(495) 234-36-61
На главную страницу блога Почта

Блог «Умные мелочи»

Рудольф Дизель и его двигатель

Рубрика: (Истории успеха) | Автор: moderator | Дата: 27-09-2013

Метки: , , ,

Рудольф Дизель родился в 18 марта 1858 года в Париже, в семье эмигрантов из Германии. В 1970 году юный Рудольф вместе с родителями переехал в Англию — семья была депортирована из Франции из-за начавшейся Франко-Прусской войны. Завершив общее образование, Рудольф Дизель отправился на историческую родину в Германию. Поступил в Аугсбургскую техническую школу, но затем перевёлся в Мюнхен, в Высшую техническую школу, которую и закончил с отличием, получив диплом инженера по холодильным установкам.

В 1880 году 22-летний инженер откликнулся на предложение немецкого физика Карла фон Линде (годы жизни 1842-1934), который работал в те годы над установкой для сжижения воздуха. Рудольф Дизель переехал в Париж и приступил к исследованиям в лаборатории французского филиала предприятия Линде. Он занялся исследованием состояния газов при резком сжатии и расширении. Эти эксперименты навели Дизеля на мысль о двигателе внутреннего сгорания, в котором не было бы системы зажигания вообще. При резком сжатии воздуха, он раскаляется до такой температуры, что способен поджечь топливовоздушную смесь без искры.

Но… легко сказать, как сделать? Воздух сжать в металлическом цилиндре можно, как сжать топливную смесь, чтобы воспламенение не произошло раньше времени?

Экспериментируя сначала с различными горючими газами, а потом и с жидкими видами топлива, Дизель разработал первую конструкцию своего мотора. В 1890 году Линде перевёл молодого инженера в Берлин. Здесь Дизель показал свои расчёты Линде, получил его одобрение и продолжил исследования, результатом которых стал патент, зарегистрированный в 1892 году. Тем не менее, практическое воплощение идеи оказалось делом невероятно трудным. Первую действующую модель своего двигателя Рудольф Дизель смог построить только в 1897 году.

Рудольф Дизель

Это был двигатель мощностью в 25 лошадиных сил, работающий на тяжёлом жидком топливе (на сырой нефти). Право на производство нового двигателя приобрели машиностроительные предприятия Аугсбурга и фирма Круппа. Спрос на дизельные двигатели превзошёл все ожидания. Главными заказчиками были судостроительные компании. Дизель стал богатым человеком и продолжил работу над совершенствованием своего изобретения.

А работать было над чем. Дизельный двигатель имеет две разновидности – двухтактную и четырёхтактную. В первом случае полный рабочий цикл происходит за один оборот коленчатого вала и двух полных ходов поршня вверх и вниз. При ходже поршня вниз из камеры сгорания удаляются продукты сгорания топлива, и цилиндр заполняется свежим воздухом. При ходе поршня вверх воздух сжимается, раскаляется и, когда поршень достигает верхней мёртвой точки, в камеру сгорания под огромным давлением впрыскивается порция жидкого топлива. Топливо смешивается с горячим воздухом, воспламеняется, расширяющиеся газы толкают поршень вниз – цикл повторяется. При четырёхтактном цикле полный цикл совершается за два оборота коленчатого вала и четыре хода поршня вверх-вниз. Расширяющиеся газы толкают поршень вниз, при обратном движении вверх открывается выпускной клапан и отработавшие газы удаляются из внутренней полости цилиндра. Затем при втором ходе вниз открывается впускной клапан, и полость цилиндра заполняется свежим воздухом. При втором ходе вверх поршень сжимает воздух, раскаляя его. В верхней мёртвой точке в камеру сгорания впрыскивается порция жидкого топлива. Цикл повторяется.

В обоих случаях кроме длинноходного цилиндра и поршня, создающих высокую степень сжатия воздуха, из-за чего воздух в цилиндре и раскаляется до высокой температуры, нужен топливный насос высокого давления и форсунка, через которую жидкое топливо впрыскивается в камеру сгорания.

