Лев Гумилевский - Создатели двигателей

Продолжая свою политику, Нобель поделился заказом военного министерства с Коломенским заводом и передал ему готовые чертежи двигателей для канонерских лодок. Сам же Нобель, пользуясь опытом постройки судовых установок, поставил перед заводом задачу конструирования быстроходных двигателей.

Двигатели Дизеля в их первоначальном виде не отличались быстроходностью. В качестве двигателей для динамо-машин они имели, таким образом, существенный недостаток, не давая динамо-машине при непосредственном соединении на одном валу нужного ей большого числа оборотов.

Судовые дизели «Сармата» отличались от обычных стационарных двигателей своей легкостью и большим числом оборотов. По этому пути снижения веса двигателя и повышения числа оборотов Нобель и направлял работу конструкторского бюро.

Появление быстроходных дизелей весьма способствовало распространению «дизель-динамо», особенно после того, как русскому заводу, опять-таки первому в мире, удалось сконструировать двигатель мощностью в 200 лошадиных сил в одном цилиндре. Таким образом, восьмицилиндровый дизель мог развивать мощность уже в 1600 лошадиных сил.

На этом пределе дизели держались довольно долго и за границей. Дизельными установками такой солидной мощности могли пользоваться крупные промышленные предприятия. Чтобы окончательно убедить предпринимателей в полной приспособляемости дизеля для любой работы, неугомонный нефтепромышленник осуществил на Пермском заводе очень интересную силовую установку. Здесь двигатели Дизеля работали параллельно с паровыми. Опыт увенчался успехом, рассеяв последние сомнения в отношении новых двигателей. Теперь они окончательно сравнялись с паровыми в смысле широты их практического применения.

Первая русская революция, пронесшаяся грозным предвестником Октября, несколько смяла широкие планы Нобеля. Но в следующем году, принимая от Балтийского судостроительного завода заказ на двигатели для подводной лодки «Минога», Эммануил Нобель воспрянул духом.

Условия для этого заказа были необычны: ограничивались место для установки и вес двигателей. Кроме того, заводу предложено было отказаться от электрической передачи, соединить дизель прямо с гребным винтом и сделать его реверсивным. Нобель не принял на себя гарантию, что заказ будет выполнен, но за работу взялся.

К этому времени завод «Братья Зульцер» в Швейцарии сделал крупный шаг вперед. Воспользовавшись предложением английского изобретателя и адвоката по патентным делам Дугласа Кларка, завод построил двухтактный двигатель Дизеля, а затем вскоре осуществил на этом двигателе и реверс. Таким образом был создан настоящий судовой дизель, работающий непосредственно на винт.

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 должен был иметь мощность почти вдвое большую.

Двухтактный процесс, предложенный Кларком, состоит в следующем: 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. Таким образом, к началу нового цикла цилиндр оказывается наполненным чистым воздухом. Поднимаясь, поршень сперва закрывает окна, а затем дальнейшим своим ходом начинает сжимать этот воздух и, дойдя до верхней мертвой точки, доводит воздух в камере до обычного для двигателя сжатия. Это и есть первый такт двухтактного процесса, ход сжатия.

В конце этого и начале второго обратного хода поршня через форсунку поступает горючее, вспыхивающее в раскаленном сжатием воздухе, и начинается расширение продуктов сгорания, которое толкает поршень. 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. Вопрос этот остается нерешенным и до сих пор. Конечно, один рабочий ход на два такта вместо четырех повышает мощность двухтактного двигателя. Но очистка цилиндра от продуктов сгорания, производящаяся все-таки неполностью, снижает действительную мощность двигателя, так что при одинаковых мощностях двухтактный двигатель расходует несколько больше горючего, чем четырехтактный.

Преимущество двухтактного двигателя заключается в том, что реверс в нем осуществить гораздо легче, чем в четырехтактном, так как основным затруднением для реверса служит трудность пуска в ход двигателя при любом положении кривошипа. Двухтактность цикла упрощает задачу, и реверс конструкторы завода «Братья Зульцер» осуществили одновременно с созданием двухтактного двигателя.

Поскольку задача создания судового двигателя была выполнена на не испытанном еще в практической работе двухтактном двигателе, «Русский дизель» взялся за конструирование четырехтактного реверсивного двигателя. В течение двух лет ему удалось добиться цели. Такой двигатель завод построил в 1908 году. Впоследствии на годовом собрании «Общества немецких инженеров» профессор Ремберг, оценивая различные системы реверса, признал, что «русская система представляет вполне совершенное и весьма ценное разрешение задачи».

Блестящую характеристику двигателю дал также профессор Быков, производивший испытания новой машины. Оборудовав такими двигателями ряд подводных лодок, Нобель начал внедрять эти двигатели в Волжское и Каспийское судоходство.

Наконец — и это был блестящий ход ловкого коммерсанта — на старой паровой шхуне «Роберт Нобель» была произведена демонстративная замена паровых машин двигателями Дизеля вместо ремонта котлов. Поставленные сюда реверсивные двигатели имели мощность в 500 лошадиных сил. Результаты первой навигации были изумительны. В качестве парохода, как всем было известно, «Роберт Нобель» сжигал за рейс от Баку до Астрахани сорок восемь тонн нефти. Став теплоходом, за тот же рейс «Роберт Нобель» израсходовал всего только девять тонн, причем теперь, при легкости дизельной установки, он имел уже вместимость вместо прежних 1500 тонн — 1750 тонн.

Таков был наглядный урок, данный Нобелем всем, кто еще сомневался в выгодности судовых дизелей. Волжские пароходчики были потрясены. Коломенский завод выполнил дизельные установки на семи волжских судах и приступил к постройке серии огромных волжских теплоходов, отделывавшихся с невиданной до сих пор роскошью.