Этьен Ленуар

Этьен Ленуар — бельгийско-французский изобретатель и инженер-самоучка, создавший первый в мире практически пригодный двигатель внутреннего сгорания (1860 год). Его работы заложили основы для развития газовых и бензиновых двигателей, которые впоследствии привели к появлению автомобильной промышленности.

Биография

Этьен Ленуар родился 12 января 1822 года в местечке Мюсси-ла-Виль (ныне — часть коммуны Сен-Леже-пре-Труа) в провинции Люксембург, входившей тогда в состав Объединённого королевства Нидерландов (ныне — территория Бельгии). Семья была небогатой, и юный Ленуар не получил систематического образования. В 1838 году, в возрасте 16 лет, он переехал в Париж, где устроился работать официантом в ресторане. Параллельно он посещал вечерние курсы и занимался самообразованием, изучая механику, химию и электротехнику.

В Париже Ленуар сменил несколько профессий: работал чертёжником, техником на телеграфной линии, а затем поступил на службу в небольшую мастерскую по эмалированию металлов. Там он проявил изобретательские способности, предложив несколько усовершенствований в технологии нанесения эмали. Однако его главным интересом оставалось создание компактного и эффективного теплового двигателя, который мог бы заменить громоздкие паровые машины.

Двигатель Ленуара

Принцип работы и конструкция

В 1859 году Ленуар приступил к разработке двигателя, работающего на светильном газе — смеси водорода, метана и оксида углерода, которая широко использовалась в то время для уличного освещения. Ключевой особенностью его конструкции было отсутствие сжатия топливовоздушной смеси перед воспламенением, что отличало его от более поздних двигателей.

Двигатель Ленуара был двухтактным, работающим по следующему циклу:

1. Впуск и зажигание: Поршень движется от верхней мёртвой точки (ВМТ) к нижней (НМТ). В цилиндр через золотниковый распределитель поступает смесь воздуха и светильного газа. Примерно на половине хода поршня (вблизи НМТ) смесь поджигается электрической искрой от катушки Румкорфа и гальванической батареи.
2. Рабочий ход: Сгорание газа вызывает резкое расширение продуктов сгорания, которые толкают поршень обратно к ВМТ. Это единственный рабочий такт за два оборота коленчатого вала.
3. Выпуск: При обратном движении поршня к ВМТ открывается выпускной клапан, и отработанные газы выбрасываются в атмосферу.

Таким образом, за один полный цикл (два хода поршня) совершался только один полезный ход. Двигатель был тихоходным (до 100–120 об/мин), имел большой расход топлива и низкий термический КПД (около 4–5%). Однако по сравнению с паровыми машинами того времