Изобретения, получившие имя изобретателя: дизельный двигатель

Рудольф Кристиан Карл Дизель (нем. Rudolf Chrístian Karl Diesel) родился 18 марта 1858 года в Париже в семье немецких эмигрантов. Его отец Теодор Дизель по профессии был ремесленником-переплетчиком и имел собственную мастерскую кожаных изделий, в которой дети выполняли обязанности подмастерьев. Возвращаясь из школы, маленький Рудольф помогал отцу в мастерской и разносил заказы по всему городу. Он был умным, аккуратным, исполнительным и очень трудолюбивым ребенком. Но с раннего детства Рудольфа больше интересовал не семейный бизнес, а разные механизмы. Любимым местом пребывания и своего рода детским университетом для мальчика был парижский Музей искусств и ремесел, в котором он проводил все свободные часы, рассматривал и зарисовывал различные сложные механизмы, выставленные в качестве экспонатов.

С началом франко-прусской войны в 1870 году немцы стали подвергаться гонениям во Франции – немецкая армия нанесла французам ряд сокрушительных поражений, и они обрушили свою ненависть на мирных немцев, которые давно проживали на территории Франции и считались её полноправными гражданами. Семейное предприятие Дизелей было реквизировано, а родители с тремя детьми были вынуждены покинуть страну и переехать в Лондон. Многодетному семейству жилось непросто, отец Рудольфа с горем пополам перебивался случайными заработками, семья с трудом сводила концы с концами. Не имея возможности обеспечить собственными силами будущее своих детей, родителям пришлось пойти на непростой шаг – отправить старшего сына Рудольфа к брату отца, проживающему в германском городе Аугсбург, чтобы он смог получить образование. На тот момент будущему изобретателю было всего лишь 12 лет.

 Рудольф быстро освоился на новом месте, выучив немецкий язык, и благодаря своему спокойному характеру, усидчивости и любознательности завоевал любовь своего дяди, который преподавал математику в местном ремесленном училище. Несмотря на юный возраст племянника, дядя общался с Рудольфом на равных, только усиливая его желание заниматься в будущем механикой и техникой. Уже через год Рудольф написал письмо своим родителям, где заявил, что он определился со своим будущим – будущим инженера. Весной 1872 года 14-летний Рудольф принял первое самостоятельное решение в своей жизни: отправил письмо отцу, к тому времени уже перебравшемуся с семьёй во Францию, что намерен продолжать учёбу в Германии и собирается подать прошение на получение подданства. Отец ответил отказом, поскольку желал видеть сына рядом с собой. Но Рудольф посылал одно письмо за другим и подробно разъяснял родителям все выгоды перспектив стать гражданином крепкого государства, вступающего в стадию бурного промышленного подъёма. Пораженные наличием у сына глубокого понимания сложившейся мировой обстановки и такой необычной для ребёнка жизненной мудрости, родители дали своё согласие.

В 1873 году Рудольф получил начальное образование, с отличием окончив Аугсбургское Королевское земское училище, где преподавал его дядя, опередив по успеваемости абсолютно всех учеников, и был зачислен в Аугсбургскую Политехническую школу, где стал лучшим учеником механического отделения.

Весной 1875 года школу посетил директор Высшей технической школы в Мюнхене, которому Рудольфа представили как выдающегося ученика выпускного класса. Профессор Бауерфейнд сам проэкзаменовал юношу, был поражен глубиной его познаний и объявил, что готов не только зачислить его в Мюнхенскую школу, но и закрепить за способным юношей ежемесячную государственную стипендию в 500 гульденов.

Осенью 1875 года Дизель начал учёбу в Мюнхенской школе, где параллельно с учебой занимался исследованиями, пытаясь увеличить коэффициент полезного действия паровой машины. На одаренного юношу обратил внимание профессор Карл фон Линде – крупнейший авторитет в области холодильных агрегатов. Летом 1878 года он предложил Дизелю поработать в качестве практиканта на Винтертурском машиностроительном заводе братьев Зульцер в Швейцарии. Завод, считавшийся одним из лучших в Европе, поглотил все внимание молодого инженера. Перед возвращением в Мюнхен, где Дизелю предстояло сдать выпускные экзамены, он заболел тифом, и экзамены пришлось отложить на более позднее время. Несмотря ни на что, он сдал их блестяще.

Во время учебы в Мюнхене Рудольф забрал туда свою семью и взял на себя заботу о пожилых родителях.

В 1879 году профессор Линде предложил Дизелю работу в парижском филиале хладостроительной фирмы – заводе акционерного общества «Холодильник». Молодой инженер с большой радостью возвратился в город детства, который по-прежнему очень любил.

В 1879 г. его уже назначили директором завода. Помимо основной работы, для дополнительного заработка Дизель принял обязанности технического представителя фирмы К. Линде во Франции и Бельгийских колониях. Постоянные разъезды, посещение многочисленных выставок, знакомство с различными инженерами и механиками, получение технологического опыта – всё шло в копилку знаний молодого инженера. Вскоре Дизель уже в совершенстве владел многими европейскими языками – к  этому у него имелась предрасположенность, и языки давались ему с необычайной лёгкостью.

