Дизельный праздник в январе
Когда отмечаем?
В канун Нового года в памяти всплывают знаменательные даты, в том числе и автомобильные. Вот, например, январь. Как тут не вспомнить двигатель Рудольфа Дизеля!
Правда, январь здесь соревнуется с февралем. Ведь именно 28 февраля 1892 года Рудольф Дизель подал заявку на изобретение принципиально нового теплового двигателя. А через год (тоже в феврале!) получил на него патент.
Многие считают, что двигатель Дизеля родился 28 февраля 1892 года. Мол, заявка зарегистрирована, дело сделано. Но давайте не путать зачатие ребенка с его появлением на свет. Смотрите: через пять лет, 28 января 1897 года, Рудольф Дизель успешно испытал свой двигатель и получил образец, годный для производства. Все же есть разница между заявкой на изобретение и реально работающим мотором, не так ли?
Поэтому отдадим приоритет январю. Но если очень хочется, поделим пальму первенства между январем и февралем. Главное, что двигатель Дизеля родился в эти зимние месяцы.
Говоря о детище Рудольфа Дизеля, нельзя обойти самого изобретателя – человека с непростой судьбой. Я написал о нем небольшое эссе, которое будет уместным в сегодняшней статье. Изложение несколько вольное, но жанр эссе это допускает.
Эссе о Дизеле
Рудольф Дизель… Жизнь его полна противоречий, а память о нем однобока.
Любой скажет, что Дизель – немец. А он, родившись в Париже, и не думал об этом. Напомнили, когда ему было 12 лет. Франко-Прусская война. Во Франции всплеск дикого шовинизма. Семья бежит в Англию. Потом – учеба в Германии.
Считал ли себя немцем сам Дизель? Будучи в Америке, он заявляет: «Я – человек отовсюду. Мои предки – славяне. Я хотел бы быть гражданином мира».
Дизеля называют великим инженером. Это не так. Он гениальный изобретатель, великолепный ученый. И – плохой конструктор. Пока он работает с Аутсбургским заводом, с компаниями Круппа, Нобеля, Зульцера, все идет отлично. А собственный опыт создания моторов приводит лишь к неудачам.
Дизель мечтает сделать свой двигатель всеядным – его отговаривают. Ему бы развивать успех с жидкими топливами, а он витает в облаках, все еще пытаясь сжигать в цилиндрах угольную пыль. И отказывается признать, что тонко размолотый уголь дороже бензина, а, слежавшись, пыль уже не может воспламеняться… Мечта не сбывается.
Его не миновали большие деньги, он жаждет еще больше, но оказывается никудышным бизнесменом. Разрывается между работой над моторами и финансовыми авантюрами. Служение двум богам… Финансовый крах. Еще один удар судьбы…
Дизель – пацифист. Он заявляет, что хочет строить моторы для мирных целей и… берется разрабатывать огнеметы для армии Вильгельма II. Увлекшись, предлагает свои двигатели военному министерству. Опять борьба противоречий…
А вокруг сталкиваются слава, зависть и ненависть к его детищу. Он – доктор Дизель, желанный гость всех научных обществ. Эдисон заявляет, что двигатели Дизеля – веха в истории. В сообщениях о гибели «Титаника» особо подчеркивается, что корабль был оснащен не дизель-моторами. А кто-то пытается оспорить его права на изобретение. И хмурятся угольные короли, поставляющее топливо для паровых машин. Им не нужен двигатель Дизеля.
Конец известен. Поездка в Англию. Ночью Дизель исчезает из каюты. Рыбаки вылавливают труп. Снова предают его волнам, взяв кое-какие вещи. Уже потом, осмотрев их, сын Дизеля скажет: это было тело отца.
Убийство или самоубийство? Злой умысел или депрессия? Этого мы уже не узнаем. Гении устают раньше других. Поводов бывает предостаточно. А может, высшие силы дают им знак: ты свое дело сделал. И тогда они уходят. Таких примеров в истории – множество.
Как правильно называть этот двигатель?
В народе прижился термин «дизельный двигатель». Мой покойный учитель к.т.н. Виктор Резников возражал против такого сочетания. Возьмем роторно-поршневой двигатель, говорил он. Его изобрел Феликс Генрих Ванкель. Но мы же не называем его детище «ванкелевый двигатель»! Только двигатель Ванкеля. То же и с Дизелем.
Я согласен с учителем. Поэтому стараюсь не говорить «дизельный двигатель». Только двигатель Дизеля, просто дизель или по-старинному дизель-мотор. Пусть я буду ретроградом. А остальные пусть говорят и пишут как хотят. Язык – дело тонкое. Коль терминология вошла в широкое употребление, ничего не поделаешь.
С воспламенением от сжатия
Но есть вещи, с которыми мириться нельзя. Блогерство заполонило интернет, и особенно – блогерство автомобильное. И все пишут о дизелях.
Хрестоматийная фраза «двигатель с воспламенением от сжатия» сбивает блогеров с толку. Они понимают ее буквально! Вот свежая цитата из популярного нынче Дзена: «в процессе сжатия топливно-воздушной смеси происходит самовоспламенение».
