Описать технический прогресс. Кто придумал теорию для двигателя внутреннего сгорания
Развитые страны одна за другой отказываются от автомобилей с двигателями внутреннего сгорания (ДВС), поскольку они вредят экологии. Но для своего времени ДВС был настоящим чудом инженерной мысли. Хотя бы потому, что много лет никто не мог объяснить, как он работает. Сделать это удалось российскому ученому, о котором рассказывает новый текст серии «Кто придумал»
15 августа 2023 13:50
Василий Гриневецкий
Иллюстрация: Дарья Орлова
Золотой век русской поэзии — девятнадцатое столетие — в научно-популярной литературе принято называть веком господства паровых двигателей. И, как ни удивительно, оба эти определения встречаются в биографиях Александра Пушкина.
В 1836 году знаменитый поэт начал выпускать журнал «Современник». Активнее других Пушкину помогал Николай Гоголь — он писал блистательные литературные рецензии, где под видом критики книг иносказательно ругал общественный порядок. Когда стало ясно, что одни только гоголевские заметки коммерческого успеха журналу не принесут, издатель стал искать новые темы для публикаций.
Как раз в это время в Европе началось массовое производство транспортных средств, работающих на паровой тяге. Пушкина впечатлили западные публикации о паровых машинах. Поэт полагал, что интеллектуальную аудиторию его журнала заинтересует заграничное чудо техники, поэтому в конце 1836 года попросил написать такой текст своего приятеля Петра Козловского. Тот сначала долго отказывался, объясняя, что «Современник» слишком «легкий» для подобных тем, а после просто тянул со сдачей текста.
«Именно в последний разговор мой с Пушкиным 26 января (на бале у графини Разумовской) просил он меня написать к князю Козловскому и напомнить ему об обещанной статье для “Современника”, — вспоминал позже друг Пушкина Петр Вяземский. — Принимая поручение, мог ли я предвидеть, что роковой жребий, постигнувший его на другой день, был уже непреложно отмечен в судьбе и что несколько часов после увижу Пушкина на одре смерти и услышу последнее его дружеское прощание».
29 января 1937-го знаменитый поэт умер от раны, полученной на дуэли с Дантесом. Осенью того же года Козловский, «не противясь загробному голосу», все-таки написал в «Современник» статью о паровых машинах. После этого о них заговорили за пределами российского научного сообщества.
Впрочем, вряд ли в петербургских салонах стали обсуждать проблемы, занимавшие умы ученых. Для сжигания топлива в паровых машинах требовалась громоздкая «внешняя архитектура»: помимо основной части конструкции — соединенных цилиндра и поршня — для работы на паровой тяге были нужны котлы, конденсаторы, насосы и водяные резервуары. Изобретатели середины XIX века пытались придумать, как сделать инженерную систему более компактной. Со временем эту задачу решили (правда, стоить двигатели стали дороже), но оставалась другая: эффективность преобразования энергии (КПД) в паровых двигателях составляла всего лишь 1–8%.
Ситуация изменилась в конце столетия. Ученые сразу в нескольких странах практически одновременно, как это иногда бывает, изобрели двигатели внутреннего сгорания, которые оказались эффективнее и удобнее паровых. Работали и работают ДВС за счет преобразования химической энергии топлива в механическую: сжигая горючее — бензин или дизельное топливо, — двигатель преобразует энергию во вращательное движение, за счет которого крутятся колеса или лопасти. Попросту говоря, воздух как бы втягивается в двигатель с одной стороны, воспламеняется (это и называется внутренним сгоранием), а «отработанный» — выхлопной — газ вытесняется, приводя машину в движение.
ДВС появился как результат многих экспериментов. Теоретически принцип его действия разработчики не описывали, что мешало совершенствовать конструкцию. Но даже до улучшений КПД ДВС составлял около 15% — и за счет этого он быстро стал конкурентом парового двигателя. Уже к концу XIX века двигатель внутреннего сгорания пустили в массовое производство и стали использовать в транспорте.
