году построил лишь опытный одноцилиндровый двигатель, сконструировав к нему простейший испарительный прибор — карбюратор. А двигатель, годный для установки на повозку, Даймлер и Майбах построили только в 1885 году.
Этот двигатель развивал мощность всего в 12 лошадиных сил, и на каждую лошадиную силу приходилось 25 килограммов веса.
В ноябре 1885 года повозка с двигателем Даймлера сама проехала по саду, окружавшему мастерскую.
Это был первый автомобильный пробег.
Первый автомобильный «пробег».
Было странно смотреть на движущуюся без лошади извозчичью пролетку, на которой восседал Даймлер. Следом, не отставая, бежали любопытные.
Позднее изобретатели добились скорости 18 километров в час — это уже в три-четыре раза превышало скорость пешехода, и бежать рядом с такой повозкой стало трудновато.
Тем не менее прошло еще пять лет, пока инженеры смогли привлечь к постройке автомобилей компаньонов с деньгами. Лишь в 1890 году «Акционерное общество Даймлера» начало производство автомобилей в заводском масштабе. Несколько раньше французская фирма «Панар и Левассер» купила патент Даймлера и тоже начала строить автомобили.
Итак, первые автомобили появились лишь в последнем десятилетии прошлого века, и способствовал этому новый, компактный, удобный двигатель — бензиновый двигатель внутреннего сгорания.
Так обозначилась еще одна линия развития двигателей — для авиации и наземного транспорта.
Двигатель «нефтянка»
Легкий двигатель внутреннего сгорания, работающий на жидком топливе, всполошил владельцев угольных шахт.
Двигатель газовый не вызывал тревоги: чтобы получить газ, надо сжигать твердое топливо. Значит, пойдут в ход низкокачественные угли, торф, сланец…
Но двигатель на жидком топливе — это уже явление опасное. А вдруг начнут строить такие двигатели не только для автомобилей, но и для промышленности — для фабрик, заводов, мельниц, электростанций! Это будет на руку владельцам нефтяных промыслов, а угольную промышленность это может привести в упадок. Так рассуждали «угольные короли».
Иными глазами смотрели на происходящее «короли нефти». Они готовы были оказать поддержку изобретателям, работающим над тем, чтобы двигатель внутреннего сгорания на жидком топливе можно было распространить шире.
Появилось много различных проектов четырехтактных двигателей, работавших не только на бензине, но и на более дешевом жидком топливе — керосине и даже на сырой нефти. Среди всех двигателей этого рода очень широко распространились двигатели, которые за границей назывались «калоризаторными» или «калорическими», а в России им дали более простое название: «нефтянки».
Такие двигатели еще и сейчас в небольшом количестве выпускаются промышленностью, и на многих сельских, колхозных, электростанциях их можно встретить.
Посмотрим, что же это за двигатель. «Нефтянка» имела один цилиндр, поршень и коленчатый вал с маховиком. Первые «нефтянки» работали, как и газовые или бензиновые двигатели, в четыре такта.
Двигатель «нефтянка».
Только в цилиндр засасывалась не рабочая смесь газа или пара с воздухом, а один воздух. Верхняя часть цилиндра сообщалась с большим полым шаром, который назывался «калоризатором» или запальным шаром, или калильной головкой. Этот шар перед пуском двигателя разогревали паяльной лампой докрасна. Против шара в верхней части цилиндра помещалось специальное устройство, через которое можно было впрыскивать нефть (или керосин). Такие устройства называются «форсунками».
Что же происходило, когда после прогрева «калоризатора», или, как чаще его называли у нас, «калильной головки», начинали раскручивать маховик?
Происходило следующее. После всасывания воздух сжимался поршнем и, пока поршень подходил к своему верхнему положению, автоматически впрыскивалась порция топлива.
Попадая на раскаленную поверхность калильной головки, это топливо испарялось и к моменту подхода поршня воспламенялось. Далее начинался рабочий ход, за которым следовал последний такт — выхлоп.
Таким образом, здесь не требовался карбюратор, не нужно было запальной электрической искры. «Калильная головка» водой не охлаждалась и во всё время работы двигателя продолжала оставаться раскаленной.
Чем же был удобен такой двигатель?
Прежде всего он оказался очень простым, изготовить его было несложно: не надо точных станков, крупных производственных предприятий.
К топливу он был совсем не требователен, — самая дешевая нефть в нем сгорала.
Мощность, правда, такой двигатель развивал не большую, но для мелких производств этого оказывалось вполне достаточно.
«Нефтянку» долго надо было запускать, но зато потом уход за ней был весьма прост.
Неудобный запуск и большой вес делал, конечно, невозможным использование «нефтянки» на автомобиле, но на рыболовное судно можно было устанавливать. Здесь находилось время, чтобы заранее раскалить головку, а вес не имел особого значения.
Но большим недостатком «нефтянок» была и остается прожорливость.
Если двигатель Ленуара называли «пожирателем газа», то «нефтянки» следует назвать «пожирателями нефти». Это объясняется очень несовершенным процессом сгорания топлива, — не используется для полезной работы значительная часть выделяющегося тепла.
Строить «нефтянку» большой мощности, чтобы конкурировать с паровой машиной, было нельзя… Результаты оказались бы не в пользу «нефтянки». Покупать таких «пожирателей нефти» никто бы не стал.
Кроме того, «нефтянки» больших размеров оказывались очень недолговечными.
Шведский инженер Эриксон — один из первых создателей этого двигателя — решил построить «нефтянку» мощностью в 60 лошадиных сил. Ему действительно удалось соорудить такой относительно мощный двигатель. Двигатель этот был поставлен на судно и некоторое время эксплуатировался. Но через год пришлось заменить «нефтянку» обычной паровой машиной. «Нефтянка» требовала частого ремонта, — детали двигателя быстро выходили из строя, изнашивались.
Так, несмотря на то, что появилось много двигателей жидкого топлива — бензиновых, керосиновых и нефтяных, — «угольные короли» еще могли спать спокойно. Крупные заводы, мощные электростанции, морские и речные суда использовали только паровые двигатели — паровые машины или турбины — и нуждались в больших количествах угля.
Миф Дизеля
В 1893 году на весь мир прогремела брошюра, принадлежавшая перу немецкого инженера Рудольфа Дизеля, с кричащим, сенсационным названием: «Теория и конструкция рационального теплового двигателя, призванного заменить паровую машину, и другие существующие в настоящее время двигатели».