Двигатель внутреннего сгорания, или рождение автомобиля

Принцип действия двигателя внутреннего сгорания базировался на изобретенном Алессандро Вольта в 1777 году пистолете. Этот принцип заключался в том, что вместо пороха подрывалась с помощью электрической искры смесь воздуха с каменноугольным газом. В 1807 году швейцарец Исаак де Ривац получил патент на использование смеси воздуха с каменноугольным газом как средства генерации механической энергии. В автомобиль был встроен его двигатель, состоящий из цилиндра, в котором за счет взрыва поршень перемещался вверх, а при движении вниз приводил в действие качающийся рычаг или ременной шкив. Использование газа было небезопасно, а война — де Ривац был офицером наполеоновской армии — прервала дальнейшее развитее наиболее выдающегося предшественника автомобиля.

В начале XIX века исследования по проблеме воспламенения газа проводили англичанин Роберт Стрит, француз Филипп Лебон и американец Питер Купер, а в 1825 году Майкл Фарадей получил из каменного угля бензол — первое жидкое топливо для двигателя внутреннего сгорания. До 1830 года производилось множество транспортных средств, которые еще не имели настоящих двигателей внутреннего сгорания, а имели двигатели, в которых вместо пара использовалась смесь воздуха с каменноугольным газом. Оказалось, что это решение не принесло больших преимуществ, к тому же производство таких двигателей было небезопасным. Наряду с другими патенты на такие двигатели получили англичане Броуп (1823) и Врайт (1833). Фундамент для создания легкого, компактного двигателя был заложен лишь в 1841 году итальянцем Луиджи Кристофорисом, который построил двигатель, работающий на принципе «сжатие-воспламенение». Такой двигатель имел насос, подававший в качестве топлива воспламеняемую жидкость — керосин.

Еугенио Барзанти и Фетис Матточчи развили эту идею и через два года после получения в 1854 году английского патента представили первый настоящий двигатель внутреннего сгорания. Он работал в трехтактной последовательности (без хода сжатия) и имел водяное охлаждение. Хотя рассматривались и другие виды топлива, но все же в качестве горючего выбрали смесь воздуха с каменноугольным газом и при этом достигли мощности в 5 л.с.

В 1858 году появился другой двухцилиндровый двигатель — с противоположно расположенными цилиндрами. С 1860 года он производился небольшими партиями компанией «Эшер-Висс» в Цюрихе. Безвременная смерть Барзанти в 1864 году и плохое состояние здоровья Матточчи помешали обоим пожать лавры своего труда как в материальном, так и в творческом отношении. К тому времени француз Этьен Ленуар завершил проект, начатый его соотечественником Хугоном в 1858 году. В 1860 году Ленуар запатентовал свой собственный двигатель внутреннего сгорания, который позже имел большой коммерческий успех. Двигатель работал на каменноугольном газе в трехтактном режиме. В 1863 году его пытались установить на автомобиль, но мощности в 1,5 л.с. при 100 об/мин было недостаточно для передвижения.

На Всемирной выставке в Париже в 1867 году завод газовых двигателей Deutz, основанный инженером Николасом Отто и промышленником Еугеном Лангеном, представил двигатель, созданный на основе принципа Барзанти-Матточчи. Он был легче, создавал меньше вибраций и вскоре занял место двигателя Ленуара.

В 1872 году в компании Deutz начали свою работу Готтлиб Даймлер в качестве главного инженера и Вильгельм Майбах в качестве главного конструктора. Их деятельность в течение десяти лет ознаменовалась выпуском двух тысяч двигателей внутреннего сгорания с искровым зажиганием, которые продавались в Европе с 1875 года.

В том же году Зигфрид Маркус построил свой первый, очень примитивный автомобиль с использованием двигателя Отто. О нем, однако, официальных документов не сохранилось.

Настоящий переворот в развитии двигателя внутреннего сгорания произошел с внедрением четырехтактного двигателя, запатентованного французом Альфонсом Беа де Роша в 1862 году и окончательно вытеснившего к 1876 году двигатель Отто из эксплуатации.

