Рудольф Дизель. Біографія. Винахід. смерть

 Рудольф Дизель. Біографія. Винахід. смерть

Леонід Круглов, фото з архіву автора і MAN Truck & Bus

Великий творець легендарного двигуна внутрішнього згоряння народився 18 березня 1858 в простої німецької сім’ї, що осіла у Франції. Його батько Теодор – потомствений палітурник – на той час завідував кожгалантерейной лавкою в Парижі. Коли в 1870 році почалася франко-прусська війна, місцевих німців почали утискати в країні, і сім’я Дизелів змушена була перебиратися в Лондон. Однак ремісника-емігрантові без потрібних зв’язків прогодувати багатодітну сім’ю виявилося вельми складно і вже через кілька місяців батько посилає 12-річного Рудольфа до дядька і тітки в Аугсбург.

Р. Дизель на початку самостійної роботи

Цьому баварському місту, знаменитому своїми машинобудівними заводами, судилося зіграти ключову роль у долі майбутнього механіка-винахідника. У школі його нагороджують бронзовою медаллю за успіхи в навчанні, і блискуче закінчуючи училище він надходить в Королівську вищу політехнічну школу Баварії в Мюнхені з призначенням державної стипендії. Вже тут Р. Дизель активно працював над збільшенням коефіцієнта корисної дії теплових машин. У 1878 році він спантеличувався в своєму щоденнику риторичним питанням: «Чи можна сконструювати такі теплові машини, які б виконували весь круговий процес, не будучи при цьому занадто складними в конструктивному плані?»

Здавши в 1880 році випускні іспити з кращими результатами за всю історію її існування, Рудольф Дизель отримав пропозицію від професора Карла фон Лінде для роботи інженером на підприємстві холодильного обладнання. Його фірма, згодом виросла до розмірів концерну Linde AG, крім впровадження нових холодоагентів працювала і над новітнім аміачним двигуном. Пройде ще 12 років, перш ніж Дизель подасть заявку на новий тип двигуна, який змінить світ.

сім'я Дизелів

Два нових теплових двигуна

В кінці XIX століття робота над двигунами видавалася дуже інноваційною діяльністю. У двигунах Отто світильний газ вже почали замінювати на вельми перспективні вуглеводні – бензини. Однак залишалися ще не мали застосування в двигунах гас, солярка, мазут і газойлі, використовувані лише як топковий паливо. Експерименти з ними показували, що вони цілком годяться в якості робочого тіла і цілком можуть замінити газ і бензин для приводу теплових машин, що використовують кривошипно-шатунную схему з крейцкопфний механізмом. Головне достоїнство гасу і солярки полягало в займанні робочої суміші від стиснення. Це спрощувало конструкцію двигуна, і в теорії давало більш високий ефект, ніж в двигунах з іскровим і примхливих моторах з калильним запалюванням.

Спосіб застосування нових непридатних видів палива займав не тільки Дизеля, тому і нових союзників в середовищі народжується промислової аристократії Німеччини шукати довго не довелося. Одним з протеже, який вірить в щасливу зірку Дизеля і виявляв максимум терпіння в ході його експериментів, став Генріх фон Буц – власник аугсбургского машинобудівного заводу MAN.

Перший начерк двигуна, виконаний рукою його творця

27 лютого 1892 року Дизель подав заявку на отримання патенту на «новий раціональний тепловий двигун», через день її зареєстрували. Паралельно фон Буц вмовляє фірму Krupp і Sulzer Brothers Ltd Р. на фінансову участь в проведенні експериментів Дизеля по створенню нового двигуна. Річний оклад в 30 тис. Марок і інвестиції в 600 тис. Марок дозволили вже через рік створити працездатний експериментальний двигун «А». До цього часу в імператорському патентному бюро в Берліні 34-річному винахіднику за номером 67207 був виданий патент під назвою «Метод і апарат для перетворення високої температури в роботу». Другий патент з модифікованим циклом Карно був зареєстрований 29 листопада 1893 року. А в лютому 1894 року було розпочато випробування другого дослідного двигуна «В», який вперше в історії стійко працював на холостому ходу.

Патент № 67207

впровадження дизеля

Доля двигунів склалася по-різному. Один з них (А) був незабаром розібраний, а другий (В) в вересні 1896 року продемонстрований в Технічному університеті Мюнхена. Зараз цей раритет можна побачити в музеї компанії MAN в Аугсбурзі.