Жизнь у Дизеля складывалась очень благоприятно. Материально он был достаточно обеспечен, счастлив в личной жизни. Он женился на Марте Флаше, они прожили в браке 30 лет, став родителями троих детей: Рудольфа, Гедвиги и Евгения. Жена вносила в его новую жизнь успокоение.

Дизель начал работу по созданию нового двигателя, который придет на замену паровому. В то время паровые машины все еще были главными источниками силы в промышленности, но уже изрядно устаревшими – их КПД составлял около 10%, и никакие изобретения не могли существенно повысить эту величину. Необходимо было изменять принцип. При поддержке профессора Карла фон Линде Дизель начал свои эксперименты, создав сотни чертежей нового двигателя. В течение нескольких лет он конструировал свой первый двигатель, работающий на парах аммиака, но опыты с ним оказались неудачными. Затем вместо аммиака он попробовал сжимать в цилиндре обыкновенный воздух и обнаружил, что таким способом можно поднять температуру в цилиндре до очень высоких значений. И тут у него возникла идея: если ввести в раскалённый от сжатия воздух какой-нибудь газ, то он самовоспламенится и создаст нужное давление для совершения поршнем рабочего хода. Такая идея в то время была не нова, но воплощения в двигателях не получила.

В феврале 1890 г. по приглашению своего наставника К. Линде Дизель переехал в Берлин и занял высокооплачиваемый пост члена правления «Акционерного общества ходильных машин». Здесь он представил расчеты и теоретическое обоснование своей идеи двигателя.

28 февраля 1892 года Рудольф Дизель подал в Берлинское патентное бюро заявку на получение патента на «новый рациональный тепловой двигатель» и 23 февраля 1893 года получил патент № 67207 «Принцип работы и конструкция двигателей внутреннего сгорания» (Arbeitsverfahren und Ausführungsart für Verbrennungskraftmaschinen).

Заявленный в патенте агрегат, который в дальнейшем назвали дизелем, представлял собой четырехтактный двигатель с воспламенением горючего вещества от сжатия. Через год теоретическая часть была изложена в брошюре «Теория и конструкция рационального теплового двигателя, призванного заменить паровую машину и другие, существующие в настоящее время двигатели».

Предстояло самое главное – претворить изобретение в жизнь. Дизель обратился к нескольким заводам с предложением построить дизель-мотор. В 1893 г. он заключил договор с Аугсбургским заводом, на котором был построен первый опытный образец. Однако практика оказалась далека от теории. Первые попытки воплощения идеи не были безоблачными. Во время испытания первый образец после нескольких вспышек разлетелся на части. Эксперты нещадно критиковали Дизеля. Большинство из них оценивало его идею как практически неосуществимую. Но научные авторитеты были на стороне изобретателя.

Не потеряв бодрости духа и веры в себя, изобретатель начал работать над новой машиной. 30 ноября 1893 года он подает заявку на изобретение «Двигатель внутреннего сгорания с переменной продолжительностью подачи топлива в условиях изменяющегося избыточного давления» (патент № 82168 выдан 12 июля 1895 г.).

 17 февраля 1894 года начались испытания второго опытного образца двигателя, который проработал в течение одной минуты, сделав 88 оборотов. Наконец-то Дизель смог записать в своем дневнике: «Жизнеспособность моего дела, осуществимость моей идеи доказаны». Но по-настоящему работоспособного мотора еще не было. Дизель написал в дневнике: «Первый не работает, второй работает несовершенно, третий будет хорош». 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. 1-го мая двигатель проработал непрерывно 30 минут, а в конце июня были произведены первые опыты с работой под нагрузкой.

Его непоколебимая уверенность вселяла веру в других. После нескольких неудач к началу 1897 года первый практически применимый образец мощностью 20 л.с. был изготовлен, и 28 января того же года он был успешно испытан. В качестве топлива использовался керосин. В то время лучшие паровые машины имели КПД не более 15%, а еще несовершенный дизель-мотор – на уровне 34%.

В скором времени Дизель закрепил права на своё изобретение в патентных учреждениях всех основных промышленно развитых стран. В России им была получена Привилегия за № 261 от 9 августа 1897 года, которую в 1898 году выкупил русский швед Эммануил Людвигович Нобель – директор и совладелец завода АО «Людвиг Нобель» (в 1918 году переименован в «Русский Дизель»).

В 1898 году двигатель Дизеля показали на выставке паровых машин в Мюнхене. Он имел высоту 3 метра и по сравнению с размерами паровых машин казался миниатюрным. Все оценили новое изобретение. Лицензии на производство дизель-моторов были нарасхват. Самым большим успехом было подписание договора на использование патента с Винтертурским машиностроительным заводом в Швейцарии, где двадцать лет назад проходил практику Рудольф Дизель.

В 1900 году конструкция получила Гран-при на Всемирной выставке в Париже за высокий КПД и удобство эксплуатации по сравнению с паровой машиной.