Ребята-блогеры! В цилиндрах дизеля сжимается не топливно-воздушная смесь, а чистый воздух. При сжатии он нагревается до высокой температуры. И только при положении поршня вблизи верхней мертвой точки (ВМТ) впрыскивается топливо – и воспламеняется благодаря той самой температуре. Хотя бы в Новом году не пишите о «сжатии топливно-воздушной смеси» в дизеле.
Немного технических подробностей
В первой половине ХХ века ДВС с воспламенением от сжатия начал триумфальное шествие по планете. Грузовой автомобиль с двигателем Дизеля был выпущен в Германии в 1924 году. А первым серийным легковым автомобилем с дизелем стал Mercedes-Benz 260 D, построенный в 1936 году.
А чего стоит эволюция топливных систем! Разве расскажешь обо всем в одной статье! Топливные насосы высокого давления (ТНВД) – старейшая, если хотите, классическая дизельная система. Более современные решения – насос-форсунки и Common Rail.
Насос-форсунки – узел, совмещающий насос, магнитный клапан для управления впрыском и распылитель для каждого отдельного цилиндра. Такая система позволяет достигать давления впрыска до 2000 бар.
Система Common Rail имеет общий аккумулятор – трубопровод, часто называемый рампой или топливной рейкой. Из трубопровода топливо впрыскивается форсунками в цилиндры. Благодаря радиально-поршневым насосам давление в рампе может достигать 1600 бар и более. Новейшие системы развивают давление до 2500 бар.
Дизель для грузовых автомобилей внес свою лепту в переводе автотранспорта на газовое топливо. Его безжалостно конвертируют для работы на метане. Ставят искровое зажигание, форсунки для подачи газа, другой блок управления – и вперед! Сегодня такой способ выгоднее, чем строить чисто газовые двигатели. Естественно, здесь дизель перестает быть дизелем.
Но есть и другой способ – работа двигателя по газодизельному циклу. В цилиндры этих моторов подается не воздух, а газовоздушная смесь. В конце такта сжатия, как в обычном дизеле, происходит впрыск жидкого топлива, которое воспламеняется и поджигает эту смесь. Дизельного топлива здесь требуется немного – ровно столько, чтобы сыграть роль запала, «жидкой свечи». В этом случае дизель не теряет лицо, оставаясь дизелем.
Немного о дизельном топливе
Уточним – речь о дизельном топливе для автомобилей. Давайте не будем называть его тяжелым топливом. Ибо дизельное топливо для современных автомобилей и тяжелое топливо – «две большие разницы». Разный состав, разная вязкость, плотность и много еще чего разного.
Чтобы понимать это, не нужно быть химиком или нефтяником. Как сказала мой консультант д.т.н. Тамара Митусова, к тяжелому дизельному топливу относятся нефтяные жидкие остаточные продукты, а также продукты коксования, сланцевые смолы и т. д.
Есть такая английская аббревиатара – HFO (heavy fuel oil). Это и есть оно, тяжелое топливо. Да, его применяют в дизелях – но каких? Громадных судовых. А это немножко другие дизели. Итак, каждому свое. Судну – тяжелое топливо, автомобилю – топливо дизельное автомобильное.
А соляркой его можно называть? Опять мимо. Ибо слово «солярка» происходит от солярового масла – тоже топлива, но древнего. Предназначенного для тихоходных стационарных дизелей и (опять же!) для судовых двигателей. Ну и для тракторов, которые остались лишь в советских кинофильмах 1930-х годов. Впрочем, как уже говорилось, если слово прижилось, ничего с ним не поделаешь.
Зимой выпадают снега и… парафины
Хорошо, если на АЗС завезли зимнее дизельное топливо, а если летнее? Тогда запустить дизель на морозе бывает трудно, иногда невозможно. В топливе выпадают кристаллы парафинов, оно мутнеет, а потом и вообще застывает.
Когда-то водители боролись с этой напастью, разбавляя топливо керосином. Приемлемые пусковые возможности обеспечивались, но за это приходилось платить ускоренным износом двигателя.
Поэтому более грамотное решение – это применение депрессорных присадок для топлива. Они не позволяют выпадающим частицам слипаться в крупные конгломераты. Упрощенно говоря, мы получаем те же парафины, но с меньшими размерами частиц, которые свободно проходят через топливный фильтр. Однако в холодное топливо присадки вводить нельзя. Делать это надо либо заранее, либо в теплом помещении, где топливо имеет температуру не ниже +10°С.
Таким образом, мы бегло коснулись истории и быта дизеля – как раз ко дню его рождения в январе. Что-то вроде тостов за праздничным столом.
И напоследок пожелаем всем завестись на Новый год. И дизелю, и вам в хорошей компании. С Праздником и до встречи в 2024 году!
Юрий Буцкий
В эссе о Рудольфе Дизеле использованы факты из работ Ярослава Голованова и Юрия Долматовского