Василий Гриневецкий
Иллюстрация: Дарья Орлова
Первый собранный в России автомобиль с ДВС был представлен в 1896 году на Всероссийской промышленной и художественной выставке в Нижнем Новгороде. Там его увидел Николай II, который, впрочем, большого интереса к новинке не проявил. Газета «Нижегородский листок» писала: «Осмотрев кустарный отдел, их Императорские Величества прошли в отдел экипажного дела… После обзора этого отдела был демонстрирован первый русский бензиномотор». Других подробностей в тексте не приводилось. Кстати, постоянным сотрудником «Нижегородского листка» был Максим Горький. Свидетельств того, что именно он — автор этой заметки, нет. Однако известно, что писатель был на упомянутой выставке в Нижнем Новгороде. И что Горький, как в свое время Пушкин, восхищался техническим прогрессом, любил писать, как мы бы сегодня сказали, «производственные репортажи» и точно знал о двигателе внутреннего сгорания, поскольку позже упоминал его в своих заметках и эссе. Массовые издания о ДВС в то время не рассказывали, зато в специализированных научных статьи о них встречались часто. Впрочем, формул и теоретических расчетов работы двигателя внутреннего сгорания тогда все еще не было.
В начале XX века это упущение исправил ученый Василий Гриневецкий.
«Поменьше теоретизируйте, побольше конструируйте!»
Василий Гриневецкий с детства увлекался наукой. Никаких проблем с доступом к образованию у мальчика из обеспеченной дворянской семьи не было. Он с легкостью поступил в Императорское московское техническое училище (ИМТУ, сейчас — МГТУ имени Баумана), одно из самых престижных учебных заведений Российской империи конца XIX века. В 1896 году Гриневецкий окончил ИМТУ и остался работать там преподавателем на механическом отделении. Уже через несколько лет он стал профессором на кафедре прикладной механики и машиностроения. Из немногочисленных биографических заметок о его жизни ясно, что работу свою он любил и подходил к обучению студентов творчески, стараясь строить уроки так, чтобы ученики получали не только фундаментальные знания, но и практическую подготовку. Одновременно профессор продолжал научную деятельность. И там он тоже старался придерживаться своего главного убеждения: не отделять теорию от практики.
В начале XX века Гриневецкий стал изучать двигатели внутреннего сгорания, полагая, что за ними будущее. В 1906 году он запатентовал ДВС «транспортного типа», который предполагал использовать в тепловозах. Первый «двигатель Гриневецкого» на Путиловском заводе в Санкт-Петербурге изготовили в 1908-м. Испытания устройства прошли успешно — предстояла «доводка» двигателя под использование в пассажирском тепловозе. Этим занялся ученик Гриневецкого Борис Ошурков, однако планы разрушила Гражданская война. По некоторым данным, после войны к работе над двигателем хотели вернуться, но само устройство потеряли. Видимо, именно поэтому Гриневецкий прославился не как практик, а как теоретик.
В 1907 году под его редакцией вышло первое издание труда немецкого ученого Гуго Гюльднера «Газовые, нефтяные и прочие двигатели». Оригинальный текст предварял эпиграф: «Поменьше теоретизируйте, побольше конструируйте!» Гриневецкий с этой идеей был не согласен, но из уважения к немецкому коллеге эпиграф сохранил. Однако дополнил издание приложением «Тепловой расчет рабочего процесса», которое, как теоретический труд, с подходом Гюльднера конфликтовало. Опередив европейских ученых примерно на 20 лет, Гриневецкий описал принцип работы ДВС: его метод теплового расчета помогал понять, как работающие на ДВС машины приходили в движение.
Василий Гриневецкий
Иллюстрация: Дарья Орлова
Главное дело Гриневецкого
После публикации приложения к книге Гюльднера Гриневецкий начал читать лекции о двигателях внутреннего сгорания. Их, в числе прочих, слушали студенты Евгений Мазинг и Николай Брилинг. Позже они усовершенствовали метод учителя: именно их формулы использовались для расчета работы ДВС вплоть до появления ЭВМ и персональных компьютеров.
В 1914 году Гриневецкий стал ректором ИМТУ. На этой должности он полностью перестроил процесс обучения студентов. «Развитие инженерного образования должно идти в двух направлениях, — писал ученый. — С одной стороны, должна расти специализация преподавания, с другой — должно усиливаться взаимодействие и тесное сотрудничество разных специальностей. Единственно школа политехнического типа при достаточно гибкой организации может удовлетворять обоим направлениям».
