Первые автомобили Г. Даймлера и К. Бенца

Первые автомобили Г. Даймлера и К. Бенца

Готлиб Даймлер (1834—1900) родился в германском местечке Шорндорф в Вюртемберге. Окончив Латинскую школу, он поступил учеником в оружейную мастерскую. После четырех лет ученичества за выполненную им конкурсную работу — двухствольный пистолет — решением экзаменационной комиссии Даймлер был переведен в рабочие (можно себе представить престиж рабочей специальности!). Проработав на разных заводах и окончив техническое училище, он стал мастером. Когда почувствовал, что ему не хватает теоретических знаний, поступил в Штутгартский политехнический институт, который благодаря предшествующему опыту практической работы закончил досрочно. Затем в качестве инженера работал на разных заводах. Побывал во Франции, где познакомился с газовым двигателем Ленуара, и в Англии. Некоторое время он занимал должность директора завода-приюта Брудерха-ус в г. Карлсруэ. Там он познакомился с воспитанником этого приюта чертежником Вильгельмом Майбахом (1864—1929) — будущим другом и соратником.

Когда в 1872 г. Даймлер был назначен директором двигателестроительной фирмы Н. А. Отто и Лангена “Гасмоторен-фабрик Дойц” , он рекомендовал Майбаха на пост главного инженера. После нескольких лет работы на этом предприятии между Даймлером и Отто стали возникать разногласия. Некоторые историки техники считают, что самолюбие Даймлера было задето тем, что не ему, а Отто принадлежит честь создания в 1876 г. 4-тактного двигателя. Во всяком случае Отто стал предпринимать шаги, чтобы сместить Даймлера с поста директора, предлагая ему возглавить филиал фирмы в Вене, а также поехать в командировку в Россию. С последним предложением Даймлер согласился.

В сентябре 1881 г. Даймлер едет в Москву, оттуда — в Петербург, Ригу, Новгород, снова в Москву, а затем в Нижний Новгород. Согласно его путевым заметкам он бы изумлен той индустриальной активностью, “о которой люди на Западе знают очень мало и о которой имеют совершенно ложное представление: здесь же все взывает к техническому прогрессу” . К сожалению, не лучшее представление о промышленности России конца XIX — начала XX вв. имеют и наши сегодняшние соотечественники. Некоторые западные историки техники считают, что именно необъятные просторы России навеяли Даймлеру мысль о необходимости создания нового вида безрельсового транспорта. Но возможно и другое. Вращаясь в промышленных кругах Петербурга с целью изыскать возможность организации в России филиала двигателестроительного завода, Даймлер мог узнать о развернувшейся в то время кампании по постройке дирижабля О. Костовича с предложенным им двигателем внутреннего сгорания (об этом будет рассказано в свое время).

В декабре того же года, посетив еще Тулу, Харьков, Одессу, Лодзь и Краков, Даймлер возвращается в Германию. Вскоре он покидает фирму “Дойц” и основывает совместно с Майбахом собственную мастерскую в г. Канштатте.

В конце 1883 г. Даймлер получает патент ДРП 28022 на горизонтальный 4-тактный двигатель, который был построен и испытан в 1884 г. — первый относительно быстроходный двигатель (с частотой вращения 600 об/мин против 180 об/мин у двигателей Отто). Для достижения этого результата Даймлеру пришлось преодолеть трудности, связанные с системой зажигания. Как и у двигателей Отто, для воспламенения рабочей смеси (газа с воздухом) использовалась горелка (электрическое зажигание Даймлер посчитал слишком сложным). Но, хотя в двигателях Отто открытие запального отверстия золотником и перенос пламени в полость цилиндра допускали регулировку момента вспышки, эта система ограничивала возможность повышения степени сжатия и числа оборотов коленчатого вала. Пожертвовав регулировкой момента вспышки, Даймлер применил запальную трубку, закрытую с внешней стороны и открытую внутрь цилиндра. Трубка постоянно поддерживалась пламенем горелки в состоянии красного каления. В конце такта сжатия горючая смесь проникала в трубку и воспламенялась. Чтобы не повторяться, скажем, что пришедшее на смену воспламенению смеси открытым пламенем зажигание при помощи запальной трубки использовалось на двигателях даймлеровского типа до 1898 г. Несмотря на то что в 1884 г. Даймлером был получен патент на двигатель, у которого выпускной и впускной клапаны имели механический привод (от единственной штанги), у первого рассмотренного двигателя впускной клапан был “атмосферным” : он открывался во время такта всасывания в результате разрежения, которое преодолевало силу пружины, прижимавшей его к седлу. То же самое было и на последующих двигателях Даймлера. Для открытия же выпускного клапана был применен интересный механизм. Помещенный в картер двигателя маховик имел на своем торце петлеобразную канавку, по которой скользил сухарик. На каждом втором обороте коленчатого вала сухарик поднимался вверх и через связанный с ним рычаг приподнимал клапан, так что не требовалось для открытия клапана ни кулачкового вала, ни приводящей его в движение пары шестерен с передаточным отношением 2:1. Также Даймлер пытался конструировать и мотоциклы, которые в 20 веке стали производить в Японии (источник - сайт https://japanlife-moto.ru/).


Следующий двигатель Даймлера (существование которого подтверждено документально) был построен в 1885 г. и защищен патентом ДРП 34926 от 3 апреля того же года. В отличие от своих предшественников он получил вертикальное расположение цилиндра с коленчатым валом, помещенным снизу (рис. 9). Скажем сразу, что такую компоновку двигателя приписывают российскому инженеру Б. Г. Луцкому (работам которого будет посвящен целый раздел). Устройство этого двигателя аналогично первому быстроходному двигателю Даймлера, но, кроме измененной компоновки, к числу его деталей был добавлен карбюратор: двигатель предназначался для работы на бензине. Бензин к тому времени был известен, хотя и имел ограниченное применение как растворитель и дезинфицирующее средство, заменяющее спирт. Продавался он, как правило, в тогдашних аптеках.


Промышленники, занимавшиеся нефтеперегонкой для получения керосина, рассматривали бензин как вредный побочный взрывоопасный продукт и чаще всего сжигали его в факелах. Лишь с распространением автомобилей было развернуто его крупномасштабное производство. Карбюратор, предназначенный для получения рабочей смеси бензина с воздухом, представлял собой резервуар, в котором с поверхности налитого бензина испарялись его пары. Это был карбюратор “испарительного типа” .

Вертикальный двигатель Даймлера имел размер цилиндра 52X100 мм (диаметр и ход поршня), рабочий объем цилиндра 0,262 л. При частоте вращения коленчатого вала 600 об/мин двигатель развивал мощность 0,5 л. с. Масса двигателя была 40 кг. В результате его литровая мощность равнялась 2,38 л. с./л, а удельная масса 83,6 кг/л. с.

Описанный двигатель, явно предназначенный для транспортных целей, был в ноябре 1885 г. установлен Даймлером на примитивный мотоцикл, на котором была совершена пробная поездка. Двигатель был установлен внутри базы (т. е. между колесами) мотоцикла, как это делается и теперь. Согласно патенту 36423, привод от двигателя на заднее колесо осуществлялся при помощи кожаного ремня, натягиваемого роликом. На фактически же построенном мотоцикле (рис. 10) привод был другим: от ремня сначала приводился в движение шкив, спаренный с шестеренкой, а от нее усилие передавалось на зубчатый венчик, прикрепленный к колесу. Судя по тому, что Даймлер и созданная им впоследствии фирма никогда больше к двухколесным моторным транспортным средствам не возвращались, этот “протомотоцикл” явился лишь средством для проверки работопригодности двигателя. Кстати, упомянутый мотоцикл развивал скорость 12 км/ч.

В 1886 г. Даймлер построил 4-колесный автомобиль (рис. 11), двигатель для которого был сделан по заказу фирмой “Эсслингер Машиненфабрик” , а ходовая часть — экипажной фабрикой “Вимпф” . Передняя ось экипажа поворачивалась целиком на центральном шкворне. Двигатель был той же конструкции, что и у мотоцикла, и охлаждался воздухом, хотя и не имел на цилиндре ка-ких-либо ребер, увеличивающих охлаждающую поверхность. Весной 1887 г. охлаждение было переделано на водяное. Двигатель имел рабочий объем 0,46 л при размере цилиндра 70Х120 мм; мощность 1,61 л. с. при частоте вращения коленчатого вала 600 об/мин, литровую мощность 2,6 л. с./л и удельную массу 83 кг/л. с. С таким двигателем автомобиль развивал скорость до 18 км/ч.


У автомобиля Даймлера перемена передач осуществлялась переброской двух кожаных ремней с одних шкивов на другие (как это уже давно практиковалось для изменения скорости вращения различных станков). От промежуточной оси трансмиссии усилие передавалось на колеса посредством шестерен.

Историки автомобиля отмечают, что вначале Даймлер не предназначал свой двигатель только для автомобиля, но рассматривал его как многоцелевой. В 1886 г. двигатель был поставлен на лодку, позже на узкоколейный локомотив и дирижабль. Запатентован автомобиль Даймлером не был. Патент на автомобиль получил в 1886 г. другой немецкий изобретатель К. Бенц.

Карл Бенц, (1844—1929) родился в Мюльбурге, пригороде Карлсруэ. Там же учился в школе, именуемой лицеем, и Политехническом институте. Работал на разных заводах. В 1877 г. сконструировал 2-тактный газовый двигатель, построенный фирмой “Манхаймер Гасмоторенфабрик” , компаньоном которой он стал. В октябре 1883 г; совместно с другими предпринимателями основал фирму “Бенц и К° Райнише Г асмоторенфабрик” . В 1884 г., когда возникли признаки того, что патент Н. А. Отто на 4-тактный двигатель будет аннулирован, Бенц занялся двигателями этого типа.

Возможно, что уже в 1885 г. Бенцом был построен 3-колесный автомобиль с относительно быстроходным одноцилиндровым 4-тактным двигателем. Рама автомобиля была выполнена из стальных труб, а колеса были велосипедного типа с проволочными спицами (ходовая часть была изготовлена по заказу одной из велосипедных фабрик). Бенц дал название своему изобретению “Велосипед” и 29 января 1886 г. получил на него патент № 37435. В отличие от Даймлера Бенц установил на свой автомобиль горизонтальный двигатель. Интересной особенностью двигателя было то, что его коленчатый вал располагался вертикально и соответственно маховик вращался в горизонтальной плоскости, как это можно видеть на фотографии (рис. 12). Бенц объяснял такое расположение маховика стремлением избежать гироскопического эффекта (эффекта волчка), могущего якобы помешать управлению автомобилем.

Функцию впускного клапана двигателя выполнял скользящий золотник, а выпускной клапан был тарельчатым. Оба они имели механический привод от кулачка, который приводил в действие выпускной клапан и одновременно служил эксцентриком, перемещавшим впускной золотник. Карбюратор был испарительного (барботажного) типа, зажигание — электрическое от катушки Румкорфа и батареи. Двигатель первого автомобиля Бенца имел размер цилиндра 91,4X150 мм, рабочий объем 0,99 л и при частоте вращения коленчатого вала 315 об/мин развивал мощность 0,88 л.с. Литровая мощность двигателя была 0,9 л.с./л, а удельная масса примерно 90 кг/л.с. Двигатель обеспечивал скорость движения автомобиля до 15 км/ч. Трансмиссия автомобиля включала в себя пару конических шестерен, при помощи которых усилие от двигателя передавалось на шкив, а от него ремнем на другой шкив, сидящий на одной оси с дифференциальным механизмом. От полуосей, имевших на своих концах звездочки, передача осуществлялась при помощи цепей на задние колеса.


При сопоставлении автомобилей Даймлера и Бенца можно констатировать следующее. По развиваемой ими скорости движения (соответственно 18 и 15 км/ч) оба они могли конкурировать с конными экипажами, средняя скорость которых была 10 км/ч (а на непродолжительное время доходила до 15 км/ч), а “коммерческая” скорость (учитывающая время отдыха и кормления лошадей) оценивалась в 30—40 км в день. В отличие от Даймлера, который установил свой двигатель на незначительно переделанный конный экипаж, Бенц создал конструкцию, объединяющую двигатель и ходовую часть в единое целое. Оба автомобиля были заднемоторными (у Даймлера двигатель был помещен перед задней осью, у Бенца за ней). И тот, и другой по своей ходовой части были близки к тому, что здесь было названо “протоавтомобилями” , но их двигатели по частоте вращения резко выделяются из числа предшественников. По своим параметрам (свойствам, которые могут быть измерены) двигатель Даймлера оказался совершеннее, чем двигатель Бенца: его литровая мощность 2,6 л. с./л (против 0,9 л. с./л), удельная масса 83 кг/л. с. (против 90 кг/л. с.) и расход топлива, который уже на двигателе мотоцикла Даймлера был равен 375 г/л.с.ч, у автомобиля Бенца — 860 г/л.с.ч. Но и у двигателя Бенца были свои преимущества — относительная простота и компоновка, благодаря которым его могли без труда строить заводы, выпускающие горизонтальные газовые и керосиновые двигатели.

Основные особенности двигателей, которые здесь были сопоставлены, получили свое дальнейшее развитие в разработках этих изобретателей, а также были заимствованы другими фирмами. Важно подчеркнуть, что от Бенца и Даймлера ведут свое начало две конструктивные линии автомобильных двигателей — с горизонтально и вертикально расположенными цилиндрами. Судя по сохранившимся фотографиям, достоверна постройка с 1886 по 1889 г., по крайней мере трех 3-колесных автомобилей Бенца (один из них имел колеса с тонкими металлическими спицами, другой — с более толстыми, а у третьего спицы были деревянными). Один из этих автомобилей был продан французу Эмилю Роже, который показал его на Парижской выставке 1889 г. Даймлер в том же 1889 г. сконструировал новую модель автомобиля, который вскоре поступил в продажу.

Дубовской В. И.

Admin добавил 09.11.2013 в 20:36
Вы можете дополнить или изменить данную статью, нажав кнопку Редактор