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

За кулисами пуска За кулисами пуска

Старт космической ракеты – зрелище без преувеличения грандиозное

Популярная механика
Сыграли в любовь! Актеры, которые после расставания продолжили сниматься вместе Сыграли в любовь! Актеры, которые после расставания продолжили сниматься вместе

Кому из знаменитостей удалось поддерживать отношения на съемках после разрыва

Cosmopolitan
Тайна форсажного пламени Тайна форсажного пламени

Что такое форсаж?

Популярная механика
Какие американские президенты были в хороших отношениях с Россией и чем это закончилось Какие американские президенты были в хороших отношениях с Россией и чем это закончилось

Мир и дружба до появления жвачки

Maxim
9 фактов о первом «Запорожце» 9 фактов о первом «Запорожце»

Внезапные факты о культовом советском автомобиле

Maxim
«Пережив смерть дочери, я понял, что такое семья» «Пережив смерть дочери, я понял, что такое семья»

История из жизни отца и писателя Бориса Мирзы

Psychologies
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
Джона Хилл: «Я буду делать то, что мне нравится» Джона Хилл: «Я буду делать то, что мне нравится»

Джонна Хилл — как принять себя и почему парням сложнее развить чувство стиля

GQ
Краткая история кнопки Turbo на древних компьютерах Краткая история кнопки Turbo на древних компьютерах

Даже в компьютерном деле плохо, когда слишком быстро!

Maxim
Функциональный спектрометр-шапочку впервые испытали на шестимесячных младенцах Функциональный спектрометр-шапочку впервые испытали на шестимесячных младенцах

Британские исследователи впервые испытали LUMO на шестимесячных младенцах

N+1
Право сломаться: почему тебе не должно быть стыдно за свою слабость Право сломаться: почему тебе не должно быть стыдно за свою слабость

Марта Кетро объясняет, почему депрессии не нужно стыдиться

Cosmopolitan
Считавшегося вымершим мадагаскарского хамелеона переоткрыли спустя сто лет Считавшегося вымершим мадагаскарского хамелеона переоткрыли спустя сто лет

Ученые нашли около двадцати особей считавшихся вымершими хамелеонов в саду

N+1
С миру по нитке С миру по нитке

Разочаровавшись в моде, Азиза Азим запустила собственную марку

Vogue
Белые рыцари Amazon: как зарабатывать миллионы на миллиардах Джеффа Безоса Белые рыцари Amazon: как зарабатывать миллионы на миллиардах Джеффа Безоса

Amazon преуспел в развитии предпринимательства больше, чем кто-либо другой

Forbes
«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
Палеонтологи разобрались в родственных связях древних и современных медоедов Палеонтологи разобрались в родственных связях древних и современных медоедов

Древний медоед был мельче современного и приходился ему сестринским видом

N+1
Клиенты-целовашки и волшебный пендель. Кому и как правильно задавать вопросы, чтобы стать лучше Клиенты-целовашки и волшебный пендель. Кому и как правильно задавать вопросы, чтобы стать лучше

Отрывок из книги «Энергия клиента. Как окупается человеческий подход в бизнесе»

Inc.
Правила жизни Эльдара Рязанова Правила жизни Эльдара Рязанова

Главные высказывания Эльдара Рязанова о жизни и кино

Esquire
5 глупых вещей, которые навсегда изменили наш мир 5 глупых вещей, которые навсегда изменили наш мир

Иногда какая-нибудь табуретка может сделать для истории больше, чем президент

Maxim
Медитации для любви: Ясс Джалю — о практике счастья в паре Медитации для любви: Ясс Джалю — о практике счастья в паре

Ясс Джалю рассказывает о том, как разобраться в отношениях с собой и с партнером

РБК
Танцы со звездами Танцы со звездами

Выставка «Сесил Битон и культ звезд», посвященная великому фотографу моды

Vogue
Ожидания и реальность: топ-7 фэйлов в стиле, которые случаются у девушек Ожидания и реальность: топ-7 фэйлов в стиле, которые случаются у девушек

Тренер по стилю Роман Медны объясняет, как не ошибиться, следуя советам по стилю

Cosmopolitan
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
Вопрос психологу: что такое синдром самозванца? Вопрос психологу: что такое синдром самозванца?

Синдром самозванца — это не медицинский диагноз, но он может испортить жизнь

Esquire
В чем стратегический просчет Путина и Сечина В чем стратегический просчет Путина и Сечина

История с добычей нефти на арктическом шельфе выбивается из мирового контекста

СНОБ
Как стать известным и заработать на этом: 7 главных правил будущей звезды Как стать известным и заработать на этом: 7 главных правил будущей звезды

Недостаточно просто хайпануть, надо еще правильно этим воспользоваться

Playboy
Город без нагромождений Город без нагромождений

Новое оборудование для сотовых сетей не портит городских пейзажей

РБК
В поисках множества балансов: история автомобилей XX века В поисках множества балансов: история автомобилей XX века

Начало XX века — прорыв в промышленном автомобилестроении

Популярная механика
Калязин. Фрески затопленного монастыря Калязин. Фрески затопленного монастыря

История единственной коллекции фресковой живописи Троице-Макарьева монастыря

Наука и жизнь
Физики объяснили появление параллельных бороздок на известняковых склонах Физики объяснили появление параллельных бороздок на известняковых склонах

Физики установили, как образуются желобковые карры

N+1
Открыть в приложении