Борьба за дизельмотор в Европе
Борьба за дизельмотор в Европе
Огромные нефтяные запасы, быстро развивавшаяся мелкая полукустарная промышленность и объединение в одном лице держателя дизелевского патента и крупнейшего нефтепромышленника делали русский рынок исключительно благоприятным для распространения дизельмоторов. Аугсбургский завод сбывал сюда семьдесят процентов своей продукции. В среде русских торговопромышленников не было представителей враждебных групп. Вопрос о двигателях Дизеля здесь решался свойствами самой машины, ее экономичностью, преимуществами обслуживания и установки.
Между тем, европейским заводам, строившим дизельмоторы, приходилось вести ожесточенную борьбу за распространение новых двигателей. Промышленные группы, заинтересованные в распространении двигателей потребляющих уголь, а не нефть, стремились всячески подорвать доверие к новым машинам, развитие которых ставило под угрозу, как казалось напуганным успехами дизелестроения строителям паровых двигателей, самое существование паровых машин, а стало быть и всей углепромышленности.
Пока двигатели Дизеля еще не достигли значительной мощности, они не представляли большой опасносности для конкурентов. Однако когда Винтертурскому заводу бр. Зульцер удалось, достроить первый двигатель в сто сил в одном цилиндре, борьба с дизельмоторами разгорелась с новой силой. Противниками были пущены в ход все средства для уничтожения конкурента. Распространялись слухи о ненадежности новых двигателей, о их невыгодности, о взрывах и отравлении газами.
На некоторое время поход, поднятый против дизель-моторов, увенчался успехом. Но сторонники дизельмоторов выдержали нападение.
В борьбу были втянуты старые электротехнические фирмы. Одна из крупнейших фирм этого рода отказалась, например, от установки своих динамомашин на Киевской электростанции. В сообщении фирмы указывалось, что дорожа своей честью добросовестного поставщика, она не может идти на риск установки динамо на станции, где паровые машины заменяются дизельмоторами.
Аугсбургский завод, устанавливавший в Киеве дизель-моторы, пошел на крайнее средство: он купил у фирмы динамомашины и поставил их на собственную ответственность.
Разумеется, заказчик, смущенный резким выпадом электротехнической фирмы против дизельмоторов, потребовал от дирекции Аугсбургского завода невероятных гарантий.
Буц, директор завода, подписал договор без всяких колебаний.
— Если мы победили в Кемптене, наверное, не потерпим неудач и в Киеве, — сказал он.
Договор между тем гласил: «Если станция, оборудованная двигателями Дизеля, не сможет отпускать энергию по обусловленной цене в одну-две копейки за киловатт-час в достаточном количестве, то Аугсбургский завод обязуется восстановить старинную паровую первоначальную установку для получения добавочного тока».
Этот ток обходился станции одиннадцать-двенадцать копеек за киловатт-час.
Аугсбургский завод дал гарантию на пять лет и впоследствии возобновил ее еще на одно пятилетие.
Но, разумеется, самым сильным доводом в пользу новых двигателей являлась практика их применения. Вопрос о повышении мощности, не достигавшейся одним только простым увеличением числа цилиндров, так как это приводило к значительному усложнению установок, получал благоприятное разрешение благодаря успехам металлургии и прогрессу конструкции механизмов. Коллектив инженеров всего мира неустанным продолжением конструктивных изысканий повышал шаг за шагом мощность одного цилиндра до пределов, о которых только мечтал в аугсбургских мастерских Дизель.
Стосильный одноцилиндровый двигатель бр. Зульцер явился к тому же и новым движением вперед в области дизелестроения, это был двухтактный двигатель с клапанной продувкой.
Появление двухтактных двигателей Дизеля обусловливалось также стремлением к повышению мощности. Имея один рабочий ход на два хода поршня, в то время как в четырехтактном двигателе один рабочий ход приходится на четыре хода поршня, двухтактный двигатель одного и того же размера с четырехтактным при хорошем выполнении должен был иметь мощность почти вдвое большую.
