Федеральное агентство по образованию
ГОУ Российский государственный профессионально-педагогический университет
Инженерно-педагогический институт
Кафедра общей электротехники
Рудольф Дизель
Реферативная работа по дисциплине
"История науки и техники"
Студент группы ЗЭМ-208-С
В.И.Миронов
Руководитель работы
Г.В. Ермаков
Екатеринбург 2009
Содержание
Введение
1. Биография. Создание инженерного чуда
1.1 Вундеркинд
1.2 Инженер может все
1.3 Борьба угля и нефти
1.4 Он знал слишком много
1.5 Рудольф Дизель с семьей
Заключение
Библиографический список
Введение
В наше время слово "дизель" у большинства людей вызывает ассоциации лишь с двигателем внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия, работающим на жидком топливе. И немногие знают, что этот двигатель назван по имени немецкого изобретателя, инженера Рудольфа Дизеля (Diesel, 1858-1913 г.г.)
По моему мнению создание Дизельного мотора гениальным инженером дало колоссальный толчок к развитию индустриализации в период начала 19 века. Это человек убедил промышленников что нет нечего невозможного. Всё что человек может вообразить осуществимо необходимо только приложить усилия к воплощению идеи в реальность.
Изобретение... никогда не было лишь продуктом творческого воображения: оно представляет собой результат борьбы между отвлеченной мыслью и материальным миром... Изобретателем история техники считает не того, кто с той или иной степеью определенности высказывал раньше подобные же мысли и идеи, а того, кто осуществил свою идею, мелькнувшую, может быть, в уме множества других людей...
Рудольф Дизель: "Я иду впереди лучших умов человечества".
Дизельные двигатели широко распространены в мире. Редкая модель представлена на рынке без дизельной модификации. Создатель этого агрегата Рудольф Дизель шел к своему открытию тернистым путем, преодолевая трудности и недоверие окружающих.
1. Биография. Создание инженерного чуда
1.1 Вундеркинд
Предки Рудольфа Дизеля были переплетчиками и книготорговцами, а свою родословную семья ведет из тюрингского городка Пёснека (Германия). Однако родился Рудольф в Париже 18 марта 1858 г. В период франко-прусской войны семья Дизелей - немцев по национальности - под давлением нарастающих шовинистических настроений соседей вынуждена была эмигрировать в Англию. Оставшись без связей и средств к существованию, отец Рудольфа принял решение отправить сына, подававшего большие надежды, в Германию.
Двенадцатилетнему мальчику предстояло самостоятельно отправиться в далекое по тем меркам путешествие в Аугсбург, сначала на пароходе, а затем на поезде с несколькими пересадками. Мать убеждала его в необходимости этого шага: "Твое дело как можно скорее научиться чему-нибудь и помогать отцу. Ты видишь, в каком положении твоя семья. Ты умный мальчик, Рудольф, не плачь же и не спорь с отцом". Она надеялась, что в Германии ребенку поможет ее брат, профессор Х. Барникель.
И действительно, бездетная чета Барникель приняла Рудольфа очень тепло. Тихий, но очень способный мальчик быстро завоевал любовь и привязанность в своей новой семье. Он был прилежен, внимателен, любознателен и серьезен не по годам. Профессор Барникель предоставил в его распоряжение домашнюю библиотеку, и Рудольф начал с того, что заново переплел некоторые обветшавшие книги. Общение с широко образованным дядей, несомненно, шло на пользу: в 1873 г. он блестяще окончил реальное училище и был принят в Аугсбургскую политехническую школу с назначением государственной стипендии в 60 гульденов. Весной 1875 г. школу инспектировал директор Мюнхенской высшей технической школы профессор Бауерфейнд. Рудольф Дизель был представлен ему как выдающийся ученик выпускного класса. Точные и безукоризненные ответы юноши очаровали профессора, и он поинтересовался:
- Какая же область техники более всего интересует Вас?
- Машиностроение, - ответил Рудольф.
- Перед этой отраслью развертываются сейчас огромные перспективы. Слышали ли Вы о попытках создать вместо паровой машины двигатель внутреннего сгорания, способный заменить паровой?
- Инженер все может, - убежденно заявил молодой человек. Профессора изумила такая горячность:
- С Божьей помощью, следовало бы добавить, молодой человек.
Впрочем, решение у Бауерфейнда уже созрело: Дизель был принят в Мюнхенскую школу по результатам собеседования. Кроме того, ему назначили стипендию в 500 гульденов. Подрабатывая уроками и получив еще одну стипендию барона Крамер-Клетта, Рудольф на весь трехлетний период обучения обеспечил сравнительно сносное существование не только себе, но и родителям, которые перебрались в Германию. Интересы Дизеля не замыкались только на технике. Математика привлекала его столь же сильно, как музыка, поэзия и изобразительное искусство. Работоспособность молодого Рудольфа была феноменальной, а упорство в достижении цели, без которого нет и не может быть успеха, попросту ошеломляло знакомых. И задачу для себя он выбрал подходящую: разработать тепловой двигатель, который на порядок превосходил бы по эффективности паровую машину. Однако прежде следовало обеспечить себе прочное положение в этом мире, поэтому он принял предложение возглавить завод акционерного общества "Холодильник" в Париже, где проработал 12 лет. Параллельно он продолжил теоретические и экспериментальные исследования в области двигателей, работающих на тяжелом топливе.