Двигун Дизеля був 4-тактним. Винахідник встановив, що ККД двигуна внутрішнього згоряння підвищується від збільшення ступеня стиснення горючої суміші. Але сильно стискати горючу суміш не можна, тому що тоді підвищуються тиск і температура, що призводить до паразитного детонації. І Рудольф Дизель вирішив стискати не горючі суміш, а чисте повітря. До кінця стиснення повітря в циліндр поступово під сильним тиском впорскується рідке паливо. Так як температура стисненого повітря досягала 600-650 ° С, паливо самозаймається, і гази, розширюючись, рухали поршень. Таким чином, Р. Дизелю вдалося значно підвищити ККД двигуна. До того ж тут не потрібна була система запалювання, а замість карбюратора був паливний насос.

Рудольф Дизель (в світлому циліндрі в центрі) з механіками на збірці першого двигуна

Перший функціонуючий двигун Рудольфа Дизеля було відкрито 17 лютого 1897 року. В наші дні його можна побачити в експозиції Німецького музею в Мюнхені. При вазі 4,5 т його потужність становила 20 л.с. при 172 об / хв, ККД досягав 26,2%. Це значно перевершувала існуючі двигуни Отто з ККД 20% і суднові парові турбіни з ККД 12%, що негайно викликало інтерес промисловців. Офіційною датою подання двигуна Р. Дизеля вважається 16 червня 1897 року, коли його показали в роботі на 38-му зборах Асоціації німецьких інженерів в місті Кассель. Двигун Дизеля відразу ж оцінили в багатьох країнах. Але у себе на батьківщині Р. Дизель не отримав належного визнання. Склалося так, що навіть доведенням його двигуна в 1898 році займався Антон фон Ріппель.

1 січня 1898 року Р. Дизель заснував свій власний завод з виробництва дизельних двигунів, а восени 1900 року в Лондоні для цих цілей зареєстрував компанію. Тим часом дітище Р. Дизеля завойовувало світ. Вже в 1903 році був побудований перший теплохід з дизелем.

Роботі Р. Дизеля приділяли увагу навіть художники

Пар або дизель?

Чесько-канадський вчений Вацлав Смил, наприклад, вважає, що якби міжнародна торгівля залишалася прив’язана до парових двигунів і не перейшла на дизель, то вона росла б набагато повільніше.

Британсько-американський економіст Брайан Артур так не вважає. Він називає перехід на двигуни внутрішнього згоряння протягом останнього століття проявом «попадання в колію»: вже зроблені інвестиції і побудована інфраструктура змушують людство діяти в певному коридорі, а якщо б з самого початку був обраний інший шлях, то і на ньому знайшлися б ефективні рішення .

На думку Брайана Артура, ще в 1914 році у парових автомобільних двигунів перспективи були не гірше, ніж у двигунів внутрішнього згоряння – але зростаючий вплив нафтової промисловості призвело до того, що в розвиток ДВС стали вкладати набагато більше грошей.

Якби інвестицій було порівну, то, передбачає доктор Артур, ми б зараз цілком могли їздити на машинах з паровими двигунами якогось чергового покоління.

Правовласник ілюстрації Getty Images Image caption Експертіменти Дизеля з арахісовим маслом передбачили сучасний розвиток виробництва біопалива

А якби світова економіка прислухалася до Рудольфу Дизелю, то, може бути, зараз двигуни працювали б на арахісі.

Ім’я Дизеля зараз асоціюється з паливом з нафтопродуктів, але взагалі-то він пристосовував свій двигун для роботи з різними видами палива, від вугільного пилу до рослинного масла. У 1900 році на Всесвітній виставці в Парижі він продемонстрував модель, що працює на арахісове олії.

А за рік до смерті, в 1912 році, Рудольф Дизель передбачав, що рослинна олія стане таким же важливим видом палива, як і нафтопродукти.

Власникам арахісових плантацій це пророцтво напевно сподобалося, а власникам нафтових родовищ – не дуже.

Звідси – друга конспірологічна версія смерті Дизеля. Інша газета по її приводу написала: «Убитий агентами нафтових трестів».

