Все танки Первой Мировой. Том IСамая полная энциклопедия

В 1860 г. французский официант Жан Жозеф Этьен Ленуар построил двигатель внутреннего сгорания, работавший на светильном газе, с электрической системой зажигания, водяной рубашкой охлаждения рабочего цилиндра. Кривошипно-шатунный механизм преобразования движения, золотниковый механизм газораспределения с эксцентриками на валу двигателя повторяли схему паровой машины двойного действия. КПД был еще весьма низок — 4 %. И все же в 1862 г. Ленуар пытался поставить свой газовый двигатель на колесный экипаж.

Газовый двигатель внутреннего сгорания Ленуара постройки 1864 г. с электровоспламенением.

В 1862 г. там же, во Франции, Альфонс Бо де Роша получил патент на двигатель четырехтактного цикла, но не смог реализовать его. Существенной в проекте де Роша была идея предварительного сжатия газо-воздушной смеси перед воспламенением.

В 1866 г. в Германии Николаус Август Отто получил патент на атмосферный четырехтактный вертикальный газовый двигатель. На Парижской выставке 1867 г. компания «Отто и К°» представила первую рабочую модель одноцилиндрового двигателя внутреннего сгорания. В 1876 г. Отто строит двигатель на доменном газе. В 1878 г., использовав принцип предварительного сжатия, Отто совместно с Евгением Лангеном смог создать двигатель, КПД которого достиг 15–16 %, т. е. сравнялся с паровыми машинами, достигшими к тому времени уже достаточной степени совершенства. Был реализован классический цикл работы четырехтактного двигателя: рабочий процесс в цилиндре совершается за четыре хода поршня (такта) — впуск, сжатие, воспламенение и расширение (рабочий ход), выпуск. Первый четырехтактный одноцилиндровый двигатель простого действия показан на Всемирной выставке в Париже 1878 г. Оказалось, правда, что еще в 1872–1873 гг. свой вариант четырехтактного газового двигателя независимо изготовил германский часовщик Христиан Рейтман, причем, в отличие от Отто, он использовал не золотниковый, а более перспективный клапанный механизм газораспределения. Но Рейтман не смог продвинуть свою конструкцию на рынок.

В 1867 г. там же, в Германии, Эрнст Вернер фон Сименс создает генератор постоянного тока с самовозбуждением, нашедший применение в системах воспламенения двигателей внутреннего сгорания и более известный автомобилистам как «динамо».

Мощность газовых двигателей внутреннего сгорания росла, но они представляли собой в основном тихоходные стационарные промышленные двигатели. Решающим шагом стал переход на жидкое топливо.

Еще в 1847 г. Дрэк в США получил патент на двигатель, работающий на керосине.

Наконец в 1883 г. бывший управляющий фабрикой Отто в Дейтце инженер Юлиус Готлиб Даймлер вместе с Вильгельмом Майбахом строит скоростной бензиновый четырехтактный двигатель с зажиганием от калильной трубки.

Карл Бенц в 1878 г. разработал легкий двухтактный двигатель внутреннего сгорания. В 1881 г. шотландский инженер Д. Клерк патентует свой двухтактный двигатель (правда, серийно двухтактные двигатели с продувкой начали строить только в 1914 г.).

В 1885 г. Даймлер и Майбах патентуют свой бензиновый двигатель с карбюратором (испарителем по способу англичанина Уильяма Барнета), Даймлер берет патент также на 4-колесный экипаж с бензиновым двигателем, который строит на основе экипажа каретной фабрики «Вильгельм Вимпф и Сын».

Патент Г. Даймлера 1886 г. на двигатель внутреннего сгорания, работающий «на газе или бензине».

В 1886 г. машина с двигателем мощностью 1,2 л.с. испытывается в селении Каннштадт. В январе 1886 г. Бенц патентует и в том же году строит и испытывает в Мангейме трехколесный автомобиль с четырехтактным бензиновым двигателем мощностью 0,75 л.с. В том же году Бенц создает автомобильное магнето, на основе которого Роберт Бош разрабатывает систему искрового зажигания топливной смеси. Однако до начала XX в. еще во многих двигателях используют зажигание от калильной трубки, работавшее пока более надежно, чем электрическое, — только с созданием в 1902 г. Бошем и Хональдом свечи зажигания с высоковольтным магнето электрическое воспламенение становится основным. Бенц первым начинает коммерческое производство автомобилей.

Русский инженер Б.Г. Луцкой в 1885 г. представляет четырехтактный двигатель с вертикальным расположением цилиндра и нижним расположением коленчатого вала. В 1887 г. свой двигатель с электровоспламенением рабочей смеси предлагает русскому военному ведомству изобретатель Ягодзинский, правда — для летательных аппаратов.

