Избыточное давление: история Дизеля
17 февраля 1894 года произошло весьма знаменательное событие. Немецкий инженер Рудольф Дизель провел первые успешные испытания нового двигателя собственной конструкции.
Прекрасный повод вспомнить грустную в общем-то историю Дизеля, которому изобретение вселенского масштаба, увы, так и не принесло счастья.
Однажды в Аугсбурге...
Он сделал глубокий вдох, окинул взглядом железную громадину стационарного двигателя и решительно кивнул помощнику: «Ну, Люциан, с Богом!».
Рудольф был полностью поглощен процессом и совершенно не замечал нескольких пар любопытных глаз, следивших за ходом эксперимента. Ну еще бы! Может и не все, но очень многие сотрудники «крупповской» фабрики знали — сегодня, 10 августа, герр Дизель собирается опробовать свое изобретение. Как такое пропустить?!
Рудольф Дизель, обессмертивший свое имя созданием самого, пожалуй, эффективного мотора 20 века
Последим-ка и мы за событиями от третьего лица.
Вот высокий интеллигентный мужчина (Рудольф Кристиан Карл Дизель собственной персоной) присоединяет ремень парового двигателя к маховику. Вот он открывает краник топливного насоса. Ну же, сейчас, вот сейчас...
На несколько мгновений в воздухе зависает тишина, прерываемая лишь шипением паровой машины. И вдруг раздается оглушительный взрыв! Казалось, в мастерскую залетел и взорвался артиллерийский снаряд. От огромного в полтора человеческих роста мотора конструкции Дизеля остаются лишь рожки да ножки. Мелкие металлические осколки и битое стекло разлетаются словно картечь, засев в стенах и перегородках. Только каким-то чудом никто не пострадал.
Тот самый патент, который делает все моторы с воспламенением от сжатия наследниками теорий Рудольфа Дизеля
— М-да... — только и протянул молодой инженер, когда дым, наконец, рассеялся. — Ну ничего — ведь хотеть чего-то, означает стремиться! Будем пробовать еще...
Занавес.
Отличник учебной подготовки
Любовь к пафосным, порой банальным, но при этом бесспорно справедливым высказываниям отличала Рудольфа Дизеля с самого детства. А еще будущий создатель ныне всемирно известного двигателя страшно не любил отступать от намеченных целей. С целеустремленностью у него всегда был полный порядок.
Слева масштабная модель первого удачного мотора конструкции Дизеля... а справа его реплика в натуральную величину. В высоту одноцилиндровый агрегат достигал трех метров!
Рудольф Кристиан Карл Дизель родился 18 марта 1858 года в Париже. Его родители — немцы по национальности — владели довольно успешным семейным бизнесом по продаже кожаных изделий. В 1870-м антигерманские настроения во время франко-прусской войны вынудили семейство Дизелей покинуть столицу Франции и переехать в Лондон, а еще через пару месяцев Рудольфа определили в престижную королевскую школу в немецком Аугсбурге. Учился он с упоением, особенно налегая на математику, физику и черчение. Еще важнее — Дизель в достаточно трепетном возрасте осознал собственное призвание. Как бы пафосно это ни прозвучало.
— Дорогие папа и мама, я совершенно отчетливо понимаю, что превыше всего на свете хочу стать инженером. Надеюсь, вы не будете против? — справлялся в письме к родителям Руди, которому на тот момент не исполнилось и 15 лет.
Мемориальная доска в доступной форме расписывает вклад идей Рудольфа Дизеля в развитие человечества
Убедить предков, видевших в сыне прежде всего продолжателя семейного бизнеса, оказалось непросто. Но Дизель — разве мы не сказали, что он обладал еще и роскошным даром убеждения? — справился.
В 1875-м он поступает в знаменитый на всю Европу Мюнхенский политех, где под руководством профессора Карла Линде (между прочим, изобретателя машинки для производства льда) становится настоящей легендой этого учебного заведения. Спустя четыре года он сдаст экзамены с самыми высокими за всю историю вуза оценками. И это при том, что при подготовке к выпускным Дизель в буквальном смысле чуть не умер от приступа брюшного тифа! А всего несколько недель спустя отличник учебы устраивается на работу в швейцарскую компанию Sulzer Works — уважаемого специалиста в области холодильного оборудования.
Нечто новое
Годы упорной учебы, наконец, стали приносить плоды. Очень скоро Дизель из рядового специалиста превращается в руководителя. Способного молодого человека назначают директором нового парижского филиала компании. Более того, его патент на систему очистки кубиков льда, которые можно было использовать для баров и ресторанов, в одночасье сделал Рудольфа богатым человеком. Богатым, но отнюдь не ленивым.
Тот самый пароход «Дрезден» — место, где Рудольфа Дизеля последний раз видели живым
Холодильники и машинки для приготовления льда — это, конечно, хорошо, но еще с институтской скамьи Дизель грезил большим. Изобретением, которое оставит след в истории, он считал создание принципиально нового двигателя. Самые распространенные в то время паровые машины казались Рудольфу примитивными и грубыми. Не без оснований — ведь лишь 10% тепловой энергии они преобразовывали в полезную работу. Какое поле для улучшения!
Дизель внимательно изучал труды французского инженера, специалиста по термодинамике Сади Карно, еще в середине 19 века описавшего теоретические принципы работы двигателя с идеальным рабочим циклом. Француз отмечал особую важность температурных режимов, но Рудольф... для начала свернул не туда. В своем желании улучшить паровую машину он решил вместо пара использовать аммиак. Но эксперименты с аммиаком, хорошо знакомым Рудольфу по работе с холодильным оборудованием, лишь раньше времени подорвали его здоровье.
Почтовые ведомства многих стран, а уж Германии в особенности, выпускают марки с изображением Рудольфа и его главного изобретения
Затем уже в конце 80-х годов Дизель вернулся к трудам Карно, попутно ознакомившись и оценив устройство двигателя внутреннего сгорания, работающего по циклу Отто. Именно отсюда он медленно, но верно начал приближаться к истине.
Рудольф пришел к выводу — эффективность работы двигателя внутреннего сгорания увеличивается вместе с ростом степени сжатия. Проблема состояла в том, что излишнее сжатие топливной смеси приводит к слишком раннему воспламенению. Тогда Дизеля и осенило — сжимать в цилиндре на самом деле нужно воздух и лишь в самом конце такта сжатия добавлять в камеру сгорания топливо. В теории это сулило более чем серьезное повышение производительности.
Первый дизельный грузовик фирмы MAN появился лишь в 20-х годах 20-го века
Рудольф, как человек не только образованный, но и предусмотрительный, потрудился зарегистрировать свои теоретические пока еще выкладки в правовом поле. Соответствующий патент он оформил еще в 1892-м, а чуть позже, запасшись документами и чертежами и, конечно же, призвав на помощь все данное природой красноречие, Дизель отправился в замок Фридриха Круппа — крупнейшего индустриального магната Германии.
Рудольф понимал: чтобы реализовать свои планы, ему понадобится помощь крупного промышленника. Ведь сам принцип работы нового мотора подразумевал крайне высокую культуру производства и серьезные инвестиции.
Дизеля с переменным успехом пробовались даже в авиации. На снимке экспериментальный радиальный дизельный мотор BMW 114
Переговоры закончились более чем успешно. Крупп, заинтересовавшись идеей перспективного мотора, не только предоставил Дизелю помещение и оборудование для экспериментов, но и согласился всячески материально поддерживать энергичного изобретателя.
Что было потом, вы отчасти уже знаете. Долгие месяцы подготовки и пробный пуск в августе 1893-го, закончившийся оглушительным (во всех смыслах) провалом.
Сегодня дизельные моторы повсеместно используются в морских и речных судах...
Неудача только раззадорила Дизеля. Он вновь с энтузиазмом окунулся в работу, теперь уже понимая — его идея верна, остается лишь найти правильный баланс давления, времени впрыска и количества топлива. Экспериментируя практически наугад, Рудольф в конце концов нашел верную комбинацию — 17 февраля 1894 года его мотор заработал как надо.
Дизель тут же засел за разработку улучшенной, вернее, по его собственным высказываниям, «идеальной» версии двигателя. В марте 1895-го шедевр был готов. Получив систему водяного охлаждения и увеличенный ход поршня, этот одноцилиндровый агрегат выдавал мощность 34 л.с., а его механическая эффективность достигала 67%. Космос по сравнению с 10-процентными показателями паровиков. Наконец, удалось и решить проблемы с надежностью — на стенде в «крупповской» мастерской мотор молотил две недели без остановки.
...легковых автомобилях самых престижных брендов
Короче говоря, это был абсолютный успех. Не пройдет и трех лет, как изобретение Дизеля найдет применение едва ли не во всех областях человеческой деятельности: от стационарных моторов до подводных лодок. Свой 40-летний юбилей Рудольф отмечал уже будучи миллионером.