К окончанию учебы выпускники должны были представить «серьезную работу», например продемонстрировать конструкторскую разработку двигателя, электроустановки и газогенератора с подробными теоретическими выкладками. Сделать это, прогуливая лекции или не проходя заводскую практику, было невозможно. В итоге выпускники приходили в профессию и с теоретическими, и с практическими знаниями. Этого было достаточно для начала успешной научной карьеры — такой, какой мог похвастаться сам ректор.
Об эффективности работы учителя говорят успехи его учеников. Подход Гриневецкого действительно работал, что подтверждают известные на весь мир фамилии выпускников «перестроенного» им учебного заведения. Среди них — спроектировавший более 100 типов самолетов Андрей Туполев, один из пионеров советской сверхзвуковой авиации Павел Сухой, создатель первого в СССР самолета, достигшего скорости звука, Сергей Лавочкин и многие другие.
Хотя известность в России и мире Василию Гриневецкому принесла теория для ДВС, сам ученый своей главной заслугой считал образовательные реформы, которые ему удалось развернуть в ИМТУ.
Автор: Ольга Обыденская
В иллюстрациях использованы фото: Kirn Vintage Stock / Corbis via Getty Images; SSPL / Getty Images; Lambert / Getty Images; ullstein bild via Getty Images; Photo12 / Universal Images Group via Getty Images; Wikipedia / CC0
Проект создан при поддержке АНО «Институт развития интернета»
День рождения двигателя внутреннего сгорания
Первое описание теплового двигателя сделал в 1824 году французский офицер Никола Леонар Сади Карно. Но Дизель, пытаясь реализовать его наработки, в итоге значительно отступил от принципа «цикла Карно», и главное соответствие осталось лишь в идее высокого сжатия. В итоге он создал двигатель внутреннего сгорания нового типа с самовоспламенением топлива от сжатия, КПД которого оказался почти вдвое выше, чем у двигателей других типов — 28%.
Одним из первых предприятий, выпускающих дизели, был Аугсбургский завод, прародитель фирмы MAN. Первый российский дизельный двигатель был создан в ноябре 1899 года Санкт-Петербургским заводом «Людвиг Нобель».
Рабочая схема двигателя, получившая имя своего создателя, вот уже второй век считается лучшей для двигателей внутреннего сгорания. Однако судьба дизеля-двигателя оказалась много счастливей судьбы Дизеля-человека, который таинственным образом бесследно исчез после того, как 29 сентября 1913 года сел в каюту парохода, вышедшего из Антверпена в Лондон.
6680
Рекомендуемые материалы
Кому повысят пенсии в 2024 году
День бабушек и дедушек в России отмечают 28 октября
Зачем американским медиа разоблачать участие ЦРУ в украинских диверсиях
Вейпы и кальяны запретят курить на складах и сенокосах
Путин проведет в Перми заседание Совета по развитию физкультуры и спорта
Что обсудят Владимир Путин и Си Цзиньпин в Пекине
Интересное за неделю
© «Парламентская газета», 2023 г.
Электронное периодическое издание «Парламентская газета» зарегистрировано в Федеральной службе по надзору в сфере связи, информационных технологий и массовых коммуникаций (Роскомнадзор) 05 августа 2011 года. 18+
Свидетельство о регистрации Эл № ФС77-46097
Учредитель — АНО «Парламентская газета»
Главный редактор — Коренников А.В.
Тел.: +7 (495) 637–69–79 E-mail: pg@pnp.ru
«Парламентская газета» — официальное еженедельное издание Федерального Собрания РФ. Издается с 1997 года. Учредители газеты — Государственная Дума и Совет Федерации РФ. Издание является официальным публикатором федеральных законов, постановлений, актов и других документов Федерального Собрания. «Парламентская газета» имеет пункты печати и представительства в десяти субъектах федерации. Распространяется по подписке и в розницу, в органах исполнительной и представительной власти федерального и регионального уровня, в поездах дальнего следования и «Сапсан», в самолетах Авиакомпании «Россия», а также региональных авиакомпаний.
Сайт «Парламентской газеты» — это оперативные новости и достоверная информация о принимаемых в стране законах и деятельности депутатов и сенаторов. При использовании материалов сайта «Парламентской газеты» активная ссылка на pnp.ru обязательна.
