Экскурс в историю двигателестроения

Популярная механикаАвто

Брат средневековой пушки: начало истории автомобильных двигателей

Антон Борисенко

Современный автомобилист – в отличие от его «коллеги» еще полвека назад – зачастую весьма смутно представляет себе, как работает его автомобиль, что происходит под капотом и какие процессы при этом задействованы. Общие слова вроде и понятны – про рабочий объем, мощность и расход топлива. Но для многих это уже не столько технические показатели, сколько характеристика товара. Да, любой автовладелец знает, на бензине или на дизеле он ездит, но для подавляющего большинства эта информация исключительно про то, из какой колонки заправляться. Интерес к двигателю уступает вниманию к всяким мультимедийным фишкам и опциям, возможности подключить смартфон или услышать голосовые подсказки навигации. А порой и просто заменен вопросом «через какое приложение каршеринга здесь удобнее взять автомобиль?».

В рамках спецпроекта с G-Energy рассказываем об истории автомобильных двигателей. Первая часть - экскурс в историю двигателестроения. В будущих статьях мы поговорим о том, как появились современные двигатели, что из себя представляют гоночные агрегаты и какими будут двигатели будущего.

А ведь современный автомобильный двигатель – это одна из наиболее ярких иллюстраций технического прогресса за последние столетия, конкуренции успешных решений с гениальными, учета меняющегося мира и его требований. И вообще, как говорится, «во-первых, это просто красиво!» В этом цикле статей мы постараемся убедить вас, что это создание инженерной мысли действительно красивое в своем совершенстве, а история автомобильных двигателей – захватывающая и разносторонняя.

Мушкеты, скороварки и светильники

Многие будут удивлены, но одним из первых прообразов двигателя внутреннего сгорания (ДВС) стала когда-то… средневековая пушка. Ну или какой-нибудь мушкет, если угодно. Ведь что такое по определению двигатель внутреннего сгорания? Это некое устройство, внутри которого происходит некое действие, преобразующее некую энергию в механическую работу. Собственно этим ДВС и отличается, к примеру, от паровой машины (всем известного паровоза). Ведь там пар образуется «снаружи» и подается к поршням, заставляя их двигаться. То есть подобную силовую установку можно назвать двигателем внешнего сгорания. И основной недостаток такой схемы – огромные потери энергии.

90027e3a13506f4be760174293c04340.jpg
EAST NEWS

А в стрелковом оружии порох взрывается, выделяется энергия, силой расширяющихся газов выталкивается «поршень», в качестве которого выступает ядро или пуля. И именно на порохе пытались создать свой двигатель голландский физик Христиан Гюйгенс (весьма небезызвестный в истории науки персонаж) и французский изобретатель Дени Папен. Была предпринята эта попытка еще в далеком 1690 году. Обеспечить стабильную и безопасную работу такого двигателя на практике не удалось: порох все-таки слишком опасен. Но позже Папен на основе этого изобретения сделал существенный шаг вперед – как раз в сторону паровой машины. И, кстати, скороварки – этот кухонный инструмент оставил человечеству именно он.

А вот что использовать в качестве безопасного и стабильного топлива – этот вопрос повис перед учеными, инженерами и изобретателями на несколько веков.

Достаточно популярной идеей было использование газа (например, угольного). Первый газовый поршневой двигатель предложил в 1799 году британец Джон Барбер. На светильном газе работал двигатель Филиппа Лебона – первый из запатентованных (в 1801 году). Что, кстати, немудрено, ведь именно Лебон считается изобретателем газового освещения. Вот только на практике реализовать свой патент двигателя француз не успел – ушел из жизни.

Другая ветка изобретений основывалась на использовании в качестве топлива угольной пыли. Именно на ней работал Pyreolophore – лодочный двигатель братьев Ньепс, Жозефа Нисифора и Клода Феликса. В 1806 году десятилетний патент на него им выдал лично Наполеон Бонапарт. Но конструкция этого механизма скорее была прообразом водометного, а то и реактивного двигателя. Зато именно братья Ньепс стали одними из первых, кто додумался заменить угольную пыль на нефть и оснастить двигатель простейшим, но впрыском топлива – он и стал прародителем современных систем впрыска.