1.2 Инженер все может
Вторая половина девятнадцатого века прошла под знаком паровой машины, устройства сколь гениального, столь и малоэффективного. Газовые двигатели Отто, нуждавшиеся в дорогом светильном газе, и появившиеся вскоре маломощные бензиновые моторы не могли конкурировать с паровой машиной, которая работала на относительно дешевом каменном угле. Последнее обстоятельство заставляло большинство изобретателей разрабатывать двигатели, приспособленные для использования преимущественно твердого топлива. Наиболее удовлетворительным решением оказалась паровая турбина, созданная практически одновременно и независимо друг от друга шведом французского происхождения Де Лавалем и англичанином Парсонсом. Постепенно улучшаясь, паровые турбины завоевали "место под солнцем" в энергетике и судовых силовых установках.
Не прекращались попытки использования нефти или продуктов ее перегонки - бензина и керосина - в двигателях внутреннего сгорания (ДВС). Важным шагом в этом направлении стали керосиновые двигатели, предложенные немцем Шпилем и англичанином Пристманом. Принципиально они мало отличались от двигателя Отто, однако впрыскивание топлива в них осуществлялось насосом. Обе конструкции предусматривали предварительный подогрев керосина с целью перевода его в газообразное состояние. В 1888 г. англичанин Харгревс построил прототип двигателя тяжелого топлива с форсункой, запальным шаром и охлаждением камеры сгорания водой.
Одновременно немец Капитэн предложил впрыскивать в камеру сгорания две струи жидкого топлива таким образом, чтобы при их столкновении горючее распылялось и только после этого поджигалось свечой. Наконец, в 1891 г. англичанин Стюарт построил так называемый "калоризаторный" двигатель тяжелого топлива. Он работал при малых степенях сжатия, а воспламенение топлива происходило при соприкосновении с предварительно разогретой от внешнего источника поверхностью. Калоризаторный мотор был вполне жизнеспособен и даже получил некоторое распространение, но его позиции навсегда подорвало появление первого двигателя Дизеля. Еще в 1890 г. Рудольф перебрался в Берлин, став членом правления Акционерного общества холодильных машин. Глава фирмы профессор Линде весьма заинтересовался идеей своего бывшего ученика и пообещал оказать необходимую поддержку на этапе реализации "в металле" двигателя с топливной эффективностью, на порядок превосходившей соответствующий показатель паровой машины.
За 10 лет Дизель разработал сотни чертежей и расчетов двигателя абсорбционного типа, работавшего на аммиаке.Фантазия молодого инженера не знала границ - от миниатюрных моторчиков для швейных машин до гигантских стационарных агрегатов, использующих солнечную энергию!
И все же Дизелю никак не удавалось создать, хотя бы на бумаге эффективный двигатель, чей КПД превзошел бы на 10-12% паровою машину.
Задавшись целью построить экономичный двигатель, Дизель тщательно изучил единственный, бессмертный трактат "Размышления о движущей силе огня и о машинах, способных развивать эту силу" французского офицера Никола Леонара Сади Карно (1796-1832). По мысли Карно, в максимально экономичном двигателе нагревать рабочее тело до температуры горения топлива необходимо лишь "изменением объема", т.е. быстрым сжатием. Когда же топливо вспыхнет, надо ухитриться поддерживать температуру постоянной. А это возможно только при одновременном сгорании топлива и расширении нагреваемого газа.
Дизель решил сжимать не горючее, а только воздух, и к концу сжатия впрыскивать в цилиндр жидкое топливо под высоким давлением. Эти соображения изложены Дизелем в работе "Теория и конструкция рационального теплового двигателя". В начале своих изысканий он попытался создать двигатель, работающий на угольной пыли, но безрезультатно. Лишь когда Дизель использовал в качестве горючего частично очищенную нефть, он добился заметных результатов. Была открыта дорога к использованию в качестве топлива тяжелых нефтяных фракций.
В описании к патенту от 28 февраля 1892 г., названному "Рабочий процесс и способ выполнения одноцилиндрового и многоцилиндрового двигателя", идея Рудольфа Дизеля излагалась следующим образом:
Рабочий процесс в двигателе внутреннего сгорания, отличающийся тем, что поршень в цилиндре настолько сильно сжимает воздух или смесь какого-нибудь другого индифферентного газа (пара) с воздухом, что возникающая при этом температура сжатия значительно превышает температуру воспламенения топлива; при этом сгорание постепенно вводимого после мертвой точки топлива совершается так, что в цилиндре двигателя не происходит существенного повышения давления и температуры.
При осуществлении рабочего процесса, описанного в п.1, к рабочему цилиндру присоединяется многоступенчатый компрессор с ресивером. Равным образом возможно соединение нескольких рабочих цилиндров между собой или же с цилиндрами для предварительного сжатия и последующего расширения. Через год после получения патента теоретическая часть работы Дизеля была изложена им в брошюре "Теория и конструкция рационального теплового двигателя, призванного заменить паровую машину и другие существующие в настоящее время двигатели". В таком двигателе, считал Дизель, повышение температуры расширяющейся газовой смеси должно производиться не только в результате сгорания топлива, но и до начала этого процесса - путем предварительного сжатия чистого воздуха в цилиндре.