В рубрике «Деловая экспертиза» публикуются материалы на правах рекламы
На информационном ресурсе применяются рекомендательные технологии
Первый двигатель внутреннего сгорания: с чего все началось
Разработка первого двигателя внутреннего сгорания длилась почти два века, пока автомобилисты смогут узнать прототипы современных моторов. Все начиналось с газа, а не с бензина. В число людей, которые приложили свою руку к истории создания, являются — Отто, Бенц, Майбах, Форд и другие. Но, последние научные открытия перевернули весь автомир, поскольку отцом первого прототипа считался совсем не тот человек.
Леонардо и здесь руку приложил
До 2016 года основателем первого двигателя внутреннего сгорания считался Франсуа Исаак де Риваз. Но, историческая находка, сделанная английскими учеными, перевернула весь мир. При раскопках вблизи одного из французских монастырей, были найдены чертежи, которые принадлежали Леонардо да Винчи. Среди них был чертеж двигателя внутреннего сгорания.
Конечно, если смотреть на первые двигатели, которые создавали Отто и Даймлер, то можно найти конструктивные сходства, а вот с современными силовыми агрегатами их уже нет.
Легендарный да Винчи опередил свое время почти на 500 лет, но поскольку был скован технологиями своего времени, а также финансовыми возможностями, так и не смог сконструировать мотор.
Детально исследовав чертеж, современные историки, инженеры и автоконструкторы с мировым именем, пришли к выводу, что данный силовой агрегат мог работать и довольно продуктивно. Так, компания Форд занялась разработкой прототипа двигателя внутреннего сгорания, основываясь на чертежах да Винчи. Но, эксперимент удался только наполовину. Двигатель завести не удалось.
Но, некоторые современные доработки позволили, все-таки дать жизнь силовому агрегату. Он так и остался экспериментальным прототипом, но кое-что компания Форд, все-таки почерпнула для себя — это размер камер сгорания для легковых автомобилей В-класса, который составляет 83,7 мм. Как оказалось — это идеальный размер для сгорания воздушно-топливной смеси для такого класса моторов.
Инженерия и теория
Согласно историческим фактам, в XVII веке голландский ученый и физик Кристиан Хагенс разработал первый теоретический двигатель внутреннего сгорания на пороховой основе. Но, как и Леонардо был скован технологиями своего времени и воплотить свою мечту в реальность так и не смог.
Франция. 19 век. Начинается эпоха массовых механизаций и индустриализаций. В это время, как раз и можно создать, что-то невероятное. Первый, кто сумел собрать двигатель внутреннего сгорания, был француз Нисефор Ньепс, который он назвал — Пирэолофор. Он работал с братом Клодом, и они вместе до создания ДВС презентовали несколько механизмов, которые не нашли своих заказчиков.
В 1806 году в национальной французской академии прошла презентация первого мотора. Он работал на угольной пыли и имел ряд конструктивных недоработок. Несмотря на все недостатки, мотор получил положительные отзывы и рекомендации. Вследствие этого братья Ньепсе получили финансовую помощь и инвестора.
Первый двигатель продолжал развиваться. Более совершенный прототип был установлен на лодки и небольшие корабли. Но, Клоду и Нисефору этого было не достаточно, они хотели удивить весь мир, поэтому изучали разные точные науки, чтобы совершенствовать свой силовой агрегат.
Так, их старания увенчались успехами, и в 1815 году Нисефор находит труды химика Лавуазье, который пишет, что «летучие масла», которые являются частью нефтепродуктов, при взаимодействии с воздухов могут взрываться.
1817 год. Клод едет в Англию, с целью получения нового патента на двигатель, так как во Франции срок действия подходил к концу. На этом этапе братья расстаются. Клод начинает работать над мотором самостоятельно, не уведомив об этом брата, и требует с него денег.
Разработки Клода нашли подтверждение только в теории. Изобретенный двигатель не нашел широкого производства, поэтому стал частью инженерной истории Франции, а Ньепса увековечили памятником.
Сын известного физика и изобретатель Сади Карно издал трактат, который сделал его легендой автомобилестроительной индустрии и делает его знаменитым на весь мир. Работа насчитывала 200 экземпляров и называлась «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу» изданная в 1824 году. Именно с этого момента начинается история термодинамики.