 Началось триумфальное шествие дизелей по планете на судах, тракторах, грузовиках и тепловозах. В 1912 году был выпущен первый дизельный локомотив, в Первую мировую войну – подводная лодка. Первые дизельные моторы были слишком громоздки, поэтому понадобилось время, чтобы начать использовать их в автоиндустрии. Поставить такой двигатель на грузовик удалось лишь в 1923 году, а в 1936 году компания Mercedes-Benz выпустила первый легковой автомобиль на дизельном топливе – Mercedes-Benz 260 D. Дизельный автомобиль был шумным, сильно вибрировал, но по меркам того времени был поистине революционным.

Конструкция двигателя, запатентованного Дизелем, была «всеядной». В нем можно было сжигать хоть пальмовое масло, хоть сырую нефть. Первоначально Дизель экспериментировал с дешевыми растительными маслами и даже с угольной пылью. Но, в конце концов, оказалось, что лучшим топливом для нового двигателя является частично очищенная нефть.

Рудольф Дизель вошел в историю как изобретатель двигателя, который назвали его именем. Он испытал прижизненную славу, был владельцем собственного предприятия. К концу XIX века Дизель стал миллионером, но из-за неудачных вложений оказался в большом долгу. К концу лета 1913 года его компания обанкротилась, а срок действия патентов истекал. Будучи гениальным инженером, Дизель совсем не имел предпринимательской жилки.

В то время как двигатель Дизеля, который из-за своей мощности и экономичности был оценен во многих странах, где изобретателю устраивали торжественные приемы, предлагали сотрудничество, у себя на родине он не нашел признания. Германия при больших запасах угля не имела нефти, а немецкая промышленность была заинтересована в производстве паровых турбин. В окружении Дизеля было немало недоброжелателей. Конкуренты, выпускавшие паровые машины, пытались оклеветать его. Все это сильно сказалось на здоровье изобретателя.

Осенью 1913 года Дизель попытался наладить дела и привлечь внимание к своей работе. Он издал книгу «Создание дизельного двигателя» (Die Enstehung des Dieselmotors), в которой рассказал о преимуществах и принципах работы своего изобретения.

Не дожидаясь реакции общественности на свой труд, 29 сентября 1913 года на пароходе «Дрезден» он отправился в Лондон на открытие нового завода. Однако утром в каюте №18 его не оказалось. Рудольф Дизель погиб при загадочных обстоятельствах. Существует несколько версий случившегося – самоубийство, несчастный случай, и, наконец, убийство. Каждая из них имеет под собой веские основания. Но ни одна в ходе следствия не была доказана.

Надежность двигателя и низкие эксплуатационные расходы привели к его использованию на кораблях, заводах, электростанциях, локомотивах и, в конечном итоге, на грузовиках, автобусах и автомобилях.

Рудольф Дизель не дожил до времени, когда его изобретение попало под капоты автомобилей, хотя у него были попытки установить опытный образец двигателя на грузовик. Однако сегодня значительную часть мирового автопарка составляют автомобили именно с такими моторами.

Споры вокруг достоинств и недостатков дизельных двигателей идут до сих пор. То, что такие автомобили более экономичны, – это факт, а вот их экологичность оставляет желать лучшего. Но прогресс не стоит на месте: европейские страны к 2035 году хотят отказаться от автомобилей с дизельным двигателем в пользу электромобилей. Правда, есть ряд нюансов, которые заставляют задуматься о целесообразности такого решительного перехода к электрическому транспорту.

Во многих странах давно можно приобрести так называемый «биодизель», который производится без использования нефтепродуктов. Туда входит отработанное и особым образом обработанное растительное масло, смешанное со спиртом. Рудольф Дизель еще в 1900 году сам пробовал синтезировать дизельное топливо из растительного масла и даже реализовал эту идею на опытном образце.

Судьба изобретения Дизеля оказалась намного успешнее судьбы его автора. По настоящее время для обозначения двигателя внутреннего сгорания с воспламенением от сжатия используется термин «дизельный двигатель» или просто «дизель», так как теория Рудольфа Дизеля стала основой для создания двигателей этого типа. Современное состояние развития двигателей Дизеля превзошло ожидания самого изобретателя и его современников.

Рудольф Дизель вошел в историю:

•       как автор прототипа самого распространенного на настоящий момент двигателя;
•       как человек, смерть которого стала загадкой ХХ века;
•       как причина нового суеверия – с момента его загадочной гибели на паромах через Ла-Манш больше никогда не было каюты №18.

В 1978 году имя Рудольфа Дизеля было занесено в Автомобильный зал славы (англ. Automotive Hall of Fame) – американский музей, посвящённый наиболее известным и влиятельным деятелям в области автомобилестроения.

Гумилевский, Л. И. Рудольф Дизель / Лев Гумилевский. – Москва ; Ленинград : ГОНТИ, Редакция научно-популярной и юношеской литературы, 1938. — 295, [1] с. : ил. Полный текст

Сводъ привилегiй, выданныхъ въ Россiи : изданiе Отдъла Промышленности. — С. -Петербургъ, 1900. — № 9. – С. 2817-2818.

Сводъ привилегiй, выданныхъ въ Россiи : изданiе Отдъла Промышленности. — С. -Петербургъ, 1900. — № 9. – С. 2819-2820.