Автомобили: Детская энциклопедия

Я познаю мир. Автомобили

К середине XIX в. были все предпосылки для создания и развития механических транспортных средств, однако не хватало самого главного — компактного, легкого, мощного и надежного двигателя. Еще французский физик Дени Папен, тот самый, который первым решил использовать силу пара, пытался построить двигатель, использующий взрывчатую энергию пороха. Это было в 1687 г., но дальше экспериментов дело не пошло.

Лишь через 100 лет изобретатели вернулись к идее «взрывчатого» мотора. Бензин в то время еще не был известен, единственно пригодным горючим считался светильный газ, поэтому первые двигатели должны были стать газовыми.

Патент — документ, удостоверяющий государственное признание технического решения изобретением и закрепляющий за лицом, которому он выдан, исключительное право на изобретение.

ВМЕСТО ПАРА — ГАЗ

Считается, что первые попытки создать новый двигатель были предприняты в 1799 г. Именно тогда француз Филипп Лебон высказал идею о том, что в цилиндры паровой машины можно впускать не пар, а горючий газ, который в нужный момент поджигался бы электрической искрой. Несколько позже он разработал конструкцию двухтактного двигателя, которую запатентовал в 1801 г. К сожалению, смерть изобретателя в 1804 г. не позволила воплотить его идеи в жизнь.

Следующие разработки в этой области можно отнести к 1807 г., когда швейцарец Исаак де Риваз подал заявку на «использование взрыва светильного газа или иных взрывающихся материалов как источника энергии в двигателе». Однако и эта конструкция не была реализована из-за отсутствия средств и технических возможностей.

Первым, кто изготовил технологичный, пригодный для производства двухтактный газовый двигатель, был французский механик Жак Ленуар. Это произошло в 1860 г.

История этого изобретения, совершившего настоящий революционный переворот в технике, началась, как это ни удивительно, в зале старинного ресторана в парижском предместье Сен-Дени, где работал в то время молодой Ленуар. Завсегдатаями этого ресторана были начинающие промышленники и ремесленники, которые между сменой блюд имели обыкновение оживленно обсуждать различные виды машин и удивительные изобретения. Работая официантом, Ленуар не только раньше других узнавал о технических новинках, но и старался разобраться в том, как они устроены. Вскоре он сменил смокинг официанта на рабочую блузу, а его способности к изобретательству помогли сколотить небольшой капитал для собственного дела.

Чтобы не разориться в жесткой конкурентной борьбе с крупными фабрикантами, необходимо было заменить лишние рабочие руки механическим двигателем. Но каким? Паровой не подходил для небольшой мастерской, к тому же для его обслуживания нужны были кочегары и машинисты, а это опять лишние расходы. Уже известный в те годы электродвигатель был тоже отвергнут из-за отсутствия мощного источника энергии.

Ленуар поставил перед собой задачу избавить паровую машину от наиболее громоздких ее деталей — котла и топки. Не имея специальных знаний, он стал искать ответ в архивах, изучая патенты на всевозможные виды двигателей, среди которых наиболее выгодным и перспективным ему показался газовый.

«Де Дион-Бутон D» с двигателем внутреннего сгорания. 1899 г.

Электродвигатель — электрическая машина, преобразующая электрическую энергию в механическую.

Конструируя свой двигатель, Ленуар взял у предшественников самое лучшее. Для зажигания смеси светильного газа и воздуха служили две электрические свечи, ввернутые в крышки цилиндра. В двигателе Ленуара двойного действия полный цикл работы поршня длился в течение двух его ходов. При рабочем ходе поршня происходят впуск, воспламенение и расширение смеси в цилиндре, а при втором ходе — выпуск отработанных газов. Впуском и выпуском управляла задвижка-золотник, а золотником — эксцентрик, вмонтированный на валу двигателя. Котла и топки, так же как и кочегаров, не было, но на этом преимущества нового двигателя заканчивались. Его масса была ненамного меньше существующих паровых двигателей. А единица выработанной таким двигателем мощности обходилась в семь раз дороже, чем у парового собрата. Только одна двадцать пятая часть теплоты сгоревшего газа совершала полезную работу. Несложно подсчитать, что коэффициент полезного действия (КПД) такого двигателя равнялся всего 4%. Остальное тепло уходило с отработанными газами, нагревало корпус и выводилось в атмосферу. При частоте вращения вала 100 об/мин зажигание действовало ненадежно, двигатель работал с перебоями, хотя и развивал мощность, равную 1 л. с.

Причиной низкой производительности ленуаровского двигателя было недостаточное давление воспламенившейся смеси. Однако он работал и был признан пригодным для производства, а относительно небольшие размеры мотора устраивали хозяев. В конечном итоге это обеспечило высокий уровень продаж; двигателей и коммерческий успех ленуаровского предприятия.

Рабочий цикл — совокупность процессов, периодически повторяющихся в определенной последователъности