Усовершенствование двигателя внутреннего сгорания продолжалось и в США. Здесь следует отметить Джорджа Брайтона, инженера из Бостона, который в 1876 году и сам испытал двигатель для автомобиля. Брайтон и Отто встретились в том же году на выставке в Филадельфии и обменялись опытом. Другой американец, Джордж Балдвин, в 1877 году получил патент на автомобиль, который явился сигналом «эпохи передвижения» в Америке.

В Италии Джузеппе Мурниготти затентовал применение оригинального четырехтактного двигателя (при двухстороннем рабочем ходе поршня) в трехколесном автомобиле. Во Франции Эдуард Деламар-Дебутвилль с помощью своего умелого и способного механика Леона Маландина построил четырехколесный автомобиль с двигателем высокой степени сжатия, работавшим на легких фракциях керосина. Важные составные элементы (например, расположенные вверху клапаны и мощность около 2,5 л.с.) показывали достигнутую на тот момент времени степень совершенства. Многие считали его первым автомобилем, но Дебутвилль упустил возможность промышленного внедрения своего изобретения, и, таким образом, его имя исчезло из истории автомобилестроения. Даймлер и Майбах покинули Deutz в 1882 году, чтобы в Канштатте, близ Штутгарта, основать свою собственную компанию.

В 1883 году они представили свой первый мощный двигатель весом всего лишь около 80 кг, что для того времени было очень мало по сравнению с другими двигателями внутреннего сгорания, весившими примерно 300 кг. Двигатель с помощью новой системы зажигания достигал 450-900 об/мин. Система состояла из платиновой трубки, нагреваемой внешней горелкой. Но ограниченная (0,5 л.с.) мощность означала, что этот двигатель можно было использовать только для легких транспортных средств, к примеру мотоциклов.

Между тем другой немец, Карл Бенц, владелец компании «Бенц и К» в Мангейме, разработал свой двигатель с электрическим зажиганием. В 1886 году он выпустил трехколесный автомобиль, который благодаря совершенному монтажу двигателя на шасси может считаться первым настоящим автомобилем. В том же году Даймлер встроил свой усовершенствованный двигатель в кузов, который позже не претерпел больших изменений. Этими машинами Бенца и Даймлер был завершен этап изобретения автомобиля.

В то время как Бенц совершенствовал свой трехколесный автомобиль, пытаясь наилучшим образом разместить двигатель, Даймлер занимался подготовкой к продаже своих двигателей, которые были известны даже за пределами Германии. В 1890 году было выдано примерно 1900 лицензий на производство двигателей Даймлер. Даже Вильям Стенвей в Нью-Йорке, основатель известной на весь мир фирмы-производителя роялей «Стенвей и сыновья», производил эти двигатели. В 1889 году на рынок поступил двигатель с V-образным расположением двух цилиндров и с рабочим объемом в 565 куб.см (920 об/мин, мощность 1,75 л.с.). Он охлаждался водой с помощью центробежного насоса и ребристого радиатора. Автомобиль, в который был установлен такой двигатель, мог достигать скорости 17 км/час. На Всемирной выставке в Париже в 1889 году особое внимание посетителей привлекали как раз этот автомобиль и новейшая модель Бенца. Здесь Даймлер и удалось заключить договор на выдачу концессии для изготовления своих двигателей компанией Panhard et Levassor, которой он уже четыре года руководил. Эта французская компания, которая в 1864 году была основана с целью производства деревообрабатывающих машин, переориентировалась на производство двигателей внутреннего сгорания. Ее первым клиентом был Арман Пежо, который после создания нескольких прототипов в 1891 году разработал четырехколесный автомобиль с двухцилиндровым V-образным двигателем, развивавшим мощность 2 л.с. при 1000 об/мин. С ограничением числа оборотов до 550 об/мин автомобиль все же достигал скорости 18 км/час. Двигатель охлаждался водой, циркулировавшей в трубчатом кожухе. В том же году компания Panhard et Levassor представила свой собственный автомобиль — модель с приводом на передние колеса и передачей энергии, которую сам Левассор назвал «зверской». Однако нельзя было утверждать, что производство автомобилей уже набрало ход, так как фактически в 1891 году Benz выпустил только семь, Panhard et Levassor — шесть, Peugeot — четыре автомобиля. Но автомобиль, благодаря наиболее крупным производителям, стал известен уже повсюду. С 1895 года автомобиль получил широкое распространение во Франции, где сеть дорог была развита лучше, чем в остальной Европе.