1858 год. Бельгийский ученый и инженер Жан Жосефа Этьен Ленуара собирает двухтактный двигатель. Отличительными элементами было то, что он имел карбюратор и первую систему зажигания. Топливом служил каменноугольный газ. Но, первый прототип работал всего несколько секунд, а потом навсегда вышел со строя.
Случилось это потому, что мотор не имел систем смазки и охлаждения. При этой неудачи Ленуар не сдался и продолжил работу над прототипом и уже в 1863 году мотор, установленный на 3-х колесный прототип автомобиля, проехал исторические первые 50 миль.
Все эти разработки положили начало эре автомобилестроения. Первые двигатели внутреннего сгорания продолжали разрабатываться, и их создатели увековечили свои имена в истории. Среди таких были — австрийский инженер Зигфрид Маркус, Джордж Брайтон и другие.
Руль принимают легендарные немцы
В 1876 году эстафету начинают принимать немецкие разработчики, чьи имена в наши дни гремят громко. Первый, кого следует отметить, стал Николас Отто и его легендарный «цикл Отто». Он первый разработал и сконструировал прототип двигатель на 4-х цилиндрах. После этого уже в 1877 году он патентует новый двигатель, который лежит в основе большинства современных моторов и самолетов начала 20 века.
Еще одно имя в истории автомобилестроения, которое многие знают и сегодня — Готлиб Даймлер. Он со своим другом и братом по инженерии Вильгельмом Майбахом разработали мотор на газовой основе.
1886 год стал переломным, поскольку именно Даймлер и Майбах создали первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. Силовой агрегат получил название «Reitwagen». Этот движок ранее устанавливался на двухколесные транспортные средства. Майбах разработал первый карбюратор с жиклерами, который также эксплуатировался достаточно долго.
Для создания работоспособного двигателя внутреннего сгорания великим инженерам пришлось объединить свои силы и умы. Так, группа ученых, в которую вошли Даймлер, Майбах и Отто начали собирать моторы по две штуки в день, что на тот момент было большой скоростью. Но, как и всегда бывает, позиции ученых в совершенствовании силовых агрегатов разошлись и Даймлер уходит с команды, чтобы основать свою компанию. Вследствие этих событий Майбах следует своему другу.
1889 год Даймлер основывает первую автомобилестроительную фирму «Daimler Motoren Gesellschaft». В 1901 году Майбах собирает первый Мерседес, который положил начало легендарному немецкому бренду.
Еще одним не менее легендарным немецким изобретателем становится Карл Бенц. Его первый прототип двигателя мир увидел в 1886 году. Но, до момента создания первого своего мотора, он успел основать фирму «Benz & Company». Дальнейшая история просто потрясающая. Впечатленный разработками Даймлера и Майбаха, Бенц решил слить все компании воедино.
Так, сначала «Benz & Company» сливается с «Daimler Motoren Gesellschaft», и становиться «Daimler- Benz». Впоследствии соединение коснулось и Майбаха и компания стала называться «Mersedes- Benz».
Еще одно знаменательное событие в автомобилестроение случилось в 1889 году, когда Даймлер предложил разработку V-образного силового агрегата. Его идею подхватил Майбах и Бенц, и уже в 1902 году V-образные двигатели начали выпускаться на самолеты, а позже на автомобили.
Отец основатель автоиндустрии
Но, как не крути, самый большой взнос в развитие автомобилестроения и автодвигательных разработок внес американский конструктор, инженер и просто легенда — Генри Форд. Его лозунг: «Автомобиль для всех» нашел признание у простых людей, что и привлекло их. Основав в 1903 году компанию «Форд», он не только принялся за разработку нового поколения двигателей для своего автомобиля Форд А, но и дал новые рабочие места простых инженерам и людям.
В 1903 году против Форда выступил Селден, который утверждал, что первый использует его разработку двигателя. Судебный процесс длился целых 8 лет, но при этом, ни один из участников, так и не смог выиграть процесс, поскольку суд решил, что права Селдена не нарушены, а Форд использует свой тип и конструкцию мотора.
В 1917 году, когда США вступила в первую мировую войну, компания Форд начинает разработку первого тяжелого двигателя для грузовых автомобилей с повышенной мощностью. Так, к концу 1917 года Генри представляет первых бензиновый 4-х тактный 8-ми цилиндровый силовой агрегат Форд М, который начала устанавливаться на грузовые автомобили, а в последствие и во время 2-й мировой на некоторые грузовые самолеты.