d26e0ac42ed3e5d3aebaf268445a6e0f.jpg
Vostockphoto

В 1807 году Исаак де Риваз предложил идею двигателя, работавшего на водороде и имевшего ультрасовременное электрическое зажигание: тогда разработки Алессандро Вольты в области электричества и гальваники как раз были на пике инноваций. Конечно, с современными водородными топливными ячейками это не имело ничего общего: водород был просто еще одной попыткой найти наиболее подходящее топливо. Хотя именно четырехколесная повозка с этим двигателем де Риваза и считается многими первым автомобилем с двигателем внутреннего сгорания, это была только идея. Вторая итерация этого автомобиля смогла провезти груз (около 300 кг камней) и четырех человек аж целых 26 м со скоростью целых 3 км/ч, однако практически все в этом двигателе – от подачи топлива до прочистки цилиндра от выхлопных газов, да и сам поджиг рабочей смеси – оператор должен был делать вручную. Те самые 26 м были преодолены примерно за пять «рабочих циклов», обеспечиваемых человеком.

eb47e2bb1cded8e7cda7efc5078d44ac.jpg
Vostockphoto

Эпоха первых патентов

Поиски продолжались еще более полувека. За это время британец Самюэль Браун подарил миру (1825 год) идею водяного охлаждения цилиндра, но работал в этом цилиндре все тот же водород. В 1826 году в Америке Самюэль Мори получил патент на ДВС, где в качестве топлива использовались спирт и скипидар. Америка, кстати, в эти годы сделала серьезный рывок в этой области. Чуть позже изобретатель Чарльз Дьюри впервые в Новом Свете использовал в качестве топлива бензин (который тогда бензином еще не назывался), а в 1833 году появился двигатель Райта. Нет, не того, который «один из братьев Райт» – до их авиационных экспериментов оставалось еще более 60 лет. Лемюэль Веллман Райт запатентовал двигатель, который работал на газе, но уже по двухтактному циклу, и имел систему водяного охлаждения.

Интересным шагом стали двигатели британца Уильяма Барретта. Именно двигатели – в 1838 году он разом запатентовал сразу три. Они были двухтактными (а один и вовсе использовал практически сохранившуюся до настоящего времени схему газообмена), но принципиальным здесь было то, что смесь не просто подавалась в камеру сгорания – она там сжималась перед воспламенением. До этого практически во всех конструкциях топливовоздушная смесь просто сгорала и расширялась. Предварительное ее сжатие позволяло значительно повысить как мощность, так и коэффициент полезного действия (КПД).

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Эпоха радикальных перемен: автомобильные двигатели конца ХХ века Эпоха радикальных перемен: автомобильные двигатели конца ХХ века

К концу ХХ века в создании автомобильных двигателей внезапно назрела революция

Популярная механика
Девичьи грезы Девичьи грезы

Хозяйка этой квартиры мечтала воссоздать обстановку своего детства

AD
Подарок Гитлеру Подарок Гитлеру

Чтобы вручить этот подарок фюреру германская армия торопилась войти в Сараево

Дилетант
Первый сексуальный опыт: отрывок из сборника «Ее тело и другие» Кармен Марии Мачадо Первый сексуальный опыт: отрывок из сборника «Ее тело и другие» Кармен Марии Мачадо

Отрывок из книги Кармен Марии Мачадо о женской телесности и сексуальности

Esquire
Невозобновляемое терпение Невозобновляемое терпение

Правительство и эксперты ищут менее затратную модель развития ВИЭ в России

Эксперт
«Не со мной»: как мы реагируем на насилие по отношению к другим «Не со мной»: как мы реагируем на насилие по отношению к другим

Почему мы иногда замираем от ужаса, увидев ссору или драку?

Psychologies
Достучаться до небес Достучаться до небес

Заключенный концлагеря угоняет с их секретной военной базы бомбардировщик

Вокруг света
Фильму «Один дома» — 30 лет. Мы поговорили с продюсерами ленты о том, как создавалась рождественская классика Фильму «Один дома» — 30 лет. Мы поговорили с продюсерами ленты о том, как создавалась рождественская классика

Как фильм «Один дома» изменил судьбы своих создателей и изменил киноиндустрию

Esquire
Юозас Будрайтис. Одинокий ковбой Юозас Будрайтис. Одинокий ковбой

«Тебя можно обвинить в бродяжничестве», — говорили мне в советские времена

Караван историй
Любовь в Южной Корее: как здесь строят отношения и относятся к браку Любовь в Южной Корее: как здесь строят отношения и относятся к браку

Отрывок из книги Су Ким «Как живут корейцы»

