Многие думают, что современный бензиновый двигатель, который обычно устанавливается в автомобили, появился где-то в начале 20 века, примерно в то же время, когда и был создан первый автомобиль. Но на самом деле ДВС, имеющий наибольшее сходство с современным бензиновым двигателем появился раньше, хотя он использовал в качестве топлива светильный газ, а не бензин. Сейчас я проведу вам небольшой исторический экскурс, и вы узнаете, как выглядел двигатель, наиболее похожий по конструкции на современные.
В 1860 году французский инженер Этьен Ленуар создает свой двигатель внутреннего сгорания, работающий на светильном газе. Этот газ получался из любого топлива, для этого горючее закладывалось в специальный сосуд, из него откачивали воздух и сильно нагревали.
Двигатель Ленуара принес много новшеств, но его создатель, продав около 300 таких установок, разбогател и перестал совершенствовать свое изобретение.
Узнав о двигателе Ленуара осенью 1860 года немецкий инженер Николаус Отто построил копию двигателя Ленуара и в 1861 году попытался запатентовать ее. У него ничего не вышло.
Через 2 года Отто создает свой новый двигатель. Работал он почти также, как двигатель Ленуара (о нем вы подробно можете прочитать на моем канале), но цилиндр в нем стоял вертикально, а не горизонтально, как у Ленуара.
Такой двигатель решал сразу две проблемы двигателя Ленуара – высокий расход топлива и нестабильность работы. Пойдем по порядку.
Принцип работы обоих двигателей одинаков – в цилиндр закачивают некоторое количество топлива и поджигают. Топливо взрывается и толкает поршень. Эта сила потом используется, например, для движения.
Но нужно было как-то вернуть поршень в исходное положение. В двигателе Ленуара для этого используют также силу топлива, но поджигают его с другой стороны поршня и взрыв толкает его обратно.
Отто поставил цилиндр вертикально и толкать поршень теперь помогала сила тяжести. Это позволило сохранить мощность и уменьшить расход топлива почти в 2 раза.
Вторая проблема двигателя Ленуара – нестабильность. На высоких оборотах (для того времени высокими считались 100 об/мин) свеча зажигания работала нестабильно и иногда не давала искру.
Отто отказался от свечи зажигания (в то время электротехника не была сильно развита) и поставил в свой двигатель обычную газовую горелку. Она работала стабильно и пропусков зажигания уже не было.
Все это позволило поднять КПД до 15% (у двигателя Ленуара было 3-5%). Преимуществ у нового двигателя было больше, и он вытеснил двигатель Ленуара.
В 1864 году Отто берет патент на свою модель двигателя и заключает договор с инженером Лангеном. Вместе они создают фирму «Отто и Компания», которая стала первым производителем двигателей в мире.
В отличие от Ленуара богатство не затмило разум Отто и через 12 лет он создал улучшенную версию своего двигателя. Принцип работы и конструкция сильно отличались.
Внешне он выглядел как двигатель Ленуара, но работал совершенно по-другому. У предыдущего двигателя Отто было 2 такта – впуск+воспламенение и выпуск.
Новый двигатель работал так – сначала топливо закачивалось в цилиндр, потом поршень сжимал топливо. Затем топливо поджигалось, происходил взрыв, который толкал поршень. После этого все возвращалось на свои места.
Давление внутри цилиндра при взрыве составляло до 4 атмосфер. Совокупность всех этих достижений позволило достичь невероятно высокого КПД (по некоторым данным до 22%). Двигатель Отто превосходил паровые машины по всем параметрам. К тому же он был в 5 раз экономичнее своего конкурента – Ленуара.
Таких двигателей было создано около 5 000. Цикл Отто, состоящий из 4-х тактов используется в ДВС и по сей день. Двигатель под капотом любой легковушки работает именно по циклу Отто.
Однако Николауса Отто знают в основном студенты механических факультетов различных вузов и колледжей, а обычный человек скорее знает имена Готлиба Даймлера и Рудольфа Дизеля. Как же так получилось, что именно они считаются изобретателями современных двигателей, хотя первый четырехтактный двигатель придумал Отто и у него должны были быть все возможности для создания двигателя на жидком топливе?
Ответ кроется в том, что Отто на самом деле не был первым, кто придумал четырехтактные двигатели. Но об этом – в следующей статье.