Слава і негаразди

Після тріумфальної ходи дизельного двигуна до Рудольфу Дизелю прийшов комерційний успіх у вигляді безлічі ліцензійних угод. Тепер він міг дозволити собі спосіб життя представника великої буржуазії Мюнхена. Р. Дизель зустрічався з багатьма видатними людьми свого часу – вченими, письменниками, винахідниками, політичними діячами. Але Дизель дізнався і зворотний бік приголомшливого успіху. Його фінансове благополуччя похитнулося через спекулятивні оборудки із земельними ділянками, а також неправильно оцінений ліцензійними договорами, і недруги, хто вдає його друзями, довели колись успішного комерсанта до повного краху. На довершення до всього іншого нескінченні патентні позови підірвали здоров’я винахідника.

У вересні 1913 Рудольф Дизель робить останню спробу налагодити справи і привернути увагу до своєї роботи – він видає книгу Die Entstehung des Dieselmotors, в якій детально і доступно описує принцип роботи, переваги і області застосування свого двигуна. Однак не дочекавшись реакції на неї, 29 вересня 1913 року його на борту поштового пароплава «Дрезден» вирушає з Антверпена в Харвіч і далі в Лондон на відкриття нового заводу від однієї з компаній, яка виробляла двигуни його конструкції. Він, здавалося, був у гарному настрої, однак після того, як увечері Р. Дизель пішов до своєї каюти, його більше ніхто не бачив.

Р. Дизель, К. Буц і професор М. Шретер після доповіді в Касселі, 1898 р

Через кілька тижнів німецькі рибалки пред’явили для впізнання два кільця, зняті з тіла добре одягненого чоловіка, знайденого в море. Син Рудольфа Дизеля упізнав кільця, що належать його батькові. За морським звичаєм тіло загиблого в морі, було морю ж і повернуто.

У музеї компанії MAN в Аугсбурзі зберігається ще одна штучка, яка супроводжувала Р. Дизеля в тому роковому подорожі – невелика витончена коробочка для ліків. Є щось символічне в тому, що зберігається вона поруч з бронзовою медаллю гімназиста Рудольфа Дизеля, що стала його першим кроком в історію.

Малюнок Р. Дизеля до обкладинці його книги

Точні обставини смерті Р. Дизеля так і не були з’ясовані. Висувалися версії про самогубство або навіть вбивство винахідника. Якщо в самогубство знаходився в депресії винахідника можна повірити важко (згадаємо, за словами очевидців, він був у доброму гуморі), то його вбивство німецькою розвідкою викликає ще більші сумніви. Справді, навіщо? Дизельні двигуни працювали практично тільки в стаціонарних умовах або, в крайньому випадку, на судах, і тут німцям можна було не побоюватися конкуренції. До того ж ліцензії на їх виробництво були закуплені десятками країн, і конструкція двигуна перестала бути секретом. Так чого ж можна було домогтися, прибравши Р. Дизеля?

Ходили чутки, що Р. Дизель благополучно перетнув Атлантичний океан і осів в одній з американських автомобільних компаній, де до кінця своїх днів продовжував працювати під чужим ім’ям. Версія, прямо скажемо, спірна, але не позбавлена ​​підстав. По-перше, у американців не ладналися справи з двигунами на важкому нафтовому паливі, а їх популярність стрімко росла. По-друге, незабаром після вересневих подій 1913 року в Залі слави світового автомобілебудування в Мічигані з’явився портрет першого європейця – Рудольфа Дизеля.

Двигун Р. Дизеля, що зберігся до наших днів в Технічному музеї Мюнхена

Як двигун Рудольфа Дизеля змінив світ

О 10 годині вечора 29 вересня 1913 Рудольф Дизель відправився в свою каюту на пароплаві «Дрезден», що йшов з бельгійського Антверпена через Ла-Манш до Лондона. Його піжама була розкладена на ліжку, але він так в неї і не переодягнувся. Винахідник двигуна, названого його ім’ям, розмірковував про свої великі борги і відсотки по ним, які він уже не міг виплачувати. У його щоденнику цей день – 29 вересня – був позначений зловісним хрестом: «X».

Перед тим, як відправитися на пароплав, 55-річний Дизель зібрав всю готівку і склав їх в сумку разом з документами, з яких було ясно, наскільки відчайдушним виявилося його фінансове становище. Він віддав сумку нічого не підозрювала дружині і велів відчинити їх не раніше, ніж через тиждень. Дизель вийшов на палубу. Зняв плащ і капелюх. Акуратно склав їх на палубі. Подивився на воду. І стрибнув за борт.

Або не стрибнув? Любителі конспірології вважають, що йому «допомогли».

Але хто міг бути зацікавлений у смерті бідного винахідника? Є дві версії.

Для того щоб зрозуміти контекст, повернемося на тридцять років назад, в 1872 рік. Парові двигуни вже широко застосовуються в промисловості, по залізницях бігають все більш численні паровози, але в містах весь транспорт – як і раніше на гужовий тязі.

Схема-малюнок двигуна внутрішнього згоряння, винайденого Рудольфом Дизелем в 1887 році
Схема-малюнок двигуна внутрішнього згоряння, винайденого Рудольфом Дизелем в 1887 році

Попит на заміну коня

Восени того року епізоотія кінського грипу паралізувала міста Сполучених Штатів. Ні на чому було підвозити товари в крамниці, ні на чому вивозити сміття. У півмільйонному місті в ті часи могло бути близько ста тисяч коней. Кожна з них щодня зрошувала вулиці 15 кілограмами гною і 4 літрами сечі. Міста гостро потребували недорогому, надійному та невеликому двигуні, який замінив би кінну тягу.

Одним з кандидатів на цю роль був паровий двигун: автомобілі на паровій тязі конструювалися один за іншим. Другим був двигун внутрішнього згоряння. Перші його моделі працювали на газі, на бензині, навіть на поросі. Але в сімдесятих роках XIX століття, коли Рудольф Дизель був студентом, обидва цих типу двигунів були жахливо неефективні – ККД становив всього лише близько 10%. Поворотним пунктом в житті молодого Дизеля стала лекція про термодинаміки в Королівському Баварському політехнічному інституті в Мюнхені, на якій він почув, що двигун внутрішнього згоряння, що перетворює всю енергію тепла в корисну роботу, теоретично можливий.

Один з перших вантажних автомобілів з дизельним двигуном
Один з перших вантажних автомобілів з дизельним двигуном

Дизель взявся за втілення теорії в життя. І зазнав невдачі. ККД його першого двигуна становив всього лише 25%. ККД кращих із сучасних дизелів – понад 50%. Але навіть 25% – це було в два з гаком рази краще, ніж у конкурентів. У бензинових двигунах внутрішнього згоряння в циліндрі стискається суміш повітря і парів бензину, яка потім підпалюється електричною іскрою. У двигуні Дизеля стискається тільки повітря, і це його температура підвищується настільки, що її досить для займання палива, що впорскується. При цьому в дизелі чим сильніше стиск, тим менше потрібно палива, тоді як в двигуні з запалюванням занадто сильне стиснення призводить до збою в роботі.

Перший вантажівка MAN SE, 1924 р
Перший вантажівка MAN SE, 1924 р

ненадійні мотори

Всі автомобілісти знають про головне властивості машин з дизельним мотором: вони зазвичай дорожче коштують, зате дешевше в експлуатації. На жаль для Рудольфа Дизеля, його перші моделі при всьому їхньому високому ККД відрізнялися ненадійністю. Незадоволені покупці завалили його вимогами про повернення грошей. Це і загнало винахідника в фінансову яму, з якої він не зміг вибратися. Але він продовжував працювати над своїм двигуном і поступово вдосконалював його. Виявилися інші переваги двигуна Дизеля. Він може працювати на більш важкому, ніж бензин, паливі – солярці, або, як зараз його частіше називають, дизпаливі. Воно дешевше бензину і до того ж менш інтенсивно випаровується, тому менш вибухонебезпечним. В силу цього дизелі стали особливо популярні у військових. Уже в 1904 році двигуни Рудольфа Дизеля були поставлені на французьких підводних човнах.

