Дизель — русский двигатель?

Однажды, Рудольфа Дизеля попросили осмотреть один из его двигателей на огромном океанском лайнере. Изобретатель долго слушал работающий агрегат, а, потом указал место на корпусе, где нужно было высверлить отверстие. Стук в работе двигателя пропал, а на утро, на корабль был прислан счет на 10000 марок. Удивленные судовладельцы попросили Дизеля конкретизировать расходы, на что он им ответил следующей сметой:

1. Поставил мелом крестик — 1 марка

2. Знал, где его поставить — 9999 марок

Всего — 10000 марок.

Счет был немедленно оплачен.

Сто лет тому назад, в ноябре 1899 г., в одной из мастерских петербургского завода «Людвиг Нобель», принадлежавшего владельцам фирмы «Товарищество нефтяного производства братьев Нобель», затарахтел двигатель нового, ранее невиданного в России типа. В честь своего создателя, германского инженера Рудольфа Дизеля, эта машина получила название «дизель». Отечественные инженеры внесли в ее конструкцию ряд усовершенствований и наладили широкий выпуск. До начала первой мировой войны (1914 г.) Россия занимала лидирующие позиции в дизелестроении. За границей в этот период дизели даже получили название «русских двигателей».

К концу XIX в. существовало множество разновидностей поршневых двигателей, сгорание топлива в которых осуществлялось непосредственно в их цилиндрах. Воспламенение горючей смеси в них производилось при помощи электрической искры или за счет тепла, отдаваемого стенками камеры сгорания. Экономичность этих двигателей незначительно превышала экономичность паровых машин, их КПД составлял 10-15%. Его увеличение могло быть достигнуто созданием нового типа тепловой машины — с самовоспламенением топлива от сжатия. Оптимальная последовательность процессов, протекающих в такой машине, была описана еще в 1824 г. французским инженером Сади Карно. Он предлагал «...сперва сжать воздух насосом, затем пропустить его через вполне замкнутую топку, вводя туда маленькими порциями топливо при помощи приспособления, легко осуществимого; затем заставить воздух выполнять работу в цилиндре с поршнем или в любом другом расширяющемся сосуде и, наконец, выбросить его в атмосферу...». Эта схема, получившая наименование «цикла Карно», стала эталоном цикла теплового двигателя. В 1892 г. ее попытался на практике реализовать Рудольф Дизель.

По его замыслу, в цилиндре двигателя до достижения громадного давления в 200 атмосфер должен был сжиматься чистый воздух. После этого в нем распыливался угольный порошок, который медленно сгорал при постоянной высокой температуре. Образовавшиеся газы вначале расширялись, действуя на поршень, а затем выбрасывались в атмосферу.

Патент на двигатель, работавший по рассмотренному выше принципу, был получен Дизелем в 1892 г. В следующем году он издал работу «Теория и конструкция рационального двигателя, призванного заменить паровую машину и другие существующие в настоящее время двигатели» с описанием своей машины. Работа должна была привлечь к ней внимание потенциальных производителей и потребителей.

Опытный образец двигателя был построен в июле 1893 г. Идея использования в качестве топлива угольного порошка возникла у Дизеля в связи с тем, что Германия не имела значительных запасов нефти. Испытания показали, что он в качестве топлива непригоден, поэтому Дизель решил применить бензин. При попытке его подачи в цилиндр произошел взрыв, едва не погубивший изобретателя.

В июне 1894 г. был создан второй двигатель. В ходе его испытаний удалось добиться устойчивой работы на холостом ходу с частотой вращения 80 об/мин. Работы над третьим двигателем были закончены к началу 1895 г. Его цилиндр имел водяное охлаждение. Топливом служил керосин, распыливаемый сжатым воздухом. 16 июня 1897 г. новая машина была испытана под нагрузкой. Ее КПД оказался равным 28% и был почти вдвое выше, чем у двигателей других типов.