Работать "рациональный двигатель", как и газовые двигатели Отто, должен был по четырехтактному циклу. Однако последние всасывали не чистый воздух, а рабочую смесь воздуха и газообразного горючего, что не позволяло из-за возможности преждевременного воспламенения смеси достигать высоких степеней сжатия. Чистый воздух, всасываемый по циклу Дизеля, можно было доводить до каких угодно технически осуществимых степеней сжатия. Если в двигателях Отто смесь зажигалась электрической искрой, то в двигателе Дизеля раскаленный воздух сам воспламенял поступающее горючее. Наконец, Дизель планировал осуществить постепенное сжигание топлива по мере его поступления без существенного повышения температуры в цилиндре на этапе рабочего хода, в то время как в двигателе Отто смесь сгорала быстро, почти взрывообразно. Таким образом, Дизель надеялся вплотную приблизиться к реализации термодинамического цикла Карно.
Никогда еще одни теоретические построения без практически осуществленного изобретения не вызывали такого огромного интереса среди специалистов во всем мире. Однако, как и следовало ожидать, большая часть критиков оценивала идею автора как практически неосуществимую. Впрочем, были примеры и иного рода. Профессор Шреттер, скептически относившийся прежде к работам Дизеля, после публикации брошюры написал ему: "Я прочел вашу работу с большим интересом: Так радикально и смело еще никто из всех тех, кто предрекал паровому двигателю его закат, не выступал, как Вы. А такой смелости будет принадлежать и победа".
Ободренный признанием своих учителей, Дизель принимает решение о постройке экспериментального образца двигателя на заводе в Аугсбурге. В июле 1893 г. он был готов к испытаниям. В отличие от идей, изложенных в патенте и брошюре, вместо мелкодисперсной угольной пыли в качестве топлива применялся керосин. Первоначально Дизель предполагал получить давление в цилиндре на уровне 250 атм, впоследствии этот параметр из соображений технической реализуемости пришлось уменьшить до 90 атм. На деле, начав с восемнадцати, после целого ряда доработок он сумел довести степень повышения давления только до тридцати четырех. По поводу введения водяного охлаждения Дизель позднее, поясняя работу и результаты испытаний первого опытного двигателя в своем докладе на съезде Союза германских инженеров, скажет следующее:
"Обращаю внимание на то, что эта машина работала без водяной рубашки и что, таким образом, была доказана возможность работать без водяного охлаждения, предусмотренная теоретически. По практическим соображениям при дальнейших выполнениях машины была применена водяная охлаждающая рубашка, которая глазным образом дает возможность получать при тех же размерах цилиндра большую работу. На основании большого опыта, приобретенного на испытаниях, для меня стало совершенно ясно, что точка зрения, будто водяная рубашка при двигателях внутреннего сгорания является главным препятствием для достижения более высокой отдачи,- неправильна."
При официальных испытаниях в феврале 1897 г., на заводе в Аугсбурге был создан первый практический дизельный двигатель проводившихся под руководством профессора М. Шретера, этот Агрегат высотой в три метра развивал 172 об/мин и при диаметре единственного цилиндра 250 мм, ходе поршня 400 мм "выдавал" от 17,8 до 19,8 л.с., расходуя 258 г нефти на 1 л.с. в час. При этом термический КПД составлял 26,2% - вдвое выше, чем у паровой машины. Таких показателей не имел еще ни один из существовавших до того времени двигателей.
Работа двигателя осуществлялась за четыре такта. За первый ход поршня в цилиндр всасывался воздух, за второй он сжимался приблизительно до 3,5-4 МПа, нагреваясь при этом примерно до 600°С. В конце второго хода поршня в среду сжатого (разогретого сжатием) воздуха через форсунку с воздушным распыливанием (сжатым воздухом под давлением 5-6 МПа) начинало вводиться жидкое топливо (при испытаниях использовался керосин). Попадая в среду разогретого воздуха, топливо самовоспламенялось и горело почти при постоянном давлении (но не при постоянной температуре, как ожидал Дизель, патентуя цикл) по мере подачи его в цилиндр, продолжавшейся примерно на 1/5-1/ части третьего хода поршня. На остальной части хода поршня происходило расширение продуктов сгорания. За четвертый ход поршня осуществлялся выпуск отработавших продуктов сгорания в атмосферу. Рабочий цикл созданного двигателя сильно отливался от запатентованного.