Поршневий двигун внутрішнього згоряння Рудольфа Дизеля
Поршневий двигун внутрішнього згоряння Рудольфа Дизеля

Машини з дизельним двигуном дорожче при покупці, але дешевше в експлуатації

Тут лежать корені першої конспірологічної версії смерті Рудольфа Дизеля. Європа, 1913 рік, велика війна все ближче і все неотвратимее – а тут німець, винахідник нового двигуна, переслідуваний фінансовими проблемами, відправляється до Британії. Одна газета так і написала в заголовку: «Винахідника скинули в море, щоб запобігти продажу патентів британському уряду». Комерційний потенціал винаходу Дизеля, однак, став розкриватися тільки після Першої світової. Перші дизельні вантажівки з’явилися в 1920-х роках, залізничні локомотиви – в 1930-х. До 1939 року вже чверть морських вантажів в світі перевозили суду з дизельними установками. Після Другої світової війни були створені ще більш потужні дизельні мотори, які дозволили будувати судна все більшої водотоннажності і все більш економно перевозити вантажі.

Сучасні дизельні мотори мають ККД 40-45%.  Є мотори з ККД вище 50
Сучасні дизельні мотори мають ККД 40-45%. Є мотори з ККД вище 50

Пар або дизель?

Чесько-канадський вчений Вацлав Смил, наприклад, вважає, що якби міжнародна торгівля залишалася прив’язана до парових двигунів і не перейшла на дизель, то вона росла б набагато повільніше. Британсько-американський економіст Брайан Артур так не вважає. Він називає перехід на двигуни внутрішнього згоряння протягом останнього століття проявом «попадання в колію»: вже зроблені інвестиції і побудована інфраструктура змушують людство діяти в певному коридорі, а якби з самого початку був обраний інший шлях, то і на ньому знайшлися б ефективні рішення .

На думку Брайана Артура, ще в 1914 році у парових автомобільних двигунів перспективи були не гірше, ніж у двигунів внутрішнього згоряння, але зростаючий вплив нафтової промисловості призвело до того, що в розвиток ДВС стали вкладати набагато більше грошей. Якби інвестицій було порівну, то, передбачає доктор Артур, ми б зараз цілком могли їздити на машинах з паровими двигунами якогось чергового покоління.

Судова дизельна установка
Судова дизельна установка

А якби світова економіка прислухалася до Рудольфу Дизелю, то, може бути, зараз двигуни працювали б на арахісі. Ім’я Дизеля зараз асоціюється з паливом з нафтопродуктів, але взагалі-то він пристосовував свій двигун для роботи з різними видами палива – від вугільного пилу до рослинного масла. У 1900 році на Всесвітній виставці в Парижі він продемонстрував модель, що працює на арахісове олії. А за рік до смерті, в 1912 році, Рудольф Дизель передбачав, що рослинна олія стане таким же важливим видом палива, як і нафтопродукти. Власникам арахісових плантацій це пророцтво напевно сподобалося, а власникам нафтових родовищ – не дуже. Звідси – друга конспірологічна версія смерті Дизеля. Інша газета по її приводу написала: «Убитий агентами нафтових трестів».

Були і літаки з дизельними моторами, але в авіації такий мотор не прижився.  На фото важкий радянський літак ПЕ-8 з дизельними двигунами
Були і літаки з дизельними моторами, але в авіації такий мотор не прижився. На фото важкий радянський літак ПЕ-8 з дизельними двигунами

Арахіс проти нафти

Останнім часом в світі відроджується інтерес до дизельного біопалива. Воно менше забруднює атмосферу, але є і проблема: воно займає сільськогосподарські угіддя, а це веде до підвищення цін на продовольство. За часів Рудольфа Дизеля це не виглядало великою проблемою: населення Землі тоді було набагато менше, а кліматичні зміни не сильно турбували людей. Тому Рудольф Дизель, навпаки, мріяв, що його двигун допоможе розвиватися бідним, аграрних країн. Наскільки інакше зараз виглядав би світ, якби найціннішими землями вважалися не ті, де качають нафту, а ті, де добре росте арахіс? Ми можемо тільки гадати. Точно так же, як ми можемо тільки гадати, що ж в точності сталося з Рудольфом Дизелем.

Рудольф Дизель розглядав арахіс як джерело палива для своїх моторів
Рудольф Дизель розглядав арахіс як джерело палива для своїх моторів

Його тіло було знайдено в морі рибалками через десять днів. На той час воно настільки розклалося, що рибалки не стали брати його на борт, але забрали особисті речі – гаманець, складаний ніж, футляр для окулярів. Коли рибалки добралися до берега, ці речі упізнав молодший син Дизеля. А тіло винахідника назавжди залишилося в морських глибинах.

Поділитися

Інша техніка

Leave a Reply

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься. Обов’язкові поля позначені *