Во все тяжкие
Парадоксально, но именно с этого момента его жизнь стремительно понеслась под откос. Деньги не принесли ему счастья. Конечно, Дизель построил роскошный дом в Мюнхене, купил автомобиль, но при этом начал вкладывать деньги в сомнительные проекты. Он щедро и довольно бездумно инвестировал в разработку новых нефтяных месторождений, в электрокомпании, недвижимость... Ни одно из вложений так и не вернулось прибылью. Хуже того, дизельные моторы из первых партий не всегда отличались заявленной надежностью. Рудольфу порой приходилось расплачиваться с недовольными клиентами из собственного кармана. Наконец, и здоровье конструктора на глазах ухудшалось — стремительно развивалась подагра...
В Европе более половины продаваемых новых автомобилей заправляются дизельным топливом
Критика, подчас заслуженная, но чаще нет, финансовые неурядицы — взлет до статуса миллионера и стремительный спуск вниз, как и пошатнувшееся здоровье, могут подкосить даже самую целеустремленную и уверенную в своих силах личность. Впрочем, никто не ожидал, что история Дизеля закончится настолько трагично...
29 сентября 1913-го Рудольф вместе с друзьями и соратниками Георгом Карельсом и Альфредом Лукманном сел на пароход «Дрезден». Пункт назначения — Соединенное Королевство, город Ипсвич. Там должна была состояться церемония закладки первого камня в фундамент нового завода по производству дизельных двигателей. По свидетельству очевидцев, инженер пребывал в неплохом расположении духа и после ужина, пожелав всем спокойной ночи, удалился в свою каюту.
На завтрак он так и не вышел. В каюте не обнаружили следов взлома, кровать оказалась застеленной. Здесь же спутники Дизеля нашли золотые часы и ежедневник Рудольфа, в котором напротив даты отплытия «Дрездена» стоял жирный крест...
Спустя две недели из холодных волн Северного моря выловили утопленника. Идентифицировать погибшего удалось лишь по личным вещам — Ойген Дизель опознал кошелек, очки и аптечку отца.
Противосажевый фильтр, впервые представленный на Peugeot 607 HDi, решил последнюю серьезную проблему современных дизельных моторов — черного выхлопа
Поклонники теорий заговора до сих пор не сомневаются — это было убийство, искусно замаскированное под сведение счетов с жизнью. Действительно, в те времена у Дизеля было много завистников и недоброжелателей, но не до такой же, право слово, степени! Скорее уж знаменитые целеустремленность и упорство единственный раз изменили изобретателю. Изменили, увы, в самый неподходящий момент.
Топ-10
Сам Рудольф наверняка бы удивился, узнав, что его мотор со временем попадет под капоты автомобилей. В конце концов, однажды он сам попытался построить машину с дизельным мотором и потерпел неудачу. Однако сегодня едва ли не большую часть мирового автопарка, включая грузовики и автобусы, составляют именно дизели. «Auto Mail.ru» отсчитывает десятку важнейших вех в дизелизации планеты.
1. Mercedes-Benz 260D (1936)
Почти одновременно инженеры Mercedes-Benz и фирмы Hanomag представили свои дизельные легковушки. Но пионером все же считается именно Mercedes-Benz 260 D с 45-сильным четырехцилиндровым мотором. По современным меркам 260-й покажется очень шумным и вибронагруженным, но для второй половины 30-х это была революция. Дизельный «мерс», конечно, не стал вселенским хитом, но у немецких таксистов пользовался славой экономичной и безотказной машины. Многие экземпляры накатали свыше 250 тысяч километров.
2. T-34 (1940)
Не меньше таксистов дизельные моторы полюбили и... танкисты. Особенно русские. Одним из главных преимуществ знаменитого танка Т-34, помимо удачного шасси, рационального бронирования и мощного вооружения, стоит назвать и великолепный дизельный мотор В-2.
V-образный 12-цилиндровый агрегат рабочим объемом 39 литров и мощностью 500 л.с. в начальный период войны превосходил все остальные танковые моторы мира. Собственно, у немцев так и не появилось серийных дизельных танков. Конструкция В-2 оказалась настолько удачной, что в послевоенный период на их базе строили судоходные двигатели. На всем известных речных трамвайчиках «Москва» до сих пор трудятся моторы ЗД6, разработанные на основе танкового В-2.
3. Tatra 111 (1942)
Первые дизельные грузовые машины фирма MAN делала еще в 20-е годы. Но самым крутым дизель-грузовиком первой половины 20-го столетия стала, пожалуй, вот эта Tatra. Почему? Ну хотя бы потому, что дизель под капотом был не простой, а 12-цилиндровый, причем воздушного охлаждения. Кстати, этот же 200-сильный мотор приводил в движение и немецкие бронетранспортеры Sd.Kfz.234.
Tatra 111 продержалась на конвейере свыше 20 лет, а ее надежная конструкция стала основой для последующих разработок чешской фирмы.