Современный судовой двигатель Дизеля на теплоходе «Африка» мощностью в 4500 лош. сил завода «Бурмейстер и Вайнс»
В бензиновых и газовых двигателях, работающих по двухтактному циклу, предложенному Дугласом Кларком, в цилиндре делались специальные отверстия, так называемые окна, через которые поступала смесь и выгонялись отработавшие газы при соответствующем положении поршня.
Разрез двухтактного двигателя Дизеля
В двигателях Дизеля для осуществления двухтактного цикла окна были сделаны только для выхлопа. Окна же для впуска воздуха были заменены клапанами. Tax как отдельного хода всасывания в двухтактном цикле нет, то для вдувания в цилиндр воздуха служил специальный продувочный насос, приводимый в движение от коленчатого вала при помощи тяг и балансиров. Пусковой клапан, служащий для пуска двигателя сжатым воздухом из холодного состояния, и обычная форсунка для впрыскивания горючего приводились таким же способом.
Схема работы двухтактного двигателя Дизеля, последовательно изображающая двухтактный цикл
Двухтактный процесс в двигателе с клапанной продувкой осуществлялся следующим образом: когда поршень после сгорания горючего в совершившемся цикле подходит к нижней мертвой точке, он открывает выпускные окна, через которые отработавшие газы извергаются в выхлопную трубу. В это время открываются впускные клапаны, через которые воздушным насосом вгоняется в цилиндр чистый воздух. Воздух выталкивает остатки продуктов сгорания и заполняет весь цилиндр. Поднимаясь, поршень сперва закрывает окна, затем дальнейшим ходом своим начинает сжимать воздух и, дойдя до своей верхней мертвой точки, доводит воздух в камере сжатия до обычного для цикла Дизеля сжатия до тридцати пяти атмосфер, что нагревает воздух до температуры, превышающей температуру воспламенения топлива, как обычно. Это и есть первый такт двухтактного цикла, ход сжатия.
В конце этого и начале второго, обратного, хода через форсунку поступает горючее. От действия расширяющихся при сгорании газов поршень начинает двигаться с силой, которая передается коленчатому валу, а затем при дальнейшем движении открывает окна для выхлопа продуктов сгорания: это и есть второй такт, или рабочий ход.
Осуществление двухтактного цикла в двигателях Дизеля поставило перед практиками вопрос о преимуществах одного типа двигателя перед другим, остающийся вполне нерешенным и до сих пор. Если один рабочий ход на два такта вместо четырех сильно повышал значение двухтактного двигателя, то очистка цилиндра от продуктов сгорания, производившаяся неполностью, снижала действительную мощность двигателя, так что при одинаковых мощностях двухтактный двигатель расходовал несколько больше горючего.
Но Зульцер и не рассчитывал на конкуренцию двухтактных двигателей с четырехтактными. Для него новый тип двигателя облегчал работу по конструированию судового дизеля с реверсом. Реверс в двухтактном двигателе мог быть осуществлен легче, чем в четырехтактном, так как основным препятствием для реверса служила трудность пуска в ход двигателя при любом положении коленчатого вала. Двухтактность цикла значительно упрощала задачу, и реверс на двухтактном двигателе был осуществлен конструкторами Винтертурского завода уже в следующем году.
Этот реверсивный двухтактный двигатель бр. Зульцер был показан миру на Миланской выставке в 1906 г., после чего он был установлен на теплоходе, начавшем правильные рейсы по Женевскому озеру.
Дальнейшее увеличение мощности в одном цилиндре выдвинуло вскоре вопрос о возможности применения двигателей Дизеля для локомотивов.
Работы в этой области поспешил начать тот же Зульцер. С участием Дизеля и инженера Клозе им было основано в Швейцарии Общество термолокомотивов, которое и приступило к работе, разумеется, со свойственной Зульцеру осторожностью и предусмотрительностью.
Дизельмоторы, стоявшие во главе новых технических форм, побеждали, несмотря на сопротивление, которое оказывали враждебно настроенные к новым двигателям промышленные группы.
Однако борьба велась не только с изобретением, но и с самим изобретателем.