Все танки Первой Мировой. Том IСамая полная энциклопедия

Федосеев Семен Леонидович

Русский инженер Б.Г. Луцкой в 1885 г. представляет четырехтактный двигатель с вертикальным расположением цилиндра и нижним расположением коленчатого вала. В 1887 г. свой двигатель с электровоспламенением рабочей смеси предлагает русскому военному ведомству изобретатель Ягодзинский, правда — для летательных аппаратов.

Переход к многоцилиндровым двигателям внутреннего сгорания позволял увеличить не только их мощность, но и частоту вращения коленчатого вала, обеспечив в то же время равномерность его вращения.

В 1889 г. Г. Даймлер представляет свой новый V-образный двухцилиндровый двигатель мощностью 1,5 л.с., предназначенный для установки на коммерческие автомобили. Даймлер доводит частоту вращения вала двигателя до 450–900 оборотов в минуту — в 4–5 раз больше, чем у газовых двигателей, вдвое по сравнению с последними увеличивает мощность

на 1 л рабочего объема цилиндров. Соответственно двигатель становится легче. Двигатель получает закрытый картер (кожух), заполненный маслом для смазки механизмов и защищающий подвижные части от пыли и грязи. Постепенно формируется тип двигателя внутреннего сгорания для автомобилей и тракторов.

В 1892 г. В. Майбах разрабатывает новый рядный 2-цилиндровый двигатель с параллельными цилиндрами. В 1893 г. В. Майбах в Германии и Д. Банки и Я. Чонк в Венгрии берут патенты на распыливающий карбюратор.

В 1890 г. автомобиль с двигателем, построенным по патентам Даймлера, изготовила во Франции компания «Панар-Левассор» и с 1892 г. выставила свои автомобили на рынок.

Широкое применение тепловых двигателей повысило спрос на нефть и нефтепродукты. Если в 1880 г. в России, скажем, добывали 31 миллион пудов нефти, то в 1893 г. — уже 325 миллионов пудов. Промышленные способы перегонки нефти начали применяться в США в 1850-е годы. При этом из продуктов перегонки, благодаря распространению с тех же 1850-х годов керосинового освещения, наиболее ценился керосин, бензин был одним из наименее ценимых (что, кстати, способствовало первоначальному распространению бензиновых двигателей), а мазут вообще считался отходами производства. В 1888 г. в России В.Г. Шухов и С.П. Гаврилов получили привилегию на аппарат для непрерывной дробной перегонки нефти, а в 1891 г. — на крекинг-процесс с глубоким разложением нефти. Уже в 1913 г. в США У. Бартон разработал промышленную установку для высокотемпературного крекинг-процесса.

Соответственно идет поиск двигателей внутреннего сгорания, работающих на различных продуктах перегонки нефти. Так, в 1888 г. англичанин Джеймс Харгревс построил прототип двигателя, работающего на тяжелом топливе с форсункой, запальным шаром и камерой сгорания, охлаждаемой водой. В 1889 г. появился двигатель Дидерикса, работающий на керосине. Тогда же свой вариант «керосинового двигателя» построил в России лейтенант флота Е.А. Яковлев — этот двигатель демонстрировался на VIII Съезде врачей и естествоиспытателей в Петербурге. В том же году сообщалось об изобретении техником B.C. Синицыным стационарного двигателя на тяжелом топливе.

В 1890 г. англичанин Герберт Акройд-Стюарт патентует двигатель со специальной камерой сгорания в головке цилиндра и воспламенением паяльной лампой, а с 1892 г. фирма «Горнсби энд Санз» приступила к производству «калоризаторных» двигателей Горнсби-Акройда на тяжелом топливе.

В 1893 г. Рудольф Кристиан Карл Дизель в Германии разработал модель двигателя, реализующего новый термодинамический цикл, но только в 1896 г. Дизель построил работоспособный двигатель с воспламенением топливной смеси от сжатия. КПД его двигателя превысил 30 %.

В 1894 г. заводом братьев Бромлей в России построен нефтяной двигатель с воспламенением от сжатия. В 1899 г. на заводе Нобеля в Санкт-Петербурге по лицензии Дизеля построили стационарный двигатель высокого сжатия с самовоспламенением, работающий на нефти, — для нефтяного дела Нобелей в России такой двигатель был весьма выгоден. В 1900–1902 гг. на Путиловском заводе построили бескомпрессорный нефтяной двигатель Г.В. Тринклера с циклом смешанного типа. В 1903 г. Я.В. Мамин получил патент на бескомпрессорный двигатель, работающий на сырой нефти, с компактным керосиновым «запальником». Но к этому времени завод Л. Нобеля уже выпускал двигатели Дизеля. В самой Германии к началу XX в. двигатели Дизеля выпускали 8 заводов, в Великобритании — два. Затем серийные двигатели Дизеля перевели с керосина на тяжелое топливо, так что Дизелю обязана техника распространением двигателей на тяжелом топливе, которые позже пришли в бронетанковую технику.

В 1911 г. швейцарец Альфред Бюхи патентует в США принцип турбонаддува (увеличения мощности двигателя за счет принудительной подачи воздуха в рабочий цилиндр с помощью компрессора, вращаемого через турбину отработанными газами двигателя).

Развитие двигателей внутреннего сгорания требовало научно-исследовательских работ. Так, в 1906 г. профессор Московского Императорского высшего технического

училища В.И. Гриневецкий разработал метод теплового расчета двигателей, впоследствии выдающийся вклад в эту теорию внесли профессора Н.Р. Бриллинг и Е.К. Мазинг.

К моменту появления «самодвижущихся экипажей» уже были известны и даже отработаны многочисленные варианты силовой передачи (трансмиссии), нашедшие впоследствии применение в автомобилях, тракторах, танках. Скажем, еще в 1545 г. Дж. Кардано предложил всесторонне подвижный крестообразный шарнир, поныне известный как «кардан». Издревле были известны цепная, ременная, шестеренчатая передачи. Промышленная революция XIX в. потребовала новых схем и элементов силовых передач для привода станков в цехах и различных механизмов. В 1834 г. американский инженер Робертс изобрел дифференциал, в 1843-м англичанин Хилль создал механическую коробку передач. Все это еще предстояло привнести в «самодвижущиеся экипажи». Первые автомобили использовали трансмиссию, заимствованную от фабричных станков — с системой шкивов и ремней. Так, у четырехколесного автомобиля Даймлера вращение на промежуточный вал трансмиссии передавалось при помощи шкивов и перекидываемых ремней, с вала на колеса — через шестеренчатые передачи. Трехколесный автомобиль Бенца имел ременную передачу от двигателя на шкив трансмиссии, дифференциал в качестве механизма поворота и цепные передачи на ведущие колеса. Но с ростом мощности двигателей ремни уже не выдерживали нагрузок. В 1890-е годы французская «Панар-Левассор» применила на своих автомобилях коническое сцепление, коробку передач в виде шестеренчатого редуктора и цепную передачу вращения на колеса. К 1894 г. «Панар-Левассор» построила, по сути, первый автомобиль классической компоновки (переднее расположение двигателя, за двигателем установлены сцепление, шестеренчатая коробка передач, дифференциал, цепная передача на задние ведущие колеса, знаменитый «Мерседес» появится только в 1901 г.). В 1897 г. автомобиль «Панар-Левассор» участвовал в маневрах французской армии, в связи с чем и считается первым «военным» автомобилем, хотя справедливости ради нужно отметить, что первой автомобили, созданные специально по требованиям военного ведомства, начала выпускать фирма «Рено» (об этом нам еще предстоит вспомнить далее).

И в этот же период в Европе и США возникают предприятия по серийному производству автомобилей, положившие начало известным фирмам — «Даймлер» в 1890 г., «Пежо» в 1896 г., «Рено» в 1899 г., «Фиат» в 1899 г. и др. Франция, надо отметить, одно время опережала другие страны по объемам производства автомобилей, но к началу Первой мировой войны ее опередили США.

Первой «войной моторов» стала Первая мировая война, но двигатель внутреннего сгорания обратил на себя внимание военных задолго до Первой мировой — им планировали заменить обозных и артиллерийских лошадей. Уже с 1890-х годов военные начинают формулировать соответствующие требования к автомобилям. В те же годы на транспорте, в сельском хозяйстве, на дорожных работах начинают использовать тракторы с двигателями внутреннего сгорания.

Параллельно с тепловыми двигателями развиваются и электрические, которых нам тоже придется коснуться в дальнейшем. В 1834 г. в России профессор Б.С. Якоби демонстрирует опытный электрический двигатель с вращающимся якорем. Вскоре начинаются опыты с использованием электродвигателя на транспорте. И если различные «электромобили» остаются опытными, то на железнодорожном транспорте электрическая тяга находит себе широкое применение. Уже в 1838 г. Р. Дэвидсон испытывает электрическую железнодорожную тележку на дороге Глазго — Эдинбург. В 1879 г. свой электровоз демонстрирует Вернер фон Сименс, в 1883-м — американский изобретатель Лео Дафт. К 1900 г. электрические локомотивы и вагоны с тяговыми двигателями работают на железных дорогах ряда стран. В 1881 г. в Германии появляется первый электрический трамвай. На многих предприятиях устанавливают станки с электроприводом и собственные электростанции с тепловым двигателем, приводящим во вращение электрогенератор. Соответственно появляются и первые варианты электрической трансмиссии для транспортных машин с тепловыми двигателями. Так, в 1908–1909 гг. Фердинанд Порше в Австро-Венгрии разрабатывает конструкцию активного автопоезда с бензоэлектрической силовой установкой — бензиновый двигатель приводил во вращение электрогенератор, напряжение от которого подавалось на электродвигатели колес тягача и прицепов. Такие автопоезда («A-Цуг» и «Б-Цуг») фирма «Аустро-Даймлер» поставляла австро-венгерской армии.