Александр Ивич – Приключения изобретений (страница 14)

Оказалось, что тот самый профессор Бо де Роша, который в своей брошюре, посвящённой двигателям внутреннего сгорания, рекомендовал сжимать рабочую смесь, советовал применять и четырёхтактную работу двигателя, которую через пятнадцать лет изобрёл Отто.

Наследники французского учёного опротестовали выдачу патента Отто. Но ведь Бо де Роша двигателя не построил, даже и не пытался строить, только взял патент на предложенный им способ работы двигателя? Да, но по патентным правилам прежде описанный принцип работы уже не считается новым.

Наследники Бо де Роша не могли извлечь никакой выгоды из того, что Отто не получил патента. Ведь машины Бо де Роша не существовало, строить было нечего. Очевидно, наследникам заплатили владельцы машиностроительных мастерских за то, чтобы они возбудили процесс против Отто. А владельцы мастерских на этом могли заработать: раз патента ни у кого нет, то двигатель может строить всякий, ничего не платя изобретателю. И добились своего: Отто лишили патента.

Построенный им завод был завален заказами – можно бы не тужить. Но лишение патента было для изобретателя таким моральным ударом, что он до конца жизни от него не оправился. Отто забросил творческую работу и занимался только тем, что доказывал самостоятельность своего изобретения.

Автомобиль!

Наконец-то небольшие мастерские получили удобный для них двигатель. Это ведь и было главной целью изобретателей.

Но нередко значение важных изобретений оказывается шире, чем предполагали их создатели. Так случилось и с двигателем внутреннего сгорания.

Лёгкий двигатель был очень нужен не только мастерским – к концу XIX века они даже перестали в нём нуждаться. В технику вступила мощная сила – электрический ток. Одна за другой строились электростанции, от которых получали энергию не только заводы, но и мастерские. Собственные источники энергии стали им не нужны.

В эту пору бурного развития промышленности очень быстро росли города. Вам теперь даже трудно себе представить, как неудобны были тогда городские пути сообщения. На большое расстояние можно было поехать и отправить товары поездом или пароходом. А от вокзала, пристани или внутри города? Тут действовал ещё тот же двигатель, что и тысячу лет назад, – лошадь. Лошади, запряжённые в телеги, везли грузы. Лошади, запряжённые в конку или в извозчичью пролётку, перевозили людей. Ещё не существовало слов «трамвай», «грузовик», «автобус», «автомобиль», а миллионы людей, все заводы, фабрики уже чувствовали острую необходимость в новых видах транспорта – не такого громоздкого, как поезда, – для небольших расстояний.

За чем же дело стало? Почему нельзя было взять двигатель внутреннего сгорания да и поставить его на повозку – пусть вращает колёса. Хорошо бы, да как быть с топливом? Откуда взять газ, который сгорает в цилиндре двигателя? Ведь мастерские и заводы, которые пользовались двигателем внутреннего сгорания, получали его с газовых заводов. Газом в то время ещё пользовались и для освещения, так что в каждом сколько-нибудь крупном городе был газовый завод и от него проложены трубы к домам и заводам, фабрикам и мастерским.

Работал на заводе Отто, выпускавшем двигатели внутреннего сгорания, очень образованный и талантливый инженер Готлиб Даймлер. Он и задумался, как бы освободить двигатель внутреннего сгорания от привязи к газовому заводу, чтобы можно было использовать двигатель на транспорте.

Вот ведь какие приключения переживают изобретения: двигатель внутреннего сгорания дал возможность освободиться от громоздкого котла паровой машины, а теперь двигателю понадобился… котёл.

Это, конечно, не совсем точно – нужен был не громоздкий котел, а бак для легко испаряющегося топлива, которое могло бы в газообразном состоянии поступать вместе с воздухом в цилиндр двигателя. И нужно было изобрести прибор, который подавал бы это горючее в цилиндр. Кроме того, необходимо было сделать двигатель ещё компактнее, меньше по размерам и внести в него кое-какие изменения.

Даймлер предложил Отто начать опыты по созданию двигателя для транспорта, двигателя с собственным газовым заводом. Но у того уже остыл изобретательский пыл – завод был завален заказами, а Отто тратил все силы на тяжбы, в которых стремился доказать самостоятельность своего изобретения.

Ушёл тогда Даймлер с завода и, найдя компаньона, оборудовал с ним собственную мастерскую.

Меньше трёх лет понадобилось Даймлеру для того, чтобы создать первый автомобильный двигатель. На это понадобилось немного времени, потому что предыдущее развитие техники уже всё подготовило для успеха дела. Было известно, какое годится горючее, – легко испаряющийся бензин. Прибор для приготовления из бензина и воздуха горючей смеси – теперь такой прибор называется карбюратором – Даймлер сконструировал без большого труда. Его карбюратор был на первых порах очень прост – бак с бензином, сквозь который засасывался в двигатель воздух. Проходя через бак, воздух насыщался парами бензина.

