Предтеча дизельпанка. Первые двигатели внутреннего сгорания
160 лет назад, 19 октября 1860 года, было зарегистрировано первое в мире предприятие по производству двигателей внутреннего сгорания. Интересно, что произошло это не в «кузнице мира» Англии и не во Франции, занимавшей тогда второе место в Европе по уровню промышленного развития, а в итальянском городе Флоренция.
Предприятие зарегистрировали изобретатели мотора — католический священник (!) Эженио Барсанти и инженер-гидравлик граф Феличе Матеуччи. Их силовая установка представляла собой стационарный двухцилиндровый промышленный двигатель с вертикальными цилиндрами, работавший на водороде или светильном газе и развивавший мощность пять лошадиных сил, — неплохой показатель по тем временам.
Над своим мотором они работали весьма неторопливо. Первый (одноцилиндровый) образец был изготовлен еще в 1853 году, но лишь через семь лет изобретатели решили, что конструкция стала пригодной для практического применения. Однако коммерческого успеха их предприятие не достигло. Газовые моторы спросом не пользовались и не выдержали конкуренции с широко распространенными и отлаженными в производстве паровыми машинами, работавшими на более дешевом и безопасном топливе.
Поэтому в 1864 году, после ранней смерти Барсанти от брюшного тифа, «Акционерное общество новых моторов Барсанти и Матеуччи» было закрыто, а выпуск двигателей — прекращен. Как это нередко бывает, первая ласточка весну не принесла. Гораздо более успешным оказался газовый мотор другой конструкции, изобретенный бельгийским инженером Жаном Ленуаром. Но это уже другая история.
образец мотора Барсанти-Матеуччи, сохранившийся до наших дней
акция их компании
В дополнение к заметке о первом в мире работоспособном двигателе внутреннего сгорания не лишним будем вспомнить о другом подобном моторе, появившемся чуть позже, но зато гораздо более массовом и коммерчески успешном. Кто-то, наверное уже догадался, что речь пойдет о двигателе бельгийского изобретателя Жана-Этьена Ленуара, которому в нынешнем году тоже исполнилось 160 лет.
Мотор Ленуара, как и двигатель Барсанти-Матеуччи, работал на водороде или светильном газе, но он был одноцилиндровым, с горизонтальным расположением цилиндра, а по конструкции он очень сильно напоминал паровую машину двойного действия, в которой пар, распределяемый золотником, попеременно подается в цилиндр по обе стороны поршня.
Так же работал и мотор Ленуара, только вместо пара в нем использовалась газовоздушная смесь, которая воспламенялась двумя электрическими свечами. Из-за отсутствия сжатия смеси перед воспламенением мотор обладал довольно низким КПД, лишь ненамного превышавшим КПД паровой машины, а также — малой литровой мощностью. Движок с внушительным объемом цилиндра 18 литров развивал на полных оборотах всего 12 л.с.
Зато он легко и быстро запускался, был легче и компактнее паровой машины с котлом и топкой, а также мог длительное время работать в автоматическом режиме, не требуя постоянного обслуживания кочегаром и машинистом. Благодаря этому мотор Ленуара в течение нескольких лет пользовался спросом в качестве стационарной промышленной силовой установки.
В 1860-е годы изобретателю удалось продать около 500 своих двигателей, которые работали на бельгийских, французских, немецких и даже американских заводах и фабриках, приводя в действие станки, насосы и другие устройства. Но появление в 1864 году двигателя немецкого изобретателя Николауса Отто, обладавшего более высокой удельной мощностью и топливной эффективностью, помешало более широкому распространению двигателей Ленуара. Постепенно «оттомоторы» вытеснили ленуаровские силовые установки, однако, полностью заместить паровые машины им так и не удалось.
Надо упомянуть, что Ленуар в 1862 году установил портативный вариант своего мотора мощностью в полторы лошадиные силы на трехколесную самоходную повозку, которую некоторые считают первым в мире автомобилем с двигателем внутреннего сгорания. Изобретатель назвал его «иппомобилем» (от греческого ἵππος — лошадь).
Экипаж получился весьма примитивным, в нем не было ни коробки передач, ни дифференциала, ни нормального тормоза (тормозной башмак прижимался рычагом снаружи к ободу правого заднего колеса). К тому же, сжатый горючий газ оказался крайне непрактичным топливом для транспортного средства.
Баллона хватало всего на 18-20 километров, а заправить его потом было негде. Вдобавок, скорость экипажа не превышала 6-7 км/ч. Поэтому «иппомобиль» спросом не пользовался. Ленуар сумел продать лишь несколько экземпляров любителям технических курьезов. По слухам, один из них купил русский царь Александр-II.
Жан-Этьен Ленуар и один из серийных вариантов его двигателя
Гравюра XIX века с изображением двигателя Ленуара, на которой хорошо видно его устройство. Отличительной особенностью этого мотора являлся огромный маховик, прокрутка которого «съедала» изрядную часть рабочей мощности. Под станиной видна катушка зажигания и аккумуляторные банки. Над кривошипно-шатунным механизмом — центробежный ограничитель скорости, позаимствованный от паровой машины. Вверху — труба подачи газа с резиновым баллоном-ресивером
Один из двигателей Ленуара, сохранившихся до наших дней
Разрез «иппомобиля»
современный макет «иппомобиля». К сожалению, оригинальных фотографий машины не сохранилось
Наконец — самое зрелищное: двигатель Ленуара в работе:
Рассказ о ранних «добензиновых» двигателях внутреннего сгорания стоит дополнить описанием самого успешного из них — «гравитационно-атмосферного» газового мотора немецкого изобретателя Николауса Отто, запатентованного в 1864 году. Он оказался в пять раз экономичнее двигателя Ленуара, а потому впервые смог составить серьезную конкуренцию паровым машинам.
«Отто-мотор» представлял собой высокую изящную колонну, она же — цилиндр. Это было время красивых, а не просто утилитарных машин, поэтому ее нередко оформляли в «архитектурном» стиле. Поршень внутри нее двигался вверх-вниз на метр-полтора, в зависимости от размеров двигателя. Вверху крепился массивный маховик, на который движение поршня передавалось с помощью шестерни и зубчатой рейки.
Характерной особенностью мотора было то, что рабочий ход поршня осуществлялся не при его движении вверх под напором топливных газов, а при падении вниз под действием собственного веса. При «скачке» поршня вверх специальный храповой механизм расцеплял рейку с маховиком.
Двигатели Отто выпускались полтора десятилетия. Их было продано около пяти тысяч, то есть, примерно в 10 раз больше, чем двигателей Ленуара. Многие из них сохранились до сих пор, в том числе и в исправном состоянии (жаль только, что не у нас). Работа одного из них показана в видеоролике:
подборка музейных фотографий и снимок передаточного механизма крупным планом. Не правда ли, замечательная конструкция?
подборка музейных фотографий и снимок передаточного механизма крупным планом. Не правда ли, замечательная конструкция?
источники:
