Диагностика и ремонт двигателей автомобиля (2)

Первые эксперименты с ДВС начались более трехсот лет назад, когда голландский физик Кристиан Хагенс, разработал теорию двигателя с порохом в качестве топлива. Но это изобретение до материального воплощения так и не дошло. Первым создателем ДВС стал Нисефор Ньепс. Он происходил из старинного аристократического рода и собирался изучать юриспруденцию, но в 1789 началась Великая французская революция, и он вместе со старшим братом стал офицером революционной армии. Отдав борьбе за гражданские свободы несколько лет, братья ушли в отставку и, поселившись в своем поместье, посвятили себя изобретательству. Французская промышленность того времени остро нуждалась в новых технических идеях. Поэтому братья живо откликались на различные конкурсы изобретений, которое объявляло правительство. Они даже выращивали марену (используется для производства красителя типа индиго), но премию не получили. Вскоре братья изобрели машину для подъема воды, которую планировалось использовать в Версале, но Наполеон, правивший в то время, отдал заказ не им, а крупному промышленнику. Не принесли дивидендов и изобретенные братьями методы получения крахмала и волокон из произрастающих во Франции растений. Тем не менее изобретатели не сдались и в 1806 году представили в Национальный институт (так называлась тогда французская Академия наук) идею новой машины, сравнимой по производительности с паровой, но потребляющей меньше топлива». Назвали ее «пирэолофор», что в переводе с греческого означает «влекомая огненным ветром». Работало это устройство не на бензине или газе, а на угольной пыли. Интересно то, что и первый двигатель, разработанный  Рудольфом Дизелем также использовал в качестве топлива угольную пыль.

Пирэолофор вызвал значительный интерес. Двум комиссарам французской революции, одним из которых был  Лазар Карно, было дано задание разобраться в сути изобретения и возможности его применения в промышленности. Хотя у двигателя был ряд очень серьезных недостатков, неустранимых на тот момент в силу отсутствия технологий, Карно оценил его идею весьма положительно, построенный братьями двигатель в 1806 году установили на лодку, весом 450 кг, которая при его помощи ходила вверх по реке со скоростью вдвое превышающей скорость течения. Изобретатели хотели заручиться поддержкой Наполеона, даже приготовились продемонстрировать судно с небольшим водоизмещением, снабженное двухцилиндровым двигателем. Но наступил уже 1811 год, Наполеон, готовившийся к большой войне,  так и не приехал в Лион на испытания, а после ему и вовсе стало не до технических новинок.

Братья Ньепс продолжали попытки создания экономичного и работоспособного двигателя, но увы. Нисифор, сразу оценил труды химика Лавуазье о создании взрывоопасных смесей на основе нефтяных масел и воздуха, но не смог довести идею до практической реализации из-за окончания действия патента на пирэолофор (двигатель) во Франции. Старший, Клод, уехав в одиночку в Англию, надеялся продать патент, продолжил там работу… над вечным двигателем, не потребляющим силы.

Но дело братьев не пропало даром. Мы уже упоминали в нашей статье Лазара Карно. Его сын, который служил при Главном штабе,  Сади Карно, в 1824 году издает теоретический труд, который сделал его имя бессмертным. «Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу» — так называется его легендарная работа, в которой он изложил основные принципы термодинамики — теории, которая стала основанием для создания двигателей внутреннего сгорания. Кстати, вполне возможно, что именно машина Ньепсов  натолкнула Карно на размышления о двигателях, использующих принцип внутреннего сгорания. Также было предложено дальнейшее усовершенствование ДВС, которое начиналось сжатием воздуха в цилиндре. Однако понадобится еще четверть века, прежде чем англичанин Уильям Томсон (лорд Кельвин) и немецкий физик Рудольф Клаузиус, опираясь на идеи, сформулированные Карно, сделают термодинамику настоящей наукой. О Ньепсах забудут, а следующий двигатель внутреннего сгорания появится только в 1858 году. Его создал инженер из Бельгии Жан Жосеф Этьен Ленуар. Это был двухтактный карбюраторный двигатель, использующий искровое зажигание, топливом для которого послужил каменноугольный газ. Именно этот ДВС стал первым коммерчески успешным двигателем такого рода. Необходимо отметить, что первый двигатель проработал только несколько секунд из-за отсутствия систем смазки и охлаждения, но уже в последующих образцах эти системы  были успешно применены. В последующем Ленуар изменил конструкцию своего двигателя, применив в качестве топлива вместо газа керосин. Именно на нем прообраз современных машин на трех колесах преодолел исторические 50 миль. Несмотря на обилие недостатков этого ДВС (КПД только 5%, неэффективный расход топлива и смазки, очень сильный нагрев и т.д.), тем не менее, он стал первым, после долгих лет усилий, коммерчески успешным проектом по созданию для промышленных нужд работоспособного двигателя.