История технических инноваций: учебное пособие. А. П. Усольцев
каким бы был наш мир без самолетов, теплоходов, железнодорожного транспорта, чем бы мы занимались вечерами, если бы не было электричества.
Все это оказалось бы невозможным, если бы не был изобретен двигатель внутреннего сгорания (ДВС).
Трудно сказать, с чего начинается история его воцарения. Как и всякое техническое изобретение, своим появлением ДВС обязан множеству различных предпосылок: разным изобретениям, созданию новых конструкционных материалов и видов топлива.
Справедливым будет начать историю с 1705 г., когда английский изобретатель Томас Ньюкомен построил пароатмосферную машину для откачки воды из шахт. Это, конечно, был не двигатель внутреннего сгорания в классическом понимании, но в нем присутствовали главные элементы будущего ДВС – поршни. Нагретый пар под давлением поступал в цилиндр и совершал работу, толкая поршень. Также там использовался кривошипношатунный механизм и маховик. Все эти детали присутствуют и в современных двигателях.
Двигатель Ньюкомена имел чрезвычайно низкий КПД и важен был только потому, что наглядно демонстрировал принцип, который можно использовать для превращения внутренней энергии топлива в кинетическую энергию для совершения работы. Ползунову и Уатту удалось повысить КПД паровой машины.
Ползунов использовал два цилиндра, соединенных кривошипно-шатунным механизмом. Пар в цилиндры подавался попеременно, он толкал каждый из цилиндров вниз. В первом двигателе Ньюкомена пар подавался в один цилиндр попеременно по разные стороны поршня. В ходе технической эволюции победил вариант, впервые использованный Ползуновым.
В 1785 г. один из первых двигателей Уатта был установлен на пивоваренном заводе в Лондоне. Машина имела мощность в 24 лошадиных силы, диаметр цилиндра 63 см, ход поршня 1,83 м (!) и маховик диаметром 4,27 м. Но по тем временам это был компактный двигатель. При таких размерах отдельные детали также были немаленькими. Неудивительно, что этот двигатель сохранился в рабочем состоянии до сих пор. Его можно увидеть и даже привести в действие в музее «Пауэрхаус» в Австралии.
Иван Иванович Ползунов умер в 38 лет и не дожил до пуска своего изобретения, который состоялся в июне 1766 г. на Барнаульском медеплавильном заводе. Машина проработала всего 43 дня, но дала прибыль в 12418 рублей, (огромные деньги по тем временам). Затем она была разрушена, а идея – забыта.
Следующий важный шаг был сделан в 1801 г.: Филипп Лебон взял патент на конструкцию газового двигателя. Действия этой машины основывалось на том же принципе, что и у паровых машин. Но разница заключалась в том, что в качестве рабочего тела использовался не водяной пар, а смесь светильного газа с воздухом. В двигателе Лебона были предусмотрены два компрессора и камера смешения. Один компрессор накачивал в камеру сжатый воздух, а другой – сжатый светильный газ. Газовоздушная смесь поступала потом в рабочий цилиндр, где воспламенялась. Двигатель был двойного действия, т. е. попеременно действовавшие рабочие камеры находились по обе стороны поршня. В этом устройстве уже можно увидеть прообраз современного двигателя. В 1804 г. Лебон погиб, так и не успев довести свою