Переход к многоцилиндровым двигателям внутреннего сгорания позволял увеличить не только их мощность, но и частоту вращения коленчатого вала, обеспечив в то же время равномерность его вращения.

В 1889 г. Г. Даймлер представляет свой новый V-образный двухцилиндровый двигатель мощностью 1,5 л.с., предназначенный для установки на коммерческие автомобили. Даймлер доводит частоту вращения вала двигателя до 450–900 оборотов в минуту — в 4–5 раз больше, чем у газовых двигателей, вдвое по сравнению с последними увеличивает мощность на 1 л рабочего объема цилиндров. Соответственно двигатель становится легче. Двигатель получает закрытый картер (кожух), заполненный маслом для смазки механизмов и защищающий подвижные части от пыли и грязи. Постепенно формируется тип двигателя внутреннего сгорания для автомобилей и тракторов.

В 1892 г. В. Майбах разрабатывает новый рядный 2-цилиндровый двигатель с параллельными цилиндрами. В 1893 г. В. Майбах в Германии и Д. Банки и Я. Чонк в Венгрии берут патенты на распыливающий карбюратор.

В 1890 г. автомобиль с двигателем, построенным по патентам Даймлера, изготовила во Франции компания «Панар-Левассор» и с 1892 г. выставила свои автомобили на рынок.

Широкое применение тепловых двигателей повысило спрос на нефть и нефтепродукты. Если в 1880 г. в России, скажем, добывали 31 миллион пудов нефти, то в 1893 г. — уже 325 миллионов пудов. Промышленные способы перегонки нефти начали применяться в США в 1850-е годы. При этом из продуктов перегонки, благодаря распространению с тех же 1850-х годов керосинового освещения, наиболее ценился керосин, бензин был одним из наименее ценимых (что, кстати, способствовало первоначальному распространению бензиновых двигателей), а мазут вообще считался отходами производства. В 1888 г. в России В.Г. Шухов и С.П. Гаврилов получили привилегию на аппарат для непрерывной дробной перегонки нефти, а в 1891 г. — на крекинг-процесс с глубоким разложением нефти. Уже в 1913 г. в США У. Бартон разработал промышленную установку для высокотемпературного крекинг-процесса.

Соответственно идет поиск двигателей внутреннего сгорания, работающих на различных продуктах перегонки нефти. Так, в 1888 г. англичанин Джеймс Харгревс построил прототип двигателя, работающего на тяжелом топливе с форсункой, запальным шаром и камерой сгорания, охлаждаемой водой. В 1889 г. появился двигатель Дидерикса, работающий на керосине. Тогда же свой вариант «керосинового двигателя» построил в России лейтенант флота Е.А. Яковлев — этот двигатель демонстрировался на VIII Съезде врачей и естествоиспытателей в Петербурге. В том же году сообщалось об изобретении техником B.C. Синицыным стационарного двигателя на тяжелом топливе.

В 1890 г. англичанин Герберт Акройд-Стюарт патентует двигатель со специальной камерой сгорания в головке цилиндра и воспламенением паяльной лампой, а с 1892 г. фирма «Горнсби энд Санз» приступила к производству «калоризаторных» двигателей Горнсби-Акройда на тяжелом топливе.

В 1893 г. Рудольф Кристиан Карл Дизель в Германии разработал модель двигателя, реализующего новый термодинамический цикл, но только в 1896 г. Дизель построил работоспособный двигатель с воспламенением топливной смеси от сжатия. КПД его двигателя превысил 30 %.

В 1894 г. заводом братьев Бромлей в России построен нефтяной двигатель с воспламенением от сжатия. В 1899 г. на заводе Нобеля в Санкт-Петербурге по лицензии Дизеля построили стационарный двигатель высокого сжатия с самовоспламенением, работающий на нефти, — для нефтяного дела Нобелей в России такой двигатель был весьма выгоден. В 1900–1902 гг. на Путиловском заводе построили бескомпрессорный нефтяной двигатель Г.В. Тринклера с циклом смешанного типа. В 1903 г. Я.В. Мамин получил патент на бескомпрессорный двигатель, работающий на сырой нефти, с компактным керосиновым «запальником». Но к этому времени завод Л. Нобеля уже выпускал двигатели Дизеля. В самой Германии к началу XX в. двигатели Дизеля выпускали 8 заводов, в Великобритании — два. Затем серийные двигатели Дизеля перевели с керосина на тяжелое топливо, так что Дизелю обязана техника распространением двигателей на тяжелом топливе, которые позже пришли в бронетанковую технику.