Этот насос требует особо точной сборки, поскольку жидкость практически несжимаема и при высоком давлении плунжера на жидкость, топливо выдавливается через зазоры между деталями. Кроме того, давление, создаваемое этим насосом, должно быть не меньше, чем давление воздуха в камере сгорания (около 20 атмосфер). Поэтому к деталям топливного насоса предъявляются повышенные требования прочности и эффективности. Дизель способен работать на тяжёлых фракциях нефти и даже на мазуте и сырой нефти. Но при этом топливо должно обладать высокой смазочной способностью, текучестью и однородностью. Лучшими показателями обладает соляровое масло, которое к тому же дёшево в производстве, поскольку является побочным продуктом при переработке нефти для получения легкого топлива – бензина и керосина. Но и соляровое масло (в обыденной жизни мы называем его «соляркой») не идеально. При низких температурах оно становится вязким и даже застывает, словно желе. При этом трубопроводы системы питания дизеля должны быть всегда заполнены жидким топливом. Как только в топливопровод попадает воздух, система перестаёт работать – вместо подачи под высоким давлением жидкости, насос начинает сжимать воздух.

Это лишь некоторые проблемы, с которыми пришлось столкнуться Рудольфу Дизелю. Добавьте к этому отсутствие высокопрочных сплавов, способных выдержать высокие температурные и механические нагрузки, сложности в конструировании форсунок, клапанов, других теплонагруженных деталей двигателя – и станет ясно, как же непросто было этому человеку.

В конце концов, Рудольф Дизель утратил право на лицензионные отчисления за свои двигатели. Другие конструкторы взялись за совершенствование новых двигателей и справились с этим делом лучше изобретателя. Финансовое благосостояние Дизеля пошатнулось. А 29 сентября 1913 года на борту почтового парохода «Дрезден» произошла катастрофа. Во время перехода через пролив Ла-Манш Рудольф Дизель бесследно исчез. Тело его так и не было найдено.

Смерть Дизеля история тёмная. Историки выдвигают три возможные причины гибели немецкого изобретателя. Самое простое объяснение – пароход потерпел крушение, Дизель свалился за борт и утонул. Вторая причина – самоубийство из-за серьёзных финансовых затруднений. Да, возможно и это. Но существует и третья версия трагических событий.

Обратим внимание на время, когда произошла трагедия – до начала мировой войны оставалось менее года. Страны Европы стремительно вооружались. Закладывались новые корабли, в том числе и подводные лодки, в которых дизель был основным двигателем, использовавшимся для движения в надводном положении и для заряда аккумуляторов. Как раз в это время возникли слухи, что Дизель якобы собирается предложить новый вариант двигателя, лишённый множества недостатков оригинального мотора. Это изобретение могло коренным образом изменить военную технику. Следовательно, у противостоящей Германии стороны появилась весомая причина  устранить великого изобретателя… Ни подтвердить, ни опровергнуть эту версию невозможно. Гибель Рудольфа Дизеля осталась одной из тайн истории ХХ века.

Между прочим, недооценка изобретения Дизеля стала одним из стратегических просчётов Гитлера. На подавляющем большинстве фашистских танков стояли бензиновые двигатели. В советских танках Т-34, наоборот, использовались дизельные моторы. В условиях бездорожья, зимой, при затруднённом тыловом обеспечении и с учётом трудностей производства бензина (немцы не получили доступа к нефтеносным месторождениям и даже вынуждены были производить синтетический заменитель бензина) заправлять танки соляркой оказалось проще, чем подвозить к танковым соединениям дефицитный и дорогой высокооктановый бензин. В результате гитлеровские танковые силы сидели на голодном пайке, а советские танки заправлялись тем, на чём работали обычные тракторы – соляркой.

И ещё – дизель получил широкое распространение в ХХ веке, но не сразу. Тракторы и локомобили (стационарные двигатели, установленные на колёсное шасси, прицепы с мотором, применявшимся для привода молотилок и другой сельскохозяйственной техники) начала 30-х годов, к примеру, были не дизельными, хотя работали на тяжёлых сортах жидкого топлива. В некоторых из них применялись двигатели с огромным рабочим объёмом и калильным зажиганием. Сжатая топливо-воздушная смесь поджигалась специальным стержнем, который перед запуском мотора специально разогревали паяльной лампой или горелкой. После запуска двигателя зажигание осуществлялось за счёт остаточного нагрева этой «пассивной свечи». К дизельным моторам эти примитивные тракторные двигатели не имели никакого отношения.




Оставить комментарий

 
По всем вопросам, связанным с работой сайта, обращайтесь по адресу: webmaster@elcode.ru