Победа
Победа
В начале 1895 г. был выполнен третий опытный мотор. Он уже имел все основные части будущего дизельмотора, родившегося из опыта и теории и явившегося результатом борьбы вещественного мира с идеей.
Мотор был снабжен водяной рубашкой для охлаждения и воздушным насосом для впрыскивания горючего. Только после двухлетнего опыта Дизель признал его необходимость, так как иначе невозможно было добиться бездымного сгорания в цилиндре. Кулачковый вал теперь помещался наверху цилиндра, подле клапанов.
В марте было приступлено к пятой серии опытных работ.
Этот мотор с первых испытаний также не дал непрерывной работы. Однако весенним утром, 1 мая, он оправдал надежды неутомимого конструктора и работал самостоятельно полчаса.
Через три недели, 26 июня, спустя два года после начала опытов, были произведены первые опыты работы двигателя с нагрузкой.
Коэфициент полезного действия его равнялся тридцати процентам и расход топлива на лошадиную силу в час составлял всего лишь двести шесть граммов.
Третий опытный двигатель Дизеля, официально испытанный проф. Шреттером в 1897 году и находящийся ныне в Немецком музее в Мюнхене
Усталость сотрудников исчезла. Дизель почувствовал себя исполненным новых сил. Состязавшийся с ним в дальнозоркости, все ближе и ближе входивший в интересы мастерских, директор завода Буц отважно заявил:
— Мы будем экспонировать мотор в Нюренберге или в Берлине.
Мотор был испробован на производственной работе и в феврале 1896 г. на конференции в присутствии представителей обеих фирм — Круппа и Аугсбургского завода — было решено построить большой одноцилиндровый мотор и одновременно начать работу по конструированию двухцилиндрового двигателя.
В конструкторское бюро вошли молодой инженер Иоганн Лейстер, впоследствии сменивший главного инженера завода, и ассистент Дизеля Рейхенбах. Эти молодые инженеры внесли не мало энергии и таланта в дело, и не без их участия решалась судьба дизельмотора в эти дни.
Сам изобретатель уже не оставлял Аугсбурга. Победоносное завершение труда всей жизни приближалось. Уверенность его не покидала более. Он писал домой:
«Я настолько превзошел все до меня существующее в деле моторостроения, что могу смело утверждать, что иду в голове технического прогресса в этой важнейшей отрасли техники, как по эту, так и по ту сторону океана. Я мог бы возгордиться, если бы имел к этому склонность. Я радуюсь, однако, тихой внутренней радостью без блеска и шума, умиротворенный сознанием что выполнил полезное дело, и счастлив, что наше будущее обеспечено. Я с неохотой думаю о прошлом полном зависимости от других…»
Постройка нового мотора требовала времени и труда. Обладая исключительным даром угадывать людей, Дизель окружил себя превосходными сотрудниками. Но сам он неизменно оставался тем вдохновенным мастером, кто огненной страстностью воодушевляет все вокруг себя. С улыбкой он устранял сомнения, уверенностью возвращал энергию. Покинуть в эти дни мастерские он не мог и требовал к себе семью:
«Приезжайте в Аугсбург, — писал он, — я хочу, чтобы вы были возле меня. Только тогда я буду вполне счастлив…»
В ноябре семья была перевезена в Мюнхен, находившийся в двух часах пути от Аугсбурга. Дизель отдался работе всецело. Постройка большого двигателя затягивалась: он требовал исключительной тщательности в изготовлении. Бесчисленное количество мелких переделок отнимало немало времени и труда. Наконец в октябре 1896 г. мотор был смонтирован и пущен. Началась шестая и последняя серия опытов, закончившаяся официальным испытанием двигателя целым рядом комиссий. В декабре Дизель мог написать Круппу:
«Наконец, мы будем иметь совершенно готовый, экономичный двигатель, с которым мы одержим победу».
