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
Андрей Евдокимов, глава «Байкал Электроникс»: «Либо вы принимаете риски, либо не занимаетесь микроэлектроникой» Андрей Евдокимов, глава «Байкал Электроникс»: «Либо вы принимаете риски, либо не занимаетесь микроэлектроникой»

Глава «Байкал Электроникс» о том, почему микроэлектроника сложнее космоса

Inc.
Подарок Гитлеру Подарок Гитлеру

Чтобы вручить этот подарок фюреру германская армия торопилась войти в Сараево

Дилетант
10 фактов о Нобелевской премии 10 фактов о Нобелевской премии

27 ноября 1895 года Альфред Нобель подписал знаменитое завещание

Maxim
Техпарад Техпарад

Новости мира науки и техники

Популярная механика
В свою пользу: как перестать соперничать с успешными родителями и начать жить В свою пользу: как перестать соперничать с успешными родителями и начать жить

Что, если родители добились успеха, а мы — нет?

Psychologies
Война вирусов Война вирусов

В открытии интерферона у случайности была не последняя роль

Дилетант
За спиной отца: чем занимаются дочери первых лиц мира – Путина, Алиева и других За спиной отца: чем занимаются дочери первых лиц мира – Путина, Алиева и других

Чем занимаются наследницы политических лидеров?

Cosmopolitan
«Все делают это»: зачем мы снимаем интимные видео? «Все делают это»: зачем мы снимаем интимные видео?

Какие причины могут побуждать человека снимать себя?

Psychologies
Тимоти Шаламе. Не просто красивый мальчик Тимоти Шаламе. Не просто красивый мальчик

В свои 25 он самый востребованный и одновременно самый загадочный актер

Караван историй
Жизнь замечательной токсоплазмы Жизнь замечательной токсоплазмы

Говорят, что этот паразит играет тайную роль в жизни нашего общества

Популярная механика
8 ложных убеждений, которые мешают вашему психическому здоровью 8 ложных убеждений, которые мешают вашему психическому здоровью

Думая об этом, можно навредить самому себе

Psychologies
Охота на должников. Несколько историй от ГИБДД о злостных нарушителях Охота на должников. Несколько историй от ГИБДД о злостных нарушителях

ГИБДД отрыла охоту на злостных неплательщиков штрафов

РБК
15 мыслей Михаила Пиотровского 15 мыслей Михаила Пиотровского

Как Михаил Пиотровский, вопреки всем правилам, уберег от жертв великую красоту

GQ
Как научиться не сравнивать себя с другими (забудь уже сына маминой подруги) Как научиться не сравнивать себя с другими (забудь уже сына маминой подруги)

Пора избавиться от этой токсичной привычки!

Playboy
Отрывок из книги Сильвии Морено-Гарсия «Мексиканская готика» Отрывок из книги Сильвии Морено-Гарсия «Мексиканская готика»

Секреты и ужасы, которые долгое время скрывали обитатели Дома-на-Горе

СНОБ
Кокаиновый роман: почему распалась скандальная пара Джонни Деппа и Кейт Мосс Кокаиновый роман: почему распалась скандальная пара Джонни Деппа и Кейт Мосс

Рассказываем, почему распалась самая эпатажная звездная пара 90-х

Cosmopolitan
Начальные навыки пассивно-агрессивного общения в переписке Начальные навыки пассивно-агрессивного общения в переписке

Настало время использовать глубинные навыки в Интернет-общении

Maxim
Мозг, исцеляющий себя Мозг, исцеляющий себя

Реальные истории людей, которые победили болезни и преобразили свой мозг

kiozk originals
Откуда взялась фраза «Как художник художнику» — а вот и не из «12 стульев» Откуда взялась фраза «Как художник художнику» — а вот и не из «12 стульев»

В романе Ильфа и Петрова этой крылатой фразы нет

Maxim
Из развалюхи в особняк: дома знаменитостей до начала карьеры и после Из развалюхи в особняк: дома знаменитостей до начала карьеры и после

Дома, в которых звезды жили до славы, и те, в которых они живут сейчас

Cosmopolitan
Боты против уток. Сможет ли искусственный интеллект избавить соцсети от Fake News Боты против уток. Сможет ли искусственный интеллект избавить соцсети от Fake News

Мы считаем, что интернет создан ради нас, но на деле его пользователи — боты

РБК
7 продуктов, из-за которых твоя кожа выглядит хуже: не ешь это! 7 продуктов, из-за которых твоя кожа выглядит хуже: не ешь это!

Эти продукты лучше вообще никому не есть

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
30 способов перезапустить свое тело 30 способов перезапустить свое тело

Полное руководство по тому, как выжать максимум из человеческого организма

kiozk originals
Монстры в небе: 8 самых больших самолетов в мире Монстры в небе: 8 самых больших самолетов в мире

Двухэтажные тяжеловесы с размахом крыльев длиннее футбольного поля

Популярная механика
Как не поссориться на праздниках: 10 советов для всей семьи Как не поссориться на праздниках: 10 советов для всей семьи

Как провести праздничные дни без стресса

Домашний Очаг
Сидячий образ жизни: 6 советов для здоровья ног Сидячий образ жизни: 6 советов для здоровья ног

Как позаботиться о своих ногах?

Psychologies
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
Первая после 16 лет молчания книга Сюзанны Кларк «Пиранези». Публикуем первые главы Первая после 16 лет молчания книга Сюзанны Кларк «Пиранези». Публикуем первые главы

Отрывок из фантастического романа Сюзанны Кларк «Пиранези»

СНОБ
Открыть в приложении