Русские дизели. Как Россия неожиданно стала одним из лидеров мирового двигателестроения
В один студёный зимний день 1898 года главного инженера завода «Людвиг Нобель» шведа Нордстрема пригласили в кабинет патрона. Нордстрем отворил тяжёлую дубовую дверь и увидел директора, задумчиво склонившего голову над какими-то чертежами. Поздоровавшись, Людвиг Эммануилович пригласил мастера к столу и спросил:
— Скажите, Нордстрем, как быстро мы сможем освоить выпуск двигателя такой конструкции?
Опытный инженер неторопливо просмотрел чертежи и описания, затем презрительно усмехнулся и спокойно молвил:
— Я вижу перед собой чертеж 20-сильного керосинового мотора, весьма далекого от технического совершенства и имеющего ряд конструктивных изъянов. Придется вносить много переделок, и…
- Вы меня не поняли, - вежливо перебил инженера Нобель. - Я хочу услышать ваше мнение: как скоро вы сможете приспособить этот двигатель для работы на нефти?
- Задача трудновыполнимая, - невозмутимо ответил Нордстрем. - Но я уверен, что мы изготовим такой мотор, даже если для этого придется полностью изменить его конструкцию. Я ручаюсь за профессионализм наших инженеров и техников. Но не обещаю, что это произойдет очень быстро, придется много делать и потратить много времени на обдумывание того, как лучше всего сделать.
Эммануил Людвигович с удовольствием выслушал слова главного инженера, и его сердце наполнялось гордостью. Нобелю было приятно осознавать, что он не просто предприниматель, делец, спекулянт. Он считал себя в первую очередь одним из главных промышленников России, привносящим в эту огромную, медленно развивающуюся державу самые передовые достижения технического прогресса. И ему было чем гордиться: работающие на его предприятии инженеры и техники по своей квалификации ничем не уступали лучшим представителям этой среды, трудящимся на крупнейших заводах Европы, а порой даже их превосходили.
Конструкторы и рабочие опытного цеха завода Нобеля трудились не покладая рук, и уже в следующем, 1899 г. первый в России двигатель высокого сжатия с самовоспламенением топлива был построен, испытан и готов к установке на производство. За год коллективу КБ удалось сделать то, на что их немецким коллегам потребовалось несколько лет.
От немецкого прототипа двигатель унаследовал лишь общие конструктивные особенности, в частности вертикальное расположение цилиндра. При разработке опытного образца инженеры сразу же начали вносить необходимые изменения. В итоге топливный насос, форсунка и компрессор получились оригинальной русской конструкции.
Поскольку двигатель работал на сырой нефти, пришлось разработать иную (чем у «патентного» двигателя) систему подачи топлива. Расход нефти составлял 221-246 грамм на 1 л.с.ч., результат по тем временам очень хороший. Мотор работал ровно при любых нагрузках, не дымил, развивал 26 л. с. при 193…195 об/мин и показывал наилучший КПД 27,9%. А самое главное – топливо в цилиндре сгорало полностью, практически не образуя нагар. Поэтому мотор не нуждался в частом осмотре поршней и колец, т.е. не требовал частых профилактических работ, связанных с простоем машины, и пускался в ход без особой сложности.
Отдельно стоит подчеркнуть, что в тот год техники Аугсбургского завода все еще доделывали опытный образец двигателя Дизеля, пытаясь добиться его устойчивой работы на производстве. Не лучшим образом дело обстояло и на остальных заводах по всему миру, где конструкторы и техники тоже упорно пытались «вдохнуть жизнь» в тепловую машину, приобретенную при покупке патента.
Поэтому русский мотор, построенный в 1899 г. на заводе «Людвиг Нобель», может быть по праву назван одним из первых серийных двигателей высокого сжатия в мире. И еще он стал первым серийным двигателем с воспламенением от сжатия, приспособленным для работы на сырой нефти.
Он хорошо зарекомендовал себя в деле, и в 1900 г. завод выпустил уже 7 двигателей собственной конструкции общей мощностью 190 л. с. Причем в их числе имелись двухцилиндровые, а также новая модель 30-сильного двигателя измененной конструкции: водяная рубашка была отлита заодно с цилиндром, а рабочая втулка в него вставлялась свободно.
В 1901 году заводом было произведено 14 двигателей, в 1902 – 20, в 1903 – 37 общей мощностью 1850 л. с. Тем временем в заводском КБ продолжалась работа по усовершенствованию первоначальной конструкции. Например, с 1902 г. впервые в мире в серийных моторах данного типа была применена бескрейцкопфная (тронковая) конструкция кривошипно-шатунного механизма. Данное инженерное решение позволило существенно снизить высоту двигателей и уменьшить их вес.
При переходе к более крупным моделям инженеры завода Нобеля, столкнувшиеся с недостатками применяемой заграничными заводами системы перепуска, вместо нее первыми в мире применили компрессоры т.н. «системы компаунд», что улучшило характеристики двигателей.