Следующий доклад предпринимателю, терпеливо финансировавшему опытные работы в Аугсбурге в надежде на невероятные прибыли в будущем, в январе 1897 г. заканчивался торжественной цитатой из книги изобретателя:
«Таким образом возникает нормальный четырехтактный двигатель с прямым всасыванием из атмосферы. В настоящее время он осуществлен».
Может быть, конечно, Дизелю следовало бы уже теперь добавить: хотя и не в том виде, как он представлялся автору брошюры пять лет назад. Но разве в условиях капиталистического существования можно было признаться в ошибках! Изобретатель был связан договорами с предпринимателями, одолжившими ему средства для осуществления идеи. Капитал ждал и так слишком долго.
Он требовал процентов, деятельности. Дизель же продолжал нуждаться в кредите. Немыслимо было обмануть доверие финансистов, и, чтобы сохранить себе право на жизнь и новый труд в условиях общества, в котором он работал, он вынужден был называть двигатель, созданный в Аугсбурге, осуществлением своей идеи.
Он шел на компромиссы, чтобы, отступая, сохранить себе свободу в будущем, вновь возвратиться к своему труду и биться над полным разрешением задачи, поставленной себе двадцать лет назад.
Он отступал, чтобы снова перейти затем в наступление, но как часто уже и в эти дни, готовившие ему мировую, славу, богатство и почести, задыхаясь, от приступов сердечной слабости и мучительных головных болей, пустыми глазами смотрел он в мир, видя себя обманутым.
Но для тех, кому мало было дела до того, что писал в своей брошюре изобретатель пять лет назад, предложенный Аугсбургским заводом для обозрения дизель-мотор, осуществленный теперь, представлял собой чудо техники. Заслуга Дизеля, введшего осуществимый цикл, сам по себе имеющий высокий коэффициент полезного действия, была неизмерима.
И двигатель, и его конструктор вызывали восхищение.
Это был четырехтактный двигатель в двадцать сил.
При первом такте ходом поршня за счет живой силы маховика, запасенной при предыдущей работе машины, воздух засасывался внутрь цилиндра. Во время второго такта, также за счет живой силы маховика, запертый в цилиндре воздух сжимался до 35 атмосфер. При этом теплота, выделяемая при сжатии, доводила воздух до шестисот-семисот градусов Цельсия, т. е. до температуры превышающей температуру воспламенения горючего. В начале третьего такта в цилиндр вводился керосин при помощи маленького насоса, управляемого системой кулачков, форма которых давала желаемую степень впуска. Впуск горючего совершался лишь в течение весьма малой части хода и управлялся особым регулятором. В течение остальной части хода газы расширялись и сообщали поршню ту рабочую силу, которая и передавалась через шатун коленчатому валу двигателя. В четвертом такте обратным ходом поршня продукты сгорания извергались через выхлопную трубу в воздух.
Двигатель был снабжен компрессором, т. е. насосом, который в особом резервуаре сжимал воздух до давления, несколько большего, чем самое высокое давление в цилиндре. Из этого резервуара воздух через трубку очень незначительного диаметра направлялся в маленькую камеру форсунки, т. е. аппарата для распыливания подаваемого горючего, куда одновременно подавался керосин. Эта камера сообщалась с внутренностью цилиндра маленьким отверстием, запираемым иглой; когда эта игла приподнималась, керосин вгонялся в цилиндр благодаря избытку давления, господствовавшего в камере.
Сгорание в цилиндре регулировалось, смотря по мощности, которую должен был развить двигатель, либо изменением продолжительности впуска горючего, либо изменением давления в компрессоре.
Этот же сжатый воздух компрессора употреблялся и для пуска двигателя в ход из холодного состояния.
Распределительный вал помещался наверху и имел пять кулачков. Из них один управлял клапаном, впускающим воздух, другой клапаном, впускающим керосин, третий клапаном, выпускающим отработавшие газы наружу. Два остальных кулачка управляли клапанами, при помощи которых впускался из компрессора сжатый воздух в цилиндр при начальном пуске двигателя.