Затем перешли к впрыску горючего. Вопреки ожиданиям его сгорание происходило очень быстро, в связи с чем давление и температура в цилиндре резко росли. Двигатель едва не взорвался, в ходе одного из экспериментов разлетелся на части индикатор давления, сам Дизель чуть было не получил удар обломком по голове. По-видимому, до этого Рудольф не придавал особого значения эффекту самовоспламенения топлива. Опытный двигатель не имел системы охлаждения. Кроме того, из-за чрезмерного трения в отдельных узлах он оказался неработоспособен. В отчете по испытаниям появилась запись: "Считать, что осуществление рабочего процесса на этой несовершенной машине невозможно". На изготовление усовершенствованного образца ушло пять месяцев. Параллельно Дизель взял второй патент, в котором он фактически отказывался от осуществления изотермического сжигания топлива в пользу изобарического. 17 февраля 1894 г. второй опытный двигатель Дизеля проработал в течение одной минуты, сделав 88 оборотов. Наконец-то Дизель смог записать в своем дневнике: "Жизнеспособность моего дела, осуществимость моей идеи доказаны". Вторая серия опытов, продолжавшаяся до середины марта, вселила в окружающих такую же уверенность. К осени удалось получить диаграмму работы двигателя, полностью соответствовавшую теории.
Дизель предложил созвать техническую конференцию с участием представителей фирмы Круппа, которая пожелала подключиться к созданию нового двигателя. По итогам работы конференции второй опытный образец мотора, нуждавшийся в дальнейшей доводке, отправили в Австрию на один из крупповских заводов, а в Аугсбурге приступили к изготовлению усовершенствованного третьего экземпляра. "Первый не работает, второй работает несовершенно, третий будет хорош", - с непоколебимой уверенностью заявил Дизель.
Суета, поднявшаяся вокруг работ изобретателя, свидетельствовала о несомненном успехе. Дизеля принялись атаковать "предшественники", предъявлявшие свои претензии на авторство идеи двигателя тяжелого топлива. Многочисленные европейские фирмы проявили заинтересованность в изобретении. Первой патент приобрела германская фирма "Братья Карель", затем во Франции было создано акционерное общество "Дизель", приступившее к постройке собственного завода в Бар-де-Люке. А ведь по-настоящему работоспособного мотора еще не было! Только в начале 1895 г. закончилась постройка третьего опытного экземпляра, содержавшего уже все основные элементы будущего дизель-мотора. Он имел жидкостное охлаждение и воздушный насос для впрыска топлива. Первого мая двигатель проработал непрерывно 30 минут, а в конце июня были произведены первые опыты с работой под нагрузкой.
К созданию дизельмотора подключалось все больше людей. Обладая исключительной проницательностью, Дизель окружил себя превосходными сотрудниками. Уверенность изобретателя передавалась сомневающимся, его трудолюбие и упорство в достижении цели самым благоприятным образом влияло на темпы работ.
В декабре 1896 г. было закончено изготовление первого "большого" двигателя мощностью 20 л.с., который мог иметь промышленное применение. Дизель отправил письмо Круппу: "Наконец, мы имеем совершенно готовый экономичный двигатель, с которым мы одержим победу". Степень повышения давления в цилиндре достигала тридцати пяти, а температура воздуха в конце цикла сжатия 700:800 АС. В качестве топлива использовался керосин, впрыскивавшийся топливным насосом через форсунку. Впечатляли размеры цилиндра: его диаметр составлял 250 мм, а ход поршня - 400 мм. В то время как лучшие паровые машины имели к.п.д. не более 15 %, еще несовершенный дизельмотор продемонстрировал к.п.д. на уровне 34 %. Расход топлива не превышал 240 г/л.с.Зч на номинальном режиме и 280 г/л.с.Зч на режиме половинной мощности.
1.3 Борьба угля и нефти
В 1898 г. в Мюнхене открылась выставка паровых машин, ставшая кульминационным пунктом невероятного успеха Дизеля и его двигателя. Здесь была развернута целая экспозиция: тридцатисильный мотор Аугсбургского завода приводил в действие насос Бракемана, двадцатисильный двигатель завода "Отто-Дойц" работал на машину для получения жидкого воздуха, а тридцатипятисильный крупповский дизельмотор вращал вал насоса высокого давления, дававшего струю высотой 40 м. Успех на выставке был колоссальным. Лицензии на производство двигателей Дизеля разбирались немецкими и иностранными предприятиями нарасхват. В России за внедрение дизель-моторов в энергетику и судостроение взялся крупный промышленник Нобель. По его заданию главный инженер Нордстрем, используя технические решения лицензионного двигателя мощностью 20 л.с., приступил к проектированию собственного варианта мотора, который должен был работать на сырой нефти. Спустя год переконструированный двигатель поступил на испытания, закончившиеся успешно. Следует отметить, что этот результат оказался вовсе не лишним: дело в том, что, например, во Франции на первых порах из-за обилия "детских болезней" дизель-мотор серьезно подорвал свое реноме. Кроме того, потребная точность изготовления ряда деталей двигателей Дизеля значительно превышала уровень, достигнутый на большинстве машиностроительных заводов. Помимо технологических трудностей перед промышленностью встал вопрос о создании новых жаростойких материалов. Столкнувшись с проблемами, некоторые фирмы заявили о "непригодности" дизель-моторов для серийного производства. Недоброжелатели Дизеля подхватили эту мысль и принялись упрекать его во всех смертных грехах: от некомпетентности до воровства чужих идей. Временные неудачи, хотя и поколебали душевное здоровье изобретателя (он даже некоторое время был вынужден лечиться у психиатра), но не смогли изменить того факта, что именно такой двигатель был востребован мировой промышленностью. Если в 1902 -1904 гг. тонна нефти на мировом рынке стоила 6 руб. 10 коп., то в 1905 -1907 гг. цена увеличилась уже до 14 руб. 88 коп. Цифры наглядно демонстрируют, насколько вырос спрос на нефть; в немалой степени это произошло по причине все более широкого внедрения ДВС, в том числе дизель-моторов. Вместо обычного расхода 0,8...0,9 кг/л.