Когда другие автомобилестроители переживали не самые лучшие времена, то компания Генри Форда процветала и имела возможность разрабатывать все новые варианты двигателей, которые нашли применение среди широкого автомобильного ряда автомобилей Форд.
Вывод
По сути, первый двигатель внутреннего сгорания изобрел Леонардо да Винчи, но это было только в теории, поскольку он был скован технологиями своего времени. А вот первый прототип поставил на ноги голландец Кристиан Хагенс. Потом были разработки французских братьев Ньепс.
Но, все же массовой популярности и разработки двигатели внутреннего сгорания получили с разработками таких великих немецких инженеров, как Отто, Даймлер и Майбах. Отдельно стоит отметить заслуги в разработках моторов отца основателя автоиндустрии — Генри Форда.
Кто и когда изобрел первый ДВС
Однозначного ответа на вопрос, кто изобрел двигатель внутреннего сгорания нет. В его создание внесли вклад многие изобретатели и инженеры. Постепенно ДВС вытеснили громоздкие паровые машины, появилась автомобильная промышленность и авиация. В этой статье мы узнаем историю создания двигателя и первого автомобиля.
Первые разработки
В начале XVIII века был изобретен паровой двигатель, который затем усовершенствовался и широко применялся. Главными недостатками парового двигателя были большой вес, низкий КПД и большие габариты. Поэтому ученые того времени стали искать пути уменьшения его габаритов и веса, сделав процесс сгорания топлива внутренним.
Так или иначе, многие инженеры, изобретатели и ученые внесли свой вклад в будущую разработку ДВС. Ещё до появления кривошипно-шатунного механизма были разработаны и запатентованы газовый двигатель, газовая турбина, двигатель внутреннего сгорания на газообразном водороде, первое искровое зажигание. Все эти наработки затем вошли в конструкцию ДВС.
Большую роль сыграл светильный газ, который был получен Филипом Лебоном в 1799 году. Его смесь с воздухом легко воспламенялась с выделением теплоты. На этом эффекте Лебон разработал свой двигатель с подачей из компрессоров воздуха и газа в камеру сгорания. Камеры были с двух сторон цилиндра, а поршень перемещался вперед-назад.
Первый ДВС
Паровые двигатели все еще господствовали в индустрии машиностроения того времени и разработка Лебона не была востребована. Создать конкуренцию паровой машине удалось Жану Ленуару, который сделал двигатель с кривошипно-шатунным механизмом, работающий также на светильном газе, но смесь в нем поджигалась от электрической искры. Мощность двухтактного двигателя Ленуара была 12 л.с. Также он впервые применил систему охлаждения и систему смазки. Всего было выпущено около 300 двигателей Ленуара, но вскоре они были вытеснены более совершенными моделями.
Николас Отто и его легендарный «цикл Отто»
В 1860 году работу над своей разработкой ДВС начал знаменитый немецкий конструктор Николас Отто. За основу была взята разработка Ленуара, но также были применены и инновационные решения. Изначально рабочий ход поршня осуществлялся за счет давления и всасывания смеси. Позже Отто разработал четырехтактный цикл, который стал самым важным его достижением. Этот принцип применяется в ДВС до сих пор. К сожалению, разработка не была до конца оценена при его жизни и патент аннулировали. Николас Отто умер в 1891 году, так и не получив признания.
В одно и то же время с ним патент на четырехтактный цикл получил француз Бо де Роша. Минусом было то, что все эти двигатели работали на светильном газе. Это сужало область их применения, так как была необходимость в наличии громоздких емкостях под газ и сложная технология заправки. Поиски альтернативного топлива продолжались.
Первый автомобиль
В 1883 году появился первый бензиновый мотор. Его изобретателем стал немец Готлиб Даймлер. Он какое-то время работал в фирме Отто, но инженерные взгляды Даймлера не разделяли, поэтому он ушел и начал работать над своим проектом вместе с другом Вильгельмом Майбахом.
Они решили отказаться от газогенератора и сделать компактный, легкий и в то же время достаточно мощный ДВС за счет увеличения частоты вращения вала. Для этого нужно было частое и стабильное зажигание и сгорание смеси. Бензин с воздухом подавался капельным способом и зажигался раскаленной трубочкой в цилиндре. Бензин испарялся медленно, что стало главной проблемой.
