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
В чем заключаются причины дислексии. Отрывок из книги Марианны Вулф В чем заключаются причины дислексии. Отрывок из книги Марианны Вулф

Отрывок из книги Марианны Вулф «Пруст и кальмар: Нейробиология чтения»

СНОБ
Тайна форсажного пламени Тайна форсажного пламени

Что такое форсаж?

Популярная механика
Марго Робби Марго Робби

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

Playboy
Нулевая ступень Нулевая ступень

Весной 2019 года в небо поднялся самолет с самыми большими крыльями в истории

Популярная механика
8 фактов о Мартине Скорсезе 8 фактов о Мартине Скорсезе

Факты, которые заменят тебе просмотр грандиозных фильмов Мартина Скорсезе

Maxim
Почему у Hyundai Creta есть будущее, а у Bentley Bentaiga нет? Почему у Hyundai Creta есть будущее, а у Bentley Bentaiga нет?

Неужели Hyundai Creta лучше Bentley Bentaiga?

4x4 Club
Хилари Дафф, актриса Хилари Дафф, актриса

История актрисы Хилари Дафф — это повесть о взлетах и падениях

Худеем правильно
Gartner назвала 10 способов быстро сократить расходы на ИТ в кризис Gartner назвала 10 способов быстро сократить расходы на ИТ в кризис

Как управлять затратами на ИТ в кризис

Inc.
Блок питания Блок питания

Арина Кузьмина получила диплом health-коуча и заглянула в наши тарелки

Tatler
Правила жизни Джорджа Герберта Буша Правила жизни Джорджа Герберта Буша

Правила жизни 41-ого президента США Джорджа Герберта Буша

Esquire
Все течет, ничто не остается на месте Все течет, ничто не остается на месте

Как найти свое место в этой жизни? Как узнать, куда плыть?

Psychologies
Путь нутрициолога или как питание может изменить жизнь Путь нутрициолога или как питание может изменить жизнь

Расспрашиваем Нату Гончар о нюансах профессии нутрициолога и правильном питании

Cosmopolitan
«У меня мало друзей, потому что много денег» «У меня мало друзей, потому что много денег»

Мы все с детства усвоили, что дружбу за деньги не купишь

Psychologies
5 жутких морских катастроф, о которых вы могли не знать 5 жутких морских катастроф, о которых вы могли не знать

Самые страшные кораблекрушения

Популярная механика
Вас предали? Начните снова доверять себе Вас предали? Начните снова доверять себе

Будучи обманутыми близкими, многие отгораживаются от всех и особенно от себя

Psychologies
6 историй о возникновении популярных знаков и символов 6 историй о возникновении популярных знаков и символов

Почему эти знаки значат то, что значат?

Maxim
У протеста — женское лицо. Портреты белорусских женщин — в фотопроекте Юлии Шабловской и эссе писателя Евгения Бабушкина о тайной женской силе У протеста — женское лицо. Портреты белорусских женщин — в фотопроекте Юлии Шабловской и эссе писателя Евгения Бабушкина о тайной женской силе

Эссе о тайной женской силы Белоруссии и фотографии протестующих женщин

Esquire
Как Coca-Cola, Netflix и другие гиганты занимаются благотворительностью: главные тренды КСО в мире и России Как Coca-Cola, Netflix и другие гиганты занимаются благотворительностью: главные тренды КСО в мире и России

Самые популярные форматы взаимодействия бизнеса и НКО на Западе и в России

Forbes

Немецкий сериал "Варвары" — кровавый и пассионарный эпос о германском восстании

Esquire
Сайонара, Walmart: как крупнейший мировой ретейлер разочаровался в Японии Сайонара, Walmart: как крупнейший мировой ретейлер разочаровался в Японии

Какое будущее ожидает Walmart в стране самураев после почти 20 лет неудач?

Forbes
Ювелир Илья Клюев — о рынке бриллиантов в России Ювелир Илья Клюев — о рынке бриллиантов в России

О борьбе за бриллианты отечественного производства

РБК
Завезенных в Австралию ос назвали угрозой безопасности авиаперелетов Завезенных в Австралию ос назвали угрозой безопасности авиаперелетов

Гнезда насекомых могут привести к катастрофе

N+1
Светит, но не верит Светит, но не верит

Кино как религия и аддикции в новом фильме Гаспара Ноэ

Weekend
У Гугла за пазухой: во что вкладывают деньги корпорации и какое будущее они нам готовят У Гугла за пазухой: во что вкладывают деньги корпорации и какое будущее они нам готовят

Когда в мире восстанут машины, получится, что мы сами это оплатили

Maxim
«Если ты играл с императором рояля, разве трудно сыграть с императрицей Японии?» «Если ты играл с императором рояля, разве трудно сыграть с императрицей Японии?»

Юрий Башмет – о первом концерте со Святославом Рихтером

GQ
Как типажи Кибби помогают выработать свой стиль – разбираемся на примере звезд Как типажи Кибби помогают выработать свой стиль – разбираемся на примере звезд

Разбираем типажи по системе Кибби на примерах самых известных актрис

Cosmopolitan
Как сделать девушке приятно, не залезая к ней в постель, да еще и заработать Как сделать девушке приятно, не залезая к ней в постель, да еще и заработать

Умеешь починить розетку и прибить к холодильнику полку?

Maxim
Сидячий образ жизни: 6 советов для здоровья ног Сидячий образ жизни: 6 советов для здоровья ног

Как позаботиться о своих ногах?

Psychologies
Рассеянный склероз: причины, симптомы и лечение Рассеянный склероз: причины, симптомы и лечение

Разбираемся, что такое рассеянный склероз и можно ли его вылечить

РБК
Открыть в приложении