Главная » История автомобиля » Двигатели внутреннего сгорания

Истории создания дизельного двигателя

История изобретательства всегда интересна - лучшее, что нас окружает, как например, замечательные кроссовки рибок классик, появились в результате чей-то плодотворной работы, исследований и размышлений. История дизельного двигателя началась с истории его изобретателя.
Дизель Рудольф Кристиан Карл (Diesel Rudolf Christian Karl) родился 18 марта 1858 года в Париже в семье ремесленника из Аугсбурга. Предки Рудольфа Дизеля были переплетчиками и книготорговцами, а свою родословную семья ведет из тюрингского городка Пёснека (Германия). Семья Теодора Дизеля много лет жила в Париже, и никто не вспоминал, что они немцы. В 1870 г. началась франко-прусская война, и пришлось перебраться в Англию. Позже мальчика отправили к родственникам, в город Аугсбург (Германия). Там Рудольф становится первым учеником реального училища, потом с отличием оканчивает Высшую Политехническую школу в Мюнхене. Музыка, поэзия и изобразительное искусство привлекали Рудольфа столь же сильно, как и математика. Вскоре профессор Карл фон Линде предложил ему место директора в парижском отделении своей фирмы. Изобретатель "холодильника Линде" заинтересовал Дизеля проблемами тепловых двигателей - паровых машин и моторов внутреннего сгорания, только появившихся благодаря изобретениям еще одного немца - Николауса Августа Отто. За 10 лет Дизель разработал сотни чертежей и расчетов двигателя абсорбционного типа, работавшего на аммиаке. Фантазия молодого инженера не знала границ - от миниатюрных моторчиков для швейных машин до гигантских стационарных агрегатов, использующих солнечную энергию!

И все же Дизелю никак не удавалось создать, хотя бы на бумаге эффективный двигатель, чей КПД превзошел бы на 10-12% паровою машину.

Задавшись целью построить экономичный двигатель, Дизель тщательно изучил единственный, бессмертный трактат "Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу" французского офицера Никола Леонара Сади Карно (1796-1832). По мысли Карно, в максимально экономичном двигателе нагревать рабочее тело до температуры горения топлива необходимо лишь "изменением объема", т.е. быстрым сжатием. Когда же топливо вспыхнет, надо ухитриться поддерживать температуру постоянной. А это возможно только при одновременном сгорании топлива и расширении нагреваемого газа.

Дизель решил сжимать не горючее, а только воздух, и к концу сжатия впрыскивать в цилиндр жидкое топливо под высоким давлением. Эти соображения изложены Дизелем в работе "Теория и конструкция рационального теплового двигателя". В начале своих изысканий он попытался создать двигатель, работающий на угольной пыли, но безрезультатно. Лишь когда Дизель использовал в качестве горючего частично очищенную нефть, он добился заметных результатов. Была открыта дорога к использованию в качестве топлива тяжелых нефтяных фракций.

В 1892 г. Дизель получил патент, оказавшийся одним из самых дорогостоящих в мире. А затем опубликовал описание двигателя. Никогда еще теоретические построения не вызывали такого огромного интереса среди специалистов. Однако большинство оценивало идею как практически неосуществимую. Тем не менее, Дизель верил в свою машину. Первый опытный двигатель был построен уже в 1893 г. в Аугсбурге. Постройкой руководил сам Дизель. Сразу же приступили к испытаниям, а одновременно и к созданию новых опытных образцов двигателя, которое продолжалось свыше трех лет.

За это время было построено еще три опытных двигателя, но только третий и четвертый оказались достаточно работоспособными, однако не в одинаковой степени. Положительные результаты появились лишь после того, как двигатель оборудовали водяным охлаждением, а подачу жидкого топлива в цилиндр и его распыливание стали выполнять при помощи сжатого воздуха. В 1897 г. на заводе в Аугсбурге был создан первый практический дизельный двигатель. Агрегат высотой в три метра развивал 172 об/мин и при диаметре единственного цилиндра 250 мм, ходе поршня 400 мм "выдавал" от 17,8 до 19,8 л.с., расходуя 258 г нефти на 1 л.с. в час. При этом термический КПД составлял 26,2% - вдвое выше, чем у паровой машины. Это была ПОБЕДА! Выставка паровых машин 1898 года в Мюнхене стала кульминацией невероятного успеха Дизеля. Лицензии на производство двигателей разбирались немецкими и иностранными предприятиями нарасхват. Но не всё гладко складывалось и в истории развития дизельных двигателей и в жизни самого Рудольфа Дизеля. Были и удачи и неудачи.В ночь с 29 на 30 сентября 1913 г. Рудольф Дизель трагически погиб при загадочных обстоятельствах.

Тем не менее, теория Рудольфа Дизеля стала основой для создания современных двигателей с воспламенением от сжатия. В дальнейшем около 20-30 лет такие двигатели широко применялись в стационарных механизмах и силовых установках морских судов, однако существовавшие тогда системы впрыска топлива не позволяли применять дизели в высоко-оборотистых агрегатах. Небольшая скорость вращения, значительный вес воздушного компрессора, необходимого для работы системы впрыска топлива сделали невозможным применение первых дизелей на автотранспорте.

В 20-е годы XX века немецкий инженер Роберт Бош усовершенствовал встроенный топливный насос и сделал его многосекционным. Такие топливные насосы высокого давления до сих пор широко используются в автомобилестроении. Данный насос заменил воздушный компрессор, который применялся до этого, и сделал возможным увеличение частоты вращения дизельного двигателя. Востребованный в таком виде быстроходный дизель стал пользоваться все большей популярностью как силовой агрегат для вспомогательного и общественного транспорта, однако доводы в пользу двигателей с электрическим зажиганием (традиционный принцип работы, лёгкость и небольшая цена производства) позволяли им пользоваться большим спросом для установки на пассажирских и небольших грузовых автомобилях, В 50 - 60-е годы дизель устанавливается в больших количествах на грузовые автомобили и автофургоны, а в 70-е годы после резкого роста цен на топливо, на него обращают серьезное внимание мировые производители недорогих маленьких пассажирских автомобилей. В дальнейшие годы происходит рост популярности дизеля на легковых и грузовых автомобилях, не только из-за экономичности и долговечности дизеля, но также из-за меньшей токсичности выбросов в атмосферу. Все ведущие европейские производители автомобилей в настоящее время предлагают как минимум по одной модели с дизельным двигателем.

Новейшая история дизельного двигателя началась в 1997 г. Десять лет назад компания Bosch первой в мире выпустила на рынок систему Common Rail для легковых автомобилей. Первыми моделями, оснащенными этой технологией, стали Alfa Romeo 156 JTD и Mercedes-Benz 220 CDI.

"Мой двигатель все еще имеет большой успех...". Фраза Рудольфа Дизеля, произнесенная им в 1895 году, по-прежнему актуальна. Ну а самому Рудольфу Дизелю человечество воздало высокую и довольно редкую в истории техники честь, начав писать его имя с маленькой буквы.

| опубликовано: 12 декабря 2013