с.Зч, характерного для судовых паровых машин, двигатели Дизеля потребляли вчетверо меньше топлива, что позволяло заметно увеличить дальность плавания. Помимо высокой экономичности важным козырем ДВС являлась простота топливоподачи. На броненосцах того времени, оснащенных паровыми машинами, в котельных отделениях непрерывно трудились десятки кочегаров, лопатами отправлявшие уголь в ненасытные топки. Применение жидкого топлива, которым питались дизель-моторы, практически полностью устраняло столь нерациональные трудозатраты. На рубеже веков электроэнергия все шире проникала во все стороны жизни общества. Электрическое освещение квартир, электрические двигатели на предприятиях, трамваи на улицах городов: Первое время генераторы электростанций работали совместно с быстроходными паровыми машинами, дававшими 400:600 об/мин. Такая частота вращения не обеспечивала эффективной работы динамо-машин. Кроме того, единичная мощность паровых машин являлась недостаточной для крупных электростанций. Потребность в специальном двигателе, быстроходном и экономичном, возникла после первых же успехов, сделанных электротехникой, и по мере их расширения только возрастала. Поэтому неудивительно, что выставленные на Всемирной выставке в Париже в 1900 г. двигатели Дизеля получили высшую награду - Гран При. Однако и конкуренты не стояли на месте. Появление паровых турбин чрезвычайно укрепило позиции угля в электроэнергетике, но прежде чем турбины окончательно завоевали здесь "место под солнцем", высокооборотные дизель-моторы пытались с ними конкурировать. Там, где единичная мощность агрегата не превышала нескольких сот лошадиных сил, они сумели закрепиться. В зоне более мощных машин двигателям Дизеля пришлось уступить. Следует отметить, что в начале века в Германии, из энергетических ресурсов располагавшей только запасами угля, против Дизеля и его идеи все более широкого использования жидкого топлива восстали как некоторые промышленники, так и широкая "инженерная общественность". При этом первые защищали свои коммерческие интересы, а вторые противились внедрению нового из-за косности мышления. Чтобы как-то обосновать свою позицию, немецкое инженерное сообщество сделало упор на различиях между содержанием патентов Дизеля и реальными конструкторскими решениями, которые были воплощены в дизель-моторах. И формально критики были правы: ведь ни угольная пыль в качестве топлива, ни изотермическое управляемое сжигание ее так и не были реализованы. Затем к травле Дизеля подключились изобретатели, полагавшие, что их идеи были украдены. С тем, чтобы пригасить волну недоброжелательства, Дизелю пришлось уплатить отступное - 20 тыс. марок трем немецким инженерам: Э. Капитену, Ю. Зонляйну и О. Келлеру. Но Общество германских инженеров не унималось. В 1904 г. на своем ежегодном съезде оно демонстративно присудило "турбинистам" Лавалю и Парсонсу высшую награду - медаль Грастгофа. Иностранцы чрезвычайно редко удостаивались этой награды, а немец Рудольф Дизель так и не стал ее обладателем. Редкостные по ожесточенности нападки не прекращались. В обиход был введен псевдотермин "двигатель Дизеля-и-компании", а в кулуарах съезда вполне серьезно обсуждали целесообразность применения термина "нефтяной двигатель" взамен "дизель-мотора".
1.4 Он слишком много знал
Столкнувшись со стеной недоброжелательства в Германии, Дизель постарался наладить нормальные взаимоотношения с заграничными промышленниками. И здесь ему повезло больше: во Франции, Швейцарии, Австрии, Бельгии, России и Америке он нашел куда более радушный прием, чем на исторической родине. Швейцарский завод братьев Зульцер разработал двухтактный дизель-мотор с клапанной продувкой. Уступая "четырехтактникам" в экономичности, двухтактный двигатель одинаковой массы почти вдвое превосходил их по мощности. Другим несомненным достоинством "двухтактника" была относительная простота реверса, который был абсолютно необходим для судовых силовых агрегатов. Затем швейцарцы первыми в мире приступили к созданию локомотива с двигателем Дизеля.
Огромные успехи в области внедрения дизель-моторов на кораблях и судах были достигнуты в России. В 1897 г. патент на постройку нового двигателя был приобретен механическим заводом "Л. Нобель" в Петербурге, ставший потом "Русским Дизелем", а в 1898 г. этот завод приступил к постройке дизелей. Уже в январе 1899 г. первый одноцилиндровый двигатель мощностью 20 л.с. при 200 об/мин работал на сырой нефти с расходом 220 г/л.c.·ч. Двигатели "Русского дизеля" были установлены на электростанциях города, насосной станции петербургского водопровода. С их помощью освещался Торговый дом Елисеевых на Невском проспекте.
Еще в 1898 выдающийся русский кораблестроитель К.П. Боклевский впервые выдвинул идею о целесообразности использования двигателей внутреннего сгорания на судах. Он считал: "Будущее принадлежит теплоходам". Именно в эти годы в русском языке появилось новое слово "теплоход".
Вслед за полуэкспериментальной установкой на нефтеналивной барже "Вандал" в 1904 г. на Волге появился танкер-теплоход "Сармат". На нем была применена так называемая "силовая установка по системе Дель-Пропосто": при движении вперед дизель-мотор работал непосредственно на винт, а для движения назад он переключался на электрический генератор, дававший ток электромотору с противоположным направлением вращения ротора. Вскоре после завершения первой навигации владельцы подвели итоги: теплоход оказался впятеро экономичнее парохода одинакового водоизмещения.
Дизельные моторы вскоре были востребованы только появлявшимся подводным флотом. Первой российской подлодкой, оснащенной дизель-мотором, стала "Минога", а вслед за ней - "Акула". Построенные для Амурской речной флотилии канонерские лодки также оснащались двигателями Дизеля. Появились мысли о целесообразности создания крейсеров и даже броненосцев с подобными силовыми установками.
Не меньшие перспективы сулило применение дизель-моторов в автомобилестроении. Рудольф Дизель лично занялся этой проблемой, и в 1908 г. первый экспериментальный мотор был готов. Установленный на грузовике, он прошел цикл испытаний, завершившихся неудачей. Стремление максимально уменьшить удельную массу двигателя в погоне за аналогичным показателем бензинового мотора (20 кг/л.с.) негативно сказалось на надежности. Фактически в этой области Дизель попытался опередить время, и неудивительно, что это ему не удалось. Вложив много сил и душевной энергии в работу над малогабаритным дизель-мотором, изобретатель был вынужден отступить.
Впрочем, несмотря на эту неудачу, технический талант Дизеля был наконец признан и правящими кругами Германии. В присутствии кайзера Вильгельма II изобретателю был вручен диплом о присвоении ему почетного звания доктора-инженера. Особенно заинтересованный в создании новых средств вооружения, монарх решил привлечь Дизеля к созданию новейшего секретного оружия - огнемета, идею которого высказал профессор Фидлер. Именно это задание, как считают биографы Дизеля, самым трагическим образом отразилось на его судьбе. Дело в том, что практически параллельно с работами над зажигательными смесями Рудольф продолжал совершенствовать конструкцию реверсивного судового четырехтактного дизель-мотора и добился положительного результата. Наибольший интерес новинка вызвала в Великобритании, традиционно считавшей себя "владычицей морей". В августе 1913 г. Дизель получил приглашение посетить туманный Альбион. Вероятно, немецкие контрразведчики сочли поездку изобретателя, занимавшегося важными военными исследованиями, в страну "вероятного противника" нежелательной. Однако отменить ее они были не в силах. Вечером 29 сентября 1913 г. лайнер "Дрезден" покинул гавань Антверпена, увозя на палубе Рудольфа Дизеля. В 11 часов вечера, поужинав в ресторане, изобретатель пожелал своим спутникам спокойной ночи и отправился в свою каюту. Утром она оказалась пустой. Поиски на судне ничего не дали. Пресса получила великолепный повод для всевозможных спекуляций вокруг происшествия. Выдвигались разные версии: убийство, самоубийство, минутное помешательство... Но истинная причина гибели великого изобретателя навсегда осталась тайной. Какие же подробности трагедии сообщают биографы Дизеля, из каких еще фактов исходили они, делая вывод о причинах его гибели?
Чтобы убедиться в справедливости их доводов, обратимся к событиям последнего года жизни изобретателя.
В 1912 г., когда, казалось бы, еще все было благополучно, Рудольф Дизель приезжает в Америку. Инженерная общественность мира привыкла видеть в нем крупного преуспевающего специалиста, находящегося в зените славы,- недаром нью-йоркские газеты оповестили своих читателей о приезде "доктора Дизеля - знаменитого дипломированного инженера из Мюнхена". В лекционных залах, где он выступал с докладами, в вестибюлях гостиниц и фойе театров - всюду его осаждали корреспонденты. Сам Эдисон - чародей американского изобретательства - тогда публично заявил, что двигатель Рудольфа Дизеля является вехой в истории человечества.
Корректный, сдержанный, одетый в строгий черный фрак, Дизель стоически переносил длинные и высокопарные представления его публике. И ни один из слушавших его выступление американских инженеров не мог даже заподозрить тогда, что блестящий докладчик, рассказывающий на прекрасном английском языке о перспективах своего двигателя, находился в отчаянном положении, близком к полному краху. Правда, отмечено было, что знаменитую свою лекцию в обширнейшем зале Сент-Луиса он посвятил будущему своего двигателя, но ни единым словом не обмолвился о тех трудностях, промахах, неудачах, нападках и недоверии, с которым входило в жизнь его изобретение.