Forbes
Справедливость для IT-миллиардера: что ждет Кремниевую долину после победы Байдена Справедливость для IT-миллиардера: что ждет Кремниевую долину после победы Байдена

Джо Байден планирует повысить налоги для обеспеченных американцев

Forbes
История лотереи «Спортлото»: от борьбы с «пороками царизма» до финансирования Олимпиады История лотереи «Спортлото»: от борьбы с «пороками царизма» до финансирования Олимпиады

Как в СССР за 15 лет выросла крупнейшая в мире сеть продаж лотерейных билетов

VC.RU
В Риме нашли остатки роскошного дома Калигулы В Риме нашли остатки роскошного дома Калигулы

Под фундаментом здания XIX века были обнаружены остатки дома и сада Калигулы

National Geographic
«Почему нам сложно вас понять»: конфликт в паре глазами мужчин «Почему нам сложно вас понять»: конфликт в паре глазами мужчин

Попробуем рассмотреть семейный конфликт так, как его часто видят мужчины

Psychologies
3 простых и нереально вкусных блюда с пивом в качестве ингредиента 3 простых и нереально вкусных блюда с пивом в качестве ингредиента

Да, пиво можно не только пить

Playboy
«Мы все, начиная с Чулпан, в этой стране первопроходцы»: Ингеборга Дапкунайте — о фонде «Вера», эффективной благотворительности и реакции на критику «Мы все, начиная с Чулпан, в этой стране первопроходцы»: Ингеборга Дапкунайте — о фонде «Вера», эффективной благотворительности и реакции на критику

Интервью с Ингеборгой Дапкунайте о благотворительности, черных экранах и критике

Forbes
Как стать актером озвучки: пошаговое руководство для начинающих в профессии Как стать актером озвучки: пошаговое руководство для начинающих в профессии

Как становятся актерами дубляжа и насколько это сложно?

Playboy
Светит, но не верит Светит, но не верит

Кино как религия и аддикции в новом фильме Гаспара Ноэ

Weekend
Найдена странная галактика, продолжающая порождать звезды вопреки чудовищной черной дыре в центре Найдена странная галактика, продолжающая порождать звезды вопреки чудовищной черной дыре в центре

Эта галактика сумела продолжить образование новых звезд

Популярная механика
Как закончить отношения корректно: 10 советов Как закончить отношения корректно: 10 советов

Rак расстаться с достоинством и сохранив уважение к чувствам другого

Psychologies
Почему мясо нельзя с хлебом, а кофе с молоком, или Что мешает усвоению питательных веществ? Почему мясо нельзя с хлебом, а кофе с молоком, или Что мешает усвоению питательных веществ?

Как избежать дефицитных состояний будущей маме?

9 месяцев
Какая жалость! Как мы жалеем себя и когда пора прекратить это делать Какая жалость! Как мы жалеем себя и когда пора прекратить это делать

Недовольство всем, что тебя окружает, обычно похоже на насморк

Cosmopolitan
Как помочь подростку найти дело жизни? Как помочь подростку найти дело жизни?

Как поставить себя на место подростка и помочь ему выбрать профессию

Psychologies
Псилоцибин помог при мигрени Псилоцибин помог при мигрени

Клиническое исследование показало эффективность псилоцибина при мигрени

N+1
Роман с киллером и бесконечные измены: 6 громких скандалов в королевской семье Роман с киллером и бесконечные измены: 6 громких скандалов в королевской семье

Вспомним скандалы, которые нанесли королевской семье серьезный урон

Cosmopolitan
Чем болели президенты США (втайне от простых американцев) Чем болели президенты США (втайне от простых американцев)

Кто основал среди американских лидеров традицию болеть

Maxim
«Не одинокая, а свободная»: почему женщины после 30 не так активно ищут партнеров? «Не одинокая, а свободная»: почему женщины после 30 не так активно ищут партнеров?

Почему после 30 меняется отношение к поискам партнера

Psychologies
Шкурный интерес Шкурный интерес

Как правильно выбрать ковер

Добрые советы
Каково это — пройти Европу пешком за два года Каково это — пройти Европу пешком за два года

Как кровельщик из Железногорска за два года прошел пешком через всю Европу

Esquire
Певчие птицы прогнали птенцов из гнезда ради выживания выводка Певчие птицы прогнали птенцов из гнезда ради выживания выводка

У большинства птиц срок выхода птенцов из гнезда определяют их родители

N+1
Открыть в приложении