4. Cummins Diesel Special (1952)
Опять же не первый дизельный гоночный автомобиль, но первый, получивший всемирную славу. Во время квалификации к знаменитым «Инди-500» 1952 года произошла сенсация. Американец армянского происхождения Фред Агабашьян установил лучшее время прохождения круга на машине, оснащенной дизельным мотором Cummins. Вернее — турбодизельным! На этом, впрочем, успехи Агабашьяна и дизеля закончились. Во время гонки впускной патрубок турбины забился мельчайшими частицами резиновой смеси от стертых покрышек, и на 71-м круге Cummins Diesel Special сошел с трассы.
5. Peugeot 404 Record Coupe (1965)
Уникальная версия элегантного французского седана знаменита не только аэродинамическим колпаком вокруг единственного сиденья, но и любопытным бэкграундом. Всерьез заинтересовавшись продвижением легковых дизелей, в Peugeot сначала решили обелить имидж дизелей как чего-то шумного, трясущегося и медленного. Впрочем, до эры тихих и лишенных вибраций моторов было еще далеко, но со скоростными характеристиками удалось кое-что сделать. На треке в Монлери 404-е купе небесно-голубого цвета побило с два десятка рекордов скорости, некоторые из которых остаются актуальными и по сей день.
6. Peugeot 204 (1968)
Если первую дизельную легковушку создали в Германии, то главным популяризатором дизельной темы в Европе стали французы. Еще в 1968-м Peugeot представила 1,3-литровый четырехцилиндровый дизельный мотор для компактной модели 204. Тогда о дизелях столь малого объема и по столь доступной цене никто и не мечтал. Успех превзошел ожидания — 204-й стал самой популярной машиной Франции, и с тех самых пор понятия Peugeot и дизельный автомобиль — синонимы.
7. Mercedes-Benz 300SD (1976)
У Mercedes-Benz в кузове W116 множество поводов считаться знаменитостью. В конце концов, это первый из «трехлучевых», получивший обозначение S-класс. Ну а для поклонников тяжелого топлива Mercedes-Benz 300SD дорог тем, что является первым серийным легковым автомобилем с турбодизелем.
5-цилиндровый агрегат рабочим объемом 3005 см3 развивал всего 111 л.с., что, учитывая обязательное наличие 4-ступенчатого автомата, трансформировалось в довольно вялую динамику. Лишь 17 секунд до сотни, максималка в 165 км/ч. Впрочем, главное — 300SD был первым в своем роде.
8. Alfa Romeo 156 JTD (1997)
Середина 90-х знаковая пора для поклонников дизельных машин. Разработанная группой FIAT, а после выкупленная и доведенная до ума фирмой Bosch, система впрыска топлива common rail стала настоящей сенсацией. Она в одночасье нивелировала почти все недостатки дизельных моторов, при этом подчеркнув их достоинства. Дизели, оснащенные системой впрыска с общей топливной магистралью, тише, менее вибронагружены и легче заводятся в мороз. При этом тягово-мощностные характеристики позволили дизелям не просто сравняться, но порой и обгонять схожие по объему бензиновые моторы. Сегодняшний автомобильный мир просто невозможен без common rail. Ну а первым серийным воплощением новой технологии стала красавица Alfa Romeo 156 JTD.
9. Audi R10 TDI (2005)
Заслуживающие внимания дизельные гоночные машины случались и раньше, но Audi R10 — первая, выигравшая что-то серьезное. Вернее — очень серьезное. В 2006-м прототип категории LMP1 с 12-цилиндровым турбодизельным мотором мощностью 650 л.с. опередил всех на 12-часовой гонке в американском «Себринге», а спустя полгода праздновал успех на трассе в Ле-Мане. С тех пор 24-часовые гонки оккупированы дизельными рейсерами. Кстати, Audi обещает в ближайшем будущем представить и первый в мире серийный дизельный суперкар, разрешенный к эксплуатации на дорогах общего пользования. Ждем с нетерпением!
10. JCB Dieselmax (2006)
Перед вами обладатель наземного рекорда скорости для автомобилей с дизельными моторами. Шестиметровый рекордный снаряд оснащается двумя турбодизелями фирмы JCB суммарной мощностью 1500 л.с. Машина весит всего 2700 кг (немного для рекордных автомобилей), а коэффициент лобового сопротивления составляет всего 0,14. Именно на «Дизельмаксе» бывший военный летчик Энди Грин (кстати, обладатель абсолютного мирового рекорда скорости на земле) в 2006-м установил наивысшее достижение для дизелей, развив максимальную скорость 560 км/ч.