Отдельно стоит отметить высокий уровень оснащения научно-технической лаборатории завода. Например, в 1903-1904 гг. при проектировании двухтактных двигателей с целью тщательного изучения процессов, происходящих в цилиндре при сгорании топлива, были изготовлены экспериментальные моторы со стеклянными стенками цилиндров. Что помогло КБ завода «Людвиг Нобель» разработать и поставить на производство двухтактные двигатели высокого сжатия собственной оригинальной конструкции.
Двигатели выпуска 1899-1900 гг. были установлены на С.-Петербургском Орудийном заводе и мастерских Товарищества «Бр. Нобель» в Баку. Другие двигатели применялись для привода насосов и компрессоров. Особенно примечателен факт установки в 1902 г. на керосинопроводе Баку-Батум трех моторов для привода быстроходных насосов. Каждый имел мощность 100 л. с., а в качестве охлаждающей жидкости использовался перекачиваемый керосин.
С 1902 года новые двигатели завода начинают постепенно находить применение на фабриках, мельницах и электрических станциях, повсеместно вытесняя паровые машины. В этом же году Э.Л. Нобель, заинтересованный в крупномасштабном производстве таких моторов и связанным с этим повышением спроса на нефть, в обмен на различные технические изобретения переуступил свою русскую привилегию (патент) Акционерному обществу «Коломенский машиностроительный завод», которое с 1904 г. наладило серийный выпуск «дизельных» двигателей конструкции завода «Людвиг Нобель».
Не останавливаясь на достигнутых успехах, Эммануил Людвигович Нобель в 1902 г. поставил перед своими инженерами очередную задачу: приспособить выпускаемые стационарные двигатели в качестве судовых. Задача была непростой, поскольку судовой двигатель не только должен работать в широком диапазоне оборотов, но и иметь «реверс» — режим, при котором коленчатый вал вращается в обратную сторону, чтобы судно могло двигаться задним ходом.
Построить реверсивный двигатель высокого сжатия до этого еще никому не удавалось, задача требовала долгой проработки, но применить двигатели на судне требовалось уже сейчас. И находчивые инженеры предприятия обошли этот конструктивный ребус достаточно оригинальным способом.
В итоге заводом АО «Сормово» при участии инженеров завода «Людвиг Нобель» в 1903 г. был построен первый в России (некоторые историки называют его первым в мире) теплоход – керосиновая наливная самоходная баржа (танкер) для Волги, получившая имя «Вандал». Три судовых двигателя мощностью по 120 л. с. вращали генераторы, а те вырабатывали электричество для электромоторов, связанных с судовыми винтами.
Так были решены задачи регулирования скорости судна и получения заднего хода. В результате в России было построено доселе невиданное на свете судно – «дизельэлектроход». Но громоздкость и плохая топливная экономичность машинной установки побудили инженеров завода «Людвиг Нобель» применить иное конструктивное решение.
В 1904 году был построен второй теплоход – наливная баржа «Сармат», где система передачи мощности от моторов к винтам была разработана инженером завода «Людвиг Нобель» итальянцем Ч.А. Дель-Пропосто. На одной оси с валом каждого двигателя мощностью по 180 л. с. (по другим сведениям 2х240 л. с.) помещались динамо (генератор), сцепная муфта, электромотор и гребной винт. При ходе «вперед» двигатель работал непосредственно на винт, а динамо и электромотор вращались вхолостую. При ходе «назад» муфта расцеплялась и двигатель, не меняя направления вращения, работал только на динамо, вырабатывающее ток для своего электромотора, вращавшего гребной винт в обратном направлении. Такое техническое решение обеспечивало приемлемую топливную экономичность на протяжении практически всего эксплуатационного времени.
Успешное применение столь оригинальных и достаточно сложных для той эпохи конструктивных решений прославило скромные баржи на весь мир. Фотографии русских теплоходов помещались на обложках известнейших технических журналов, люди по всему свету с восхищением произносили их странные, будто вышедшие из скифских курганов древнеславянские имена.
Но энергичный Нобель не желал останавливаться на достигнутом. Он видел для своих двигателей более почетное место.
Эммануила Людвиговича целиком захватила новая смелая затея – оснастить двигателями высокого сжатия боевые корабли российского флота, что на порядок повысило бы их маневренность и автономность (запас хода по топливу), а значит, улучшило боеспособность и в итоге сделало бы русский флот сильнейшим в мире.
Этот неординарный человек, награжденный несколькими российскими орденами, порой и сам не мог разобраться, где его частный интерес перерастает в государственный, и где государственная выгода переходит в частную выгоду Нобеля. Он бы вполне мог удовлетвориться огромными доходами, получаемыми от быстрого развития нефтяного дела и машиностроения. Но Эммануил Людвигович по складу характера был создателем, его деятельная натура требовала постоянного роста, постоянного движения и преодоления возникающих трудностей.
Продолжение следует...
Информация