В 1893 году компания Benz выпустила четырехколесный автомобиль Victoria с одноцилиндровым двигателем, объемом 2,9 л и мощностью 3 л.с. Позже, за счет совершенствования системы охлаждения, его мощность удалось повысить до 5 л.с. Более легкая модель Velo в следующем году стала первым автомобилем, серийно выпускавшимся немецкими компаниями. Автомобиль компании Panhard et Levassor 1894 года, пожалуй, может считаться первой удачной попыткой отказа от типичных признаков конных экипажей.

В следующем году французская компания приняла решение больше не производить двигатель Даймлер из-за явного преимущества двухцилиндрового однорядного двигателя «Феникс». Таким образом, производя «Феникс», она до начала нашего столетия заняла и сохранила ведущую роль в развитии автомобилестроения. Что касается Италии, то следует напомнить, что первый автомобииль с двигателем внутреннего сгорания был построен в 1890 году графом Энрико Бернарди. Он способствовал решающему совершенствованию двигателя, разработав съемную головку цилиндра, устойчиво работающий карбюратор. Автомобили Бернарди не имели большого коммерческого успеха главным образом потому, что экономика Италии к тому времени была еще не в состоянии развивать эту отрасль промышленности. Тем не менее эти автомобили имели высокую техническую ценность. Первый итальянский четырехколесный автомобиль был изготовлен туринским промышленником Микеле Ланца в мастерской братьев Мартини. Однако попытки производства в больших объемах оказались безуспешными. К 1895 году во Франции в эксплуатации находилось 350 автомобилей, в Германии — 75. Бенц построил 135 автомобилей, компания Panhard et Levassor — 72. Цифры свидетельствуют о медленном развитии производства этого вида массовой продукции.

Подписи к фото:

Транспортное средство Ленуара (1863) (Франция)Несмотря на прогрессивные отличительные признаки — такие как прямом цепной привод, управляемыые колеса и эллиптическая подвеска с плоскими рессорами, этот автомобиль из-за относительно небольшой мощности двигателя выпускался в малом количестве. Трехтактный рабочий цикл обеспечивался двумя перемещениями поршня — при периоде засасывалась смесь воздуха с каменноугольным газом, которая затем без сжатия воспламенялась искрами запальной свечи; в конце второго хода выбрасывались отработавшие газы.

Автомобиль Маркуса (1873-1875) (Австрия)В период между 1873 и 1875 годами австриец Зигфрид Маркус проводил эксперименты с транспортным средством, в котором были использованы замечательные технические новинки. Автомобиль имел бензиновый двигатель только с одним цилиндром (движение поршня в четырех фазах), распыляющий карбюратор, магни и довольно магнитное зажигание и довольно простую систему водяного охлаждения. Однако из-за сильного шума и дыма при ходовых испытаниях у Маркуса были постоянные осложнения с полицией.

Деламар-Дебутвилль (1884) (Франция)Этот четырехколесный автомобиль был запатентован Деламаром 12 февраля 1884 года — через три года после того, как он создал трехколесный мотоцикл. Установленный сзади двигатель имел два отдельных, расположенных горизонтально цилиндра. Ведущий вал был оснащен большим маховиком и связан цепной передачей с поперечным передаточным валом, обеспечивающим привод задних колес с помощью двух боковых цепей.

Автомобиль по патенту Бенца (1886) (Германия)Это был первый автомобиль, воплотивший в себя новую революционную идею транспортных средств. Двигатель и шасси образовывали единый блок. Официально автомобиль был представлен 3 июля 1886 года в Мангейме. При одноцилиндровом двигателе объемом 984 куб.см и мощности 0,9 л.с. при 400 об/мин он достигал скорости 15 км/час.

Автомобиль Даймлера (1886) (Германия)Уже опробованный на мотоцикле и лодке, двигатель Даймлера и Майбаха был встроен в небольшой автомобиль — дополнительное доказательство его разносторонности. Это был одноцилиндровый двигатель (469 куб.см), способный развивать мощность 1,5 л.с. при 700 об/мин и обеспечивать скорость движения 16 км/час.

АвтоОбоз © 1999-2017. Версия 4.0. Идея и создание: Александр Флегентов

Яндекс.Метрика