Схема работы, двигателя Дизеля: 1 — всасывание; 2 — сжатие; 3 — рабочий ход; 4 — выхлоп
Таков был осуществленный через двадцать лет после заметки на полях студенческой тетради двигатель. Конечно, он оставался все тем же удивительным плодом чистой теории, однако изобретателю пришлось пойти на множество компромиссов. Прежде всего изотермическое сгорание не было осуществлено: вместо постоянной температуры налицо было постоянное давление, а температура при сгорании повышалась в два-три раза. Вместо сжатия до 250 атмосфер применялось сжатие до 35 атмосфер. Двигатель был снабжен водяной рубашкой для охлаждения, и наконец, вместо угольной пыли в качестве топлива употреблялся керосин.
Тем не менее, этот несовершенный дизельмотор превосходил по коэффициенту полезного действия все существовавшие моторы: в то время как наилучшие паровые двигатели давали не свыше пятнадцати процентов использования тепла, а усовершенствованные газовые двигатели Отто не более двадцати четырех процентов, мотор Дизеля при первых же испытаниях дал 34 %.
Но изобретатель не чувствовал себя победителем. Ему казалось, что компромисс, принятый им в борьбе с природой вещей, свидетельствовал скорее о поражении.
Между тем, все торжествовало вокруг него.
В начале февраля испытание двигателя произвел завод газовых двигателей Отто-Дейтц в лице директора его Шума; и инженера Штейна. Вслед за тем опыты произведены были владельцами Винтертурского завода Зульцер-Имгоф и Зульцер-Шмидтом с инженером Эриком Броуном.
Зульцер с гордостью жал руку бывшему винтертурскому практиканту и называл его своим молодым другом. Результаты испытаний были блестящи.
17 февраля старый учитель изобретателя профессор Шреттер со своими ассистентами Мукертом и Бюхнером произвел официальное испытание дизельмотора и опубликовал следующее заключение об этом трехдневном испытании:
«После испытаний и сделанных мной наблюдений над работой мотора я должен высказать следующее заключение:
Как четырехтактный двигатель с одним цилиндром он уже в первой стадии своего развития стоит выше всех современных тепловых двигателей. При эффективной мощности в 18–20 лошадиных сил при нормальном числе оборотов он расходует 0,24 килограмма керосина на одну эффективную лошадиную силу в час, производя соответственно превращение 26,2 % теплотворной способности топлива в эффективную работу. При половинной же нагрузке расход топлива на одну эффективную лошадиную силу в час возрастает до 0,28 килограмма, а количество теплоты, превращенной в работу, понижается до 22,5 %.
Механический коэффициент при полной нагрузке оказывается равным 75 %. Из всего же количества тепла, подведенного с топливом, превращается в индикаторную работу 34,2 % при полной нагрузке и 34,4 % при половинной.
Необходимо отметить также необычайно простое разрешение вопроса об изменении мощности путем регулирования подачи топлива, что дает возможность менять мощность двигателя с эластичностью, свойственной только паровой машине.
Несомненно, что двигатель данной конструкции представляет собой тип двигателя, который будет иметь большой успех на рынке. За это говорят все его данные. Пуск двигателя из холодного состояния очень легок. В высшей степени простое разрешение такого трудного вопроса, как подача горючего посредством впрыскивания сжатым воздухом, указывает на совершенство конструкции, знания и талант изобретателя».
Протокол официальной комиссии произвел огромное впечатление. Профессор Шреттер поздравил своего бывшего ученика с исключительным успехом.
— В июне — съезд Общества германских инженеров в Касселе, — сказал он, одушевляемый перспективами, — там мы с вами вместе сделаем подробный доклад и покорим мир…
Дизель благодарил; ласкаемое успехом честолюбие росло. С каждым днем все дальше и дальше уходили от него нелепые мысли о поражении.
Не было ни одного значительного машиностроительного предприятия в Европе, которое не прислало бы в в Аугсбург своих инженеров для осмотра дизельмотора. В апреле двигатель испытывала французская комиссия в лице профессора Соважа, инженера Карье и инженера Дикноффа.