Первоначальные идеи Дизеля осуществлены не были, так как работать по циклу Карно его машина не могла. По существу, Дизель создал новый тип теплового двигателя, который ныне носит его имя. Постройка дизельных двигателей началась в 1897 г. Первый из них мощностью 56 кВт в этом же году был установлен на фабрике «Унион», расположенной в г. Кемтене (Бавария). Ведущим предприятием, выпускающим дизели, стал Аугсбургский завод, предшественник знаменитой фирмы «МAН».

В феврале 1898 г. Р. Дизель подписал договор с владельцами фирмы «Товарищество нефтяного производства братьев Нобель» о производстве своих двигателей в России. Первый отечественный дизель представлял собой модернизированный прототип мощностью 14,7 кВт, имевший один цилиндр диаметром 260 мм и частоту вращения 200 об/мин.

В качестве топлива вместо керосина в нем была применена сырая нефть. Этот вид топлива был выбран не случайно, так как Россия располагала богатыми нефтяными ресурсами, а основные месторождения нефти были связаны удобным водным путем через Каспийское море и р. Волгу с главными промышленными центрами страны. В ходе создания первого отечественного дизеля были переделаны его основные механизмы и применены новые, более качественные материалы.

В этом же году первый русский дизель испытывался совместно со своим прототипом, построенным в Германии. Проводивший испытания известный русский теплотехник профессор Г.Ф. Депп установил, что дизель завода «Людвиг Нобель» имел КПД 34%. Он расходовал топлива заметно меньше, чем модель Аугсбургского завода. Во время испытаний русский дизель развил мощность, заметно превышающую проектную. В 1900 г., подводя итог работ по созданию отечественного дизеля, в докладе, прочитанном в обществе технологов, Г.Ф. Депп заявил: «Мы обеспечили двигателю Дизеля великое будущее».

Пионер российского дизелестроения завод «Людвиг Нобель» приступил к серийному выпуску дизелей в 1900 г. В этом году их было изготовлено 7 штук, в следующем 1901 г. — 14, в 1902 г. — 20, в 1903 г. — 37 и в 1904 г. — 50. Всего, по рекламным данным завода, с 1899 по конец 1910 гг. было продано 450 машин общей мощностью 36.800 кВт. К началу 1911 г. заводом производились модели мощностью до 740 кВт трех основных типов: В — стационарного, Д — быстроходного, Ф — судового. «...Патентованные двигатели «Дизеля», работающие сырой нефтью. Самые совершенные и экономические двигатели. Расходуют на одну действительную силу в час нефти 0,45 фунта, воды для охлаждения около одного ведра...» — гласили рекламные проспекты предприятия. Первые дизели использовались в качестве привода электрогенераторов на предприятиях и электростанциях. Идею о возможности использования дизелей на судах впервые в 1898 г. высказал инженер К.П. Боклевский. Он же в 1903 г. предложил один из первых проектов дизельного судна и дальновидно утверждал, что «с таким двигателем каждое судно могло бы пойти из любого порта нашей страны во Владивосток, не заходя в иностранные гавани за топливом». Идея оказалась плодотворной. Подавляющее большинство судов мирового флота в настоящее время оборудовано именно дизелями.

Сегодня дизели пользуются во всем мире огромной популярность. Если раньше дизели ставились только на тихоходные автомобили, то теперь даже такие компании как BMW, Jaguar или Alfa Romeo без какого-либо смущения ставят на свои автомобили дизельные моторы. Мало того, недавно компания Alpina, которая специализируется на тюнинге BMW, создала автомобиль с 2,8-литровым дизельным мотором мощностью 245 л.с. и крутящим моментом 500 Нм! BMW 5-серии, а точнее уже Alpina D10, развивает максимальную скорость 254 км/час. И при этом средний расход топлива составляет около 9 литров солярки на 100 км пути. Единственное, что портит эту радужную картину, — стоимость этого автомобиля. Цена Alpina D10 составляет 62 тысячи долларов.