В 1885 году Даймлер поставил свой двигатель на извозчичью пролётку и поехал. Мало было важных изобретений, сделанных так просто и безболезненно.

Но вот что интересно – трудно было найти человека, который не понимал бы, как нужен механический транспорт, а между тем Даймлер никого не смог заинтересовать своим изобретением. Беда была в том, что он не сумел, как говорили купцы, показать товар лицом. У него была небольшая, не очень хорошо оборудованная мастерская, и первые его автомобили выглядели неважно. Колёса оставались деревянными, мотор с осью соединялся ремнём.

Только через пять лет удалось Даймлеру наладить производство автомобилей. Но за те же годы автомобильный двигатель изобрели и в Англии, и в Германии, и в Америке. Вы уже знаете, что так обычно и бывает, когда потребность назрела, а состояние техники позволяет эту потребность удовлетворить.

Первым успеха добился американец Форд, который ничего существенно нового не изобрёл, но проявил большой организаторский талант и развил бешеную энергию. Он сумел завоевать покупателей и построил первый крупный автомобильный завод.

За несколько десятилетий, которые прошли с тех пор, автомобильный двигатель, конечно, очень усовершенствовался, продолжает улучшаться и теперь. Мощь его возросла в сотни раз – ведь автомобильный двигатель стал и самолётным! Конструкторы создали множество типов двигателей внутреннего сгорания, и теперь они, конечно, уже не похожи на те, что создал когда-то Даймлер, хотя принцип их работы остался прежним.

Главным изменением было то, что двигатели стали строить не с одним цилиндром, а с несколькими – четырьмя, шестью, восемью.

Зачем это нужно было? Вы помните, что при четырёхтактной работе двигателя из четырёх ходов поршня рабочий ход один. Для того чтобы маховик и коленчатый вал, которые превращают возвратно-поступательное движение поршня во вращательное, крутились быстрее, придумали вот что: строят двигатель из нескольких цилиндров, отрегулировав их так, чтобы рабочий ход поршня в одном цилиндре начинался, как только кончится рабочий ход в другом цилиндре. При четырёх цилиндрах маховик и с ним коленчатый вал получают толчки от двигателя в четыре раза чаще, чем в двигателе одноцилиндровом. Вращение становится быстрее, мощь двигателя возрастает.

Помните, такого же рода изобретение сделал в своё время Ползунов, построивший двухцилиндровую паровую машину.

Поражение и победа Рудольфа Дизеля

Над двигателями внутреннего сгорания немало ещё пришлось поработать изобретателям.

Даймлер стремился создать двигатель меньше, компактнее построенного Отто и достиг своей цели. А другие изобретатели стали думать над мощными двигателями внутреннего сгорания, которые расходовали бы мало топлива по сравнению с энергией, которую они дают. Иначе говоря, они работали над двигателями пусть и большими по размеру, но зато с очень высоким коэффициентом полезного действия.

Ведь это и губило паровую машину, а потом двигатель Ленуара – низкий коэффициент полезного действия.

Что это значит – коэффициент полезного действия? Представьте себе, что построены две паровые машины одинаковой мощности. Но одной нужна в сутки тонна угля, а другой – две тонны. Ясно, что первая машина гораздо экономнее, или, как принято говорить, у неё выше коэффициент полезного действия (сокращённо его называют КПД). Выражают КПД обычно в процентах. У первых паровых машин КПД был всего три-четыре процента, и даже в наше время у самых мощных паровых машин он не выше двадцати процентов. Это значит, что из каждой тонны топлива только двести килограммов расходуется с пользой.

У двигателей внутреннего сгорания Ленуара на полезную работу расходовалось шесть-семь процентов теплоты, которую давало топливо, остальное тепло уходило в воздух. А у двигателя Отто КПД был уже втрое выше – около восемнадцати процентов. Вот как получилось – небольшой размер, пригодность для мастерских и для транспорта оказались не единственными достоинствами двигателя внутреннего сгорания. Он был и выгоднее паровой машины, требовал гораздо меньших затрат на топливо.

Вы помните, что там, где нужно было много энергии, паровую машину стали вытеснять с конца прошлого века турбины – их коэффициент полезного действия был выше. Но в те же годы, когда изобреталась паровая турбина, в последнее десятилетие XIX века, был создан и новый двигатель внутреннего сгорания, с коэффициентом полезного действия очень высоким по сравнению и с турбинами, и с двигателями Отто.