И в то же время, предвидя или предчувствуя неотвратимость своего краха, сразу по возвращении в Мюнхен Дизель на занятые в долг деньги покупает акции электромобильной фирмы, которая вскоре обанкротилась. В результате ему пришлось рассчитать почти всю прислугу и заложить дом, чтобы реализовать свой последний план, в который не был посвящен никто.
Следующий год Дизель начал с разъездов: сначала он один побывал в Париже, Берлине, Амстердаме, а затем вместе с женой посетил Сицилию, Неаполь, Капри, Рим.
Такую странную фразу обронил он однажды, и жена тогда не обратила на нее внимания, а вспомнила и поняла ее лишь позднее, когда уже все произошло.
Затем Дизель едет в Баварские Альпы к Зульцеру, на заводе которого когда-то проходил инженерную практику. Старых друзей поразили перемены, происшедшие за последнее время с Рудольфом. Всегда сдержанный и осторожный, он как будто без следа утратил эти качества и с видимым удовольствием стремился а опасные горные путешествия, предавался рискованным мероприятиям.
К концу лета 1913 г. разразился финансовый кризис. Дизель стал полным банкротом. И вот в этот момент еще совсем недавно отказавшийся от хорошо оплачиваемых должностей в американских фирмах он вдруг дает согласие на предложение нового двигателестроительного завода в Англии занять у них должность всего лишь инженера-консультанта. Узнав об этом, Британский королевский автоклуб обратился к нему с просьбой сделать доклад на одном из заседаний клуба, на что Дизель также ответил согласием и начал готовиться к поездке в Англию.
В этот небольшой промежуток времени он совершает некоторые поступки, анализируя которые впоследствии, близкие Рудольфа Дизеля придут к выводу, что трагическое решение им уже было принято.
1.5 Рудольф дизель с семьей
Проводив жену погостить к матери, он остался к началу сентября один в своем мюнхенском доме.
Первое, что он сразу же при этом сделал,- отпустил до утра из дома оставшихся немногочисленных слуг и попросил старшего сына (тоже Рудольфа) срочно приехать к нему. По воспоминаниям сына, это была странная и печальная встреча. Отец показывал ему, что и где лежит в доме, в каких шкафах хранятся важные бумаги, давал соответствующие ключи и просил опробовать замки.
После отъезда сына он занялся просмотром деловых документов, а вернувшаяся на следующее утро прислуга обнаружила, что камин забит пеплом сожженных бумаг, сам же хозяин находился в мрачном, подавленном состоянии.
Через несколько дней Дизель уехал во Франкфурт к дочери, где его уже ждала жена. Побыв с ними несколько дней, он уехал один 26 сентября в Гент, откуда отправил письмо жене и несколько открыток друзьям. Письмо было странным, смятенным и свидетельствовало о сильном его расстройстве или болезни, но, к сожалению, Дизель ошибочно написал на конверте свой мюнхенский домашний адрес. Письмо женой было получено слишком поздно.
Вместе с двумя своими коллегами и друзьями вечером 29 сентября в Антверпене Дизель погрузился на паром "Дрезден", идущий через Ла-Манш в Харвич.
Осмотр каюты показал: койка, приготовленная стюардом для сна, даже не смята; багаж не раскрыт, хотя в замок чемодана ключ вставлен; карманные часы Дизеля были положены так, чтобы стрелки можно было видеть будучи лежа на койке; записная книжка лежала раскрытой на столе и дата 29 сентября в ней отмечена крестиком. Выяснилось сразу же, что во время утреннего обхода судна дежурный офицер обнаружил чью-то шляпу и свернутое пальто, засунутыми под рельсы. Оказалось, что они принадлежали Дизелю.
Только через десять дней команда маленького бельгийского лоцманского катера извлекла из волн Северного моря труп. Моряки сняли с распухших пальцев погибшего кольца, в карманах нашли кошелек, футляр для очков, карманную аптечку, труп же, следуя морскому обычаю, погребли в море. Прибывший в Бельгию по вызову сын Рудольфа Дизеля подтвердил, что все эти вещи принадлежали его отцу.
Родственники Дизеля были убеждены, что он покончил с собой. В пользу этой версии говорило не только странное и непонятное поведение Дизеля в последний год жизни, но также выяснившиеся позднее некоторые обстоятельства. Так, перед своим отъездом он подарил жене чемодан и просил не открывать его несколько дней. В чемодане оказалось 20 тысяч марок. Это было все, что осталось от громадного состояния Дизеля. Или еще: отправляясь в Англию, Дизель взял с собой не золотые часы, как обычно, а карманные стальные...
Но если это - самоубийство, то почему же, спрашивают некоторые биографы, Рудольф Дизель, всегда пунктуальный и щепетильный в любых формальностях, не оставил ни завещания, ни даже записки?. Почему еще накануне смерти он с интересом обсуждал некоторые вопросы, важные для его карьеры, и за несколько часов или даже, может быть, минут до исчезновения он с энтузиазмом говорил с товарищами о деталях своего предстоящего выступления в автоклубе? На эти вопросы, по-видимому, никто и никогда уже не сможет ответить.
Исчезновение Рудольфа Дизеля с парома "Дрезден", как и всякое таинственное и трагическое событие, породило в свое время немало версий причин его гибели:
- Существовало, например, предположение, что Дизеля убрал Германский генеральный штаб, опасавшийся накануне войны передачи англичанам сведений о двигателях, строящихся для немецких подводных лодок.