Настоящим прорывом стало изобретение карбюратора с жиклером Донатом Банки в 1883 году. Бензин не испарялся, а распылялся в камере сгорания и сжимался поршнем, что давало стабильное воспламенение.
Первый успешный бензиновый ДВС был с одним цилиндром и для увеличения мощности увеличивали его объем. Позже появились двухцилиндровые, а затем и четырехцилиндровые бензиновые моторы.
Примечательно, но первый успешный автомобиль Бенца, изобретенный в 1885 году, был трехколесным. Роль шасси выполняла велосипедная коляска. Использовался одноцилиндровый ДВС с гальваническим зажиганием от катушки, водяное охлаждение и карбюратор. Объем двигателя составил 954 см3. Топливный бак – 4,5 литра.
Бенц не смог решить проблему с рулевым управлением, поэтому выбрал конструкцию трицикла. Вместо руля использовалась специальная ручка. Автомобиль носил название Benz Patent-Motorwagen. Прохожие с опаской и осторожностью смотрели на этот шумный агрегат, который то и дело распугивал лошадей. Известность автомобиль Бенца получил после неожиданного автопробега его жены. Она смогла преодолеть расстояние более ста километров.
Интересен тот факт, что бензин как топливо не был распространен в то время. Его продавали в аптеках как антисептическое и чистящее средство.
В 1884 году в России был изобретен первый бензиновый карбюраторный двигатель. Его конструктором был Огнеслав Костович. Четыре цилиндра располагались горизонтально и оппозитно друг другу. Появилось первое электрическое зажигание. Мощность составила 80 л.с. при массе в 240 кг., что превосходило по параметрам двигатель Даймлера и Майбаха, созданного годом позже. Но патент получили именно они, так как Костович слишком поздно подал заявку.
Первый легковой автомобиль с дизельным двигателем
Германия стала центром автомобильной индустрии, но на её территории было мало нефтяных месторождений. Поэтому в 1897 году немецкий инженер Рудольф Дизель предложил двигатель, работающий на угольной пыли с воспламенением от сжатия. Агрегат получился неудачным, но имя Дизеля с тех пор стало нарицательным для всех моторов с воспламенением от сжатия.
В последующие годы удалось усовершенствовать этот двигатель с использованием бескомпрессорной подачи топлива. Получился экономичный и достаточно мощный двигатель, но громоздкий. В дальнейшем «дизеля» применялись только на морских судах и локомотивах.
Приспособить дизельные моторы для грузовых автомобилей удалось немецкому инженеру Роберту Бошу после разработки топливного насоса высокого давления (ТНВД). Он отвечал за подачу топлива. С 1924 году началось серийное производство грузовых автомобилей с дизельными агрегатами.
Только в начале 30-х годов инженеры компании Bosch смогли разработать мотор, который был интересен производителям легковых автомобилей. Первым серийным автомобилем с этим видом мотора стал Mercedes-Benz 260D. Главным его преимуществом стала экономичность, но эта характеристика не была так важна в то время. Автомобили не были так распространены, как сейчас. Ими могли владеть только обеспеченные люди. Уже после войны этот параметр стали учитывать, и дизельные моторы распространились в легковом классе повсеместно.
Основание автоиндустрии
Автомобилестроение берет свое начало с конца XIX – начала XX века. Эта отрасль стала толчком для развития металлургии и металлообработки, а также нефтедобычи. Большую роль сыграли две мировых войны. Ещё в 1920 году стояла проблема топлива. Страны наращивали производство бензина и другого горючего.
В середине XX века машиностроение было уже зрелой индустрией с монопольным влиянием. Были несколько крупных мировых компаний, которые контролировали рынок. В это же время машиностроение бурно развивается в Японии. Известная компания Toyota внедряет так называемый Метод Тойоты, постепенно захватывая рынки США и Европы.
С середины 70-х годов повсеместно распространилось конвейерное производство и применение станков с автоматическим управлением (ЧПУ).
Сейчас современный мир невозможно представить без двигателей. Появились газотурбинные, роторные, турбореактивные конструкции, которые применяются на земле, в воде и в воздухе. За этим прорывом стоит почти двухвековая разработка двигателя внутреннего сгорания.