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

Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие Используй ложку и телефон: 20 способов доставить себе удовольствие

Двадцать разных способов мастурбации на любой вкус и цвет

Cosmopolitan
Опасен ли вейп: исследования ученых Опасен ли вейп: исследования ученых

Рост популярности вейпа — тенденция, несущая реальные риски для здоровья

РБК
Подарок Гитлеру Подарок Гитлеру

Чтобы вручить этот подарок фюреру германская армия торопилась войти в Сараево

Дилетант
Николь Кидман в полный рост: зачем смотреть сериал «Отыграть назад» Николь Кидман в полный рост: зачем смотреть сериал «Отыграть назад»

Сериал «Отыграть назад» затягивает так, что не оторваться

РБК
Октавиан Август: удачливый и коварный Октавиан Август: удачливый и коварный

В традициях имперского Рима Октавиан Август считался образцовым государем

Дилетант
Суперзрение — с очками и без Суперзрение — с очками и без

Сверхспособности, доступные только тем, кто носит очки

N+1
Инвентаризация ценностей князя Юсупова Инвентаризация ценностей князя Юсупова

Князья Юсуповы были богатейшей семьёй России

Дилетант
Правила жизни Скарлетт Йоханссон Правила жизни Скарлетт Йоханссон

Правила жизни американской актрисы

Esquire
Как исправить неудачный татуаж — рассказывает мастер перманентного макияжа Как исправить неудачный татуаж — рассказывает мастер перманентного макияжа

Неудачный перманент — это неприятно, но исправимо. Рассказываем, как

Cosmopolitan
Не только «Пираты»: лучшие фильмы с Кирой Найтли Не только «Пираты»: лучшие фильмы с Кирой Найтли

Кира Найтли — одна из самых молодых претенденток на «Оскар»

Cosmopolitan
Напустил туман Напустил туман

Георгианский особняк в Лондоне и традиционный английский интерьер

AD
Самые необычные концепции Вселенной: прав ли Эйнштейн Самые необычные концепции Вселенной: прав ли Эйнштейн

Общая теория относительности позволяет создавать экзотические воображаемые миры

Популярная механика
...и с немцами дружил! Еврей, который весь СС одурачил ...и с немцами дружил! Еврей, который весь СС одурачил

Соломон Перель испытал все трудности переходного возраста и даже больше

Maxim
Дикий и забытый: факты и мифы о невероятном Lamborghini LM002 Дикий и забытый: факты и мифы о невероятном Lamborghini LM002

Самый скандальный и неожиданный итальянский внедорожник Lamborghini LM002

Популярная механика
Какие пуховики и куртки сильно полнят — 9 моделей, которых лучше избегать Какие пуховики и куртки сильно полнят — 9 моделей, которых лучше избегать

Самые опасные фасоны, фактуры и расцветки пуховиков

Cosmopolitan
Круглая жизнь Круглая жизнь

Что дала миру «Рабыня Изаура»

Огонёк
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
Желаю удачи Желаю удачи

Удачливость можно тренировать: рассказываем, как это делать

Cosmopolitan
Интервью с кинокритиком Гордеем Петриком Интервью с кинокритиком Гордеем Петриком

Интервью с 17-летним кинокритиком Гордеем Петриком

СНОБ
Весомый аргумент Весомый аргумент

TRX обращает вес тела в его силу

GQ
Марго Робби Марго Робби

Ни одна из голливудских актрис не будоражит наши чувства так, как Марго Робби

Playboy
Посланник дьявола? 7 Посланник дьявола? 7

Моргенштерн – «Антигерой нашего времени»

Cosmopolitan
«Жизнь Чаки» — ранее не опубликованный рассказ Стивена Кинга, который экранизирует Даррен Аронофски. Публикуем его фрагмент «Жизнь Чаки» — ранее не опубликованный рассказ Стивена Кинга, который экранизирует Даррен Аронофски. Публикуем его фрагмент

Отрывок из нового сборника рассказов Стивена Кинга «Будет кровь»

Esquire
Та самая Та самая

Тренер по стилю Роман Медный предлагает три способа сделать образ актуальным

Cosmopolitan
«Нам удается стать свидетелями настоящих космических драм» «Нам удается стать свидетелями настоящих космических драм»

Интервью с астрофизиком Рашидом Сюняевым: о карте Вселенной и многом другом

Огонёк
Игорь Измайлов Игорь Измайлов

Ученый-астроном сделал открытие, которое может изменить саму науку о звездах

Собака.ru
Почему телефон быстро разряжается и как это исправить: 5 советов Почему телефон быстро разряжается и как это исправить: 5 советов

Разбираемся, что делать, если телефон быстро разряжается

CHIP
21 способ сосредоточиться 21 способ сосредоточиться

Навыки концентрации внимания необходимы и в личной, и в профессиональной жизни

Psychologies
Биомешок или искуственная матка: заменят ли технологии женское тело Биомешок или искуственная матка: заменят ли технологии женское тело

Какими будут секс, еда, деторождение и смерть в ближайшем будущем

Forbes
Toyota C-HR. Восторг и недоумение Toyota C-HR. Восторг и недоумение

Toyota C-HR — автомобиль, который можно смело назвать дизайнерским

4x4 Club
Открыть в приложении