- Ходили слухи о причастности к этой трагедии Людвига Нобеля. Высказывалось также предположение, что Дизеля просто смыло за борт волной, когда он вышел ночью на палубу.
Заключение
На этом я и заканчиваю историю триумфа выдающегося инженера-изобретателя Рудольфа Дизеля и его тяжелой личной трагедии, трагедии мужественного, но, как оказалось, чрезвычайно ранимого человека. Воплощение им в своем двигателе накопленного ранее мирового опыта двигателестроения, реализация в нем многих еще не осуществленных идей, а в целом создание нового типа двигателя, ставшего вехой в энергетическом и транспортном машиностроении.
Тем не менее, теория Рудольфа Дизеля стала основой для создания современных двигателей с воспламенением от сжатия. В дальнейшем около 20-30 лет такие двигатели широко применялись в стационарных механизмах и силовых установках морских судов, однако существовавшие тогда системы впрыска топлива не позволяли применять дизели в высоко-оборотистых агрегатах. Небольшая скорость вращения, значительный вес воздушного компрессора, необходимого для работы системы впрыска топлива сделали невозможным применение первых дизелей на автотранспорте.
Дальнейшей работой над дизельным мотором занялся инженер Проспер Леранж, работник завода Benz&Cie. В 1909 году он получил патент на дизельный двигатель с предкамерой. Кроме того, он изобрел конусообразную предкамеру, форсунки с игольчатым клапаном и насос-форсунки. Первый грузовик, оснащенный дизельным двигателем, был выпущен в 1923 году на заводе в Мангейме. Это был 5-тонный Benz 5K3, в котором был установлен 4-цилиндровый дизельный двигатель с предкамерой объемом 8,8 л, он развивал мощность от 45 до 50 л. с. при 1000 об./мин. Практически одновременно с этим событием инженеры компании Daimler-Motoren-Gesellschaft создали атмосферный дизель аналогичной мощности, а также в компании MAN (Maschinenfabrik Augsburg-Nurnberg) был сконструирован дизель с прямым впрыском.
В 20-е годы XX века немецкий инженер Роберт Бош усовершенствовал встроенный топливный насос и сделал его многосекционным. Такие топливные насосы высокого давления до сих пор широко используются в автомобилестроении. Данный насос заменил воздушный компрессор, который применялся до этого, и сделал возможным увеличение частоты вращения дизельного двигателя. Востребованный в таком виде быстроходный дизель стал пользоваться все большей популярностью как силовой агрегат для вспомогательного и общественного транспорта, однако доводы в пользу двигателей с электрическим зажиганием (традиционный принцип работы, лёгкость и небольшая цена производства) позволяли им пользоваться большим спросом для установки на пассажирских и небольших грузовых автомобилях, В 50 - 60-е годы дизель устанавливается в больших количествах на грузовые автомобили и автофургоны, а в 70-е годы после резкого роста цен на топливо, на него обращают серьезное внимание мировые производители недорогих маленьких пассажирских автомобилей. В дальнейшие годы происходит рост популярности дизеля на легковых и грузовых автомобилях, не только из-за экономичности и долговечности дизеля, но также из-за меньшей токсичности выбросов в атмосферу. Все ведущие европейские производители автомобилей в настоящее время предлагают как минимум по одной модели с дизельным двигателем.
Новейшая история дизельного двигателя началась в 1997 г. Десять лет назад компания Bosch первой в мире выпустила на рынок систему Common Rail для легковых автомобилей. Первыми моделями, оснащенными этой технологией, стали Alfa Romeo 156 JTD и Mercedes-Benz 220 CDI.
"Мой двигатель все еще имеет большой успех...". Фраза Рудольфа Дизеля, произнесенная им в 1895 году, по-прежнему актуальна. Ну а самому Рудольфу Дизелю человечество воздало высокую и довольно редкую в истории техники честь, начав писать его имя с маленькой буквы.
Библиографический список
Большая энциклопедия Кирилла и Мефодия, 2002.
[http://www.dw-world.de/dw/article/0,2144,3198981,00.html 150 лет со дня рождения Рудольфа Дизеля]
[http://www.100velikih.ru/view86.html Таинственная смерть Рудольфа Дизеля — 100 великих загадок XX века]
[http://www.mk.ru/blogs/MK/2008/03/18/society/344158/ Рудольф Дизель — человек и мотор / Екатерина Краснослободцева]
[http://www.dizelist.ru/index.php?id=2 Рудольф Дизель — Биография и интересные факты из жизни]
http://www.dizelist.ru/index.php?id=22 Николай Александров
В статье использованы материалы специализированного журнала
"Строительная техника и Технологии", "Вспоминая имена. Рудольф Дизель" С.И. Корнюшенко, № 4(38)2005
и материалы ресурса http://www.infoflot.ru
" Энциклопедический словарь юного техника"
Радциг А. А., История теплотехники, М. — Л., 1936;
Гумилевский Л. И., Рудольф Дизель. [Биографический очерк], М. — Л., 1938.
|