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
Спортивный квартирник Спортивный квартирник

Обсудили с профессионалом по физподгогтовке, как не сохранить форму

Playboy
Тайна форсажного пламени Тайна форсажного пламени

Что такое форсаж?

Популярная механика
Холодный расчет Холодный расчет

Как скорректировать рацион в холода, чтобы не набрать вес?

Лиза
Лики Вики Лики Вики

До съемки в нашем презренном журнале снизошла богиня «Инстаграма» Вики Одинцова

Maxim
Генеральный директор Ленинской библиотеки — о чтении и привидениях Генеральный директор Ленинской библиотеки — о чтении и привидениях

Генеральный директор Ленинской библиотеки о приметах и вызовах времени

РБК
Инвентаризация ценностей князя Юсупова Инвентаризация ценностей князя Юсупова

Князья Юсуповы были богатейшей семьёй России

Дилетант
Никита Кукушкин: «Свои желания я исполняю сам» Никита Кукушкин: «Свои желания я исполняю сам»

Актер театра и кино – о новогодних сюрпризах и разочарованиях

Cosmopolitan
Разделяй и властвуй: зачем государства пытаются ограничить IT-компании Разделяй и властвуй: зачем государства пытаются ограничить IT-компании

IT-компании превратились в конкурентов государств

Forbes
Остров, туфельки и Tesla: на что Леонардо ДиКаприо тратит свои бешеные гонорары Остров, туфельки и Tesla: на что Леонардо ДиКаприо тратит свои бешеные гонорары

Как Леонардо ДиКаприо распоряжается своими деньгами?

Cosmopolitan
Интервью: Софико Шеварднадзе — о своей дебютной книге, о пандемии и об эпохе неопределенности Интервью: Софико Шеварднадзе — о своей дебютной книге, о пандемии и об эпохе неопределенности

Журналистка Софико Шеварнадзе о том, как изменился мир вокруг нас

Esquire
5 типов «кошатников» по версии экологов 5 типов «кошатников» по версии экологов

Считаете ли вы, что ваш «усатый-полосатый питомец» — животное домашнее?

Psychologies
Как диагностировать и лечить боковой амиотрофический склероз Как диагностировать и лечить боковой амиотрофический склероз

Каждые 90 минут в мире диагностируют БАС

РБК
«Искусство не терпит трафаретов» «Искусство не терпит трафаретов»

История жизни Ильи Репина в его картинах

Культура.РФ
Главные ошибки, которые совершают компании, перешедшие на удаленку Главные ошибки, которые совершают компании, перешедшие на удаленку

Далеко не все компании смогли грамотно перевести работников в удаленный формат

Playboy
Подземный мамонт и еще 7 загадочных существ, в которых верят криптозоологи Подземный мамонт и еще 7 загадочных существ, в которых верят криптозоологи

Есть такая почти наука — криптозоология

Maxim
В поляризации реликтового излучения нашли следы нарушения четности В поляризации реликтового излучения нашли следы нарушения четности

Что указывает на взаимодействие реликтовых фотонов с темной материей

N+1
Полет в космос и послание с того света: самые дикие подарки звезд друг другу Полет в космос и послание с того света: самые дикие подарки звезд друг другу

Далеко не каждый сможет переплюнуть столь оригинальные идеи подарков

Cosmopolitan
10 культовых фильмов, которые должен посмотреть каждый 10 культовых фильмов, которые должен посмотреть каждый

Погружаемся в современную киноклассику

Esquire
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
35 лет ОС Windows: история голубого экрана смерти 35 лет ОС Windows: история голубого экрана смерти

Откуда взялся тот самый голубой экран смерти, который никто не любит

Maxim
О чем вас не предупредят пластические хирурги? О чем вас не предупредят пластические хирурги?

Наша героиня делится своим опытом пластической хирургии

Psychologies
Дружба на расстоянии Дружба на расстоянии

Сохранить отношения с лучшими друзьями всегда легко, было бы желание

Здоровье
Лицо с экрана 2020 года: Алексей Пивоваров Лицо с экрана 2020 года: Алексей Пивоваров

Алексей Пивоваров доказал, что на YouTube есть место новостной повестке

GQ
Деспотичный редактор, ведьма, смертельно больная: лучшие фильмы с Мерил Стрип Деспотичный редактор, ведьма, смертельно больная: лучшие фильмы с Мерил Стрип

Для Мерил Стрип нет роли, которую она не могла бы исполнить

Cosmopolitan

Комедия "Кавказская пленница прославила своих героев

Cosmopolitan
Как пробежать марафон. Инструкция Как пробежать марафон. Инструкция

Бывший спецназовец рассказывает, что делать, если вы захотели пробежать марафон

РБК
Когда не надо спрашивать «почему?» Когда не надо спрашивать «почему?»

Иногда невинное «почему?» вызывает сопротивление и даже агрессию

Psychologies
Соли металлов антиперспиранта заменили на минералы из пота Соли металлов антиперспиранта заменили на минералы из пота

Физики предложили новый тип антиперспиранта на основе адсорбирующего материала

N+1
Няня для ребенка: как найти хорошую помощницу? Няня для ребенка: как найти хорошую помощницу?

Советы для тех, кто планирует нанимать няню для помощи с ребенком

9 месяцев
Открыть в приложении