Затем по поручению Нюренбергского машиностроительного завода, объединившегося в 1898 году с Аугсбургский под фирмой МАН, двигатель испытывал профессор Гутермут и инженер Рихтер.
Старик Крумпер с главным инженером Аугсбургского завода Фогтом также произвел официальное испытание дизельмотора. С хмурой улыбкой и насупленными бровями подписал он протокол, свидетельствовавший о собственных его заблуждениях.
В сентябре в Аугсбург явилась американская комиссия в составе полковника Мейера и инженера Маркса. В октябре испытание произвела объединенная английская и бельгийская комиссия в составе профессоров Гартмана и Винслова.
Результаты всех испытаний были одинаковы. Эта небольшая машина, внешне похожая на вертикальный паровой двигатель, производила невероятную сенсацию. Вслед за испытаниями последовали предложения от иностранных фирм передать права на производство дизель-моторов. Знаменитый английский физик лорд Кельвин, ознакомившийся с новым двигателем ранее других, повел с изобретателем переговоры от английской фирмы Ватсон. Право на использование патента было уступлено Дизелем и по его чертежам в Глазговс был построен первый дизельмотор. Испытанная впоследствии профессором Ваткинсоном эта машина дала несколько более высокий коэффициент полезного действия, расходуя до двухсот десяти граммов горючего на силу в час.
Первые французские машины, построенные заводом Дикноффа, были того же типа, хотя и улучшенной конструкции. Четырехлетние опыты французов, стоившие фирме около семисот тысяч франков, привели завод к результатам, аналогичным достигнутым в Аугсбурге. Двигатели питались жидким топливом; от применения угольной пыли в качестве топлива завод вынужден был отказаться. Не было достигнуто и сжатие до двухсот пятидесяти атмосфер, о котором говорилось в теоретической работе изобретателя. Практически было возможно осуществить и в Бар-ле-Дюке, как и в Аугсбурге, сжатие не свыше сорока атмосфер.
Одновременно с англичанами был заключен договор с американским капиталистом Альфонсом Бушем, знавшим Дизеля по встречам на курорте. Он приобрел патент, не задумываясь, уплатив изобретателю очень значительную сумму. Дизель вдруг стал человеком, располагающим крупными денежными суммами. Успех начал тревожить его самого:
«Мысль стать внезапным богачом, — писал он домой, сообщая о новой сделке, — мне тяжела. Мне это не улыбается, нет…»
А между тем, ничто уже не могло остановить ни новых сделок, ни почестей. Значение нового двигателя было слишком ясно для всех. Успех возрастал. Ожидавшие огромных прибылей от эксплуатации нового изобретения, финансисты залили золотом изобретателя: в один только первый год реализации патента он получил около трех миллионов золотом.
За признанием хозяев последовала благодарность слуг: принц-регент Леопольд пожаловал изобретателю баварский орден Михаила. Дизель с улыбкой бросил его в ящик письменного стола и уже не вспоминал о нем более всю жизнь.
Заводы Круппа и Аугсбургский приступили к изготовлению проектных чертежей для серийного производства дизельмоторов. В успехе нового двигателя на рынке никто не сомневался: он обеспечивался поразительно, высоким термическим коэффициентом полезного действия, превышающим почти втрое коэффициент рядовой паровой машины. Расход горючего в четверть кило на силу в час делал дизельмотор вместе с легкостью установки и переноса более выгодным, чем любой другой мотор.
Доклады и лекции профессора Шреттера, выступавшего вместе с изобретателем, привлекали огромное количество слушателей и еще более усиливали интерес к новому изобретению. Имя Дизеля произносилось с восторгом. Новые машины назывались дизельмоторами, иногда просто — дизелями. Научный технический мир посвящал страницы своих журналов новому изобретению.
Германское общественное мнение пользовалось случаем, чтобы вновь заговорить о «великом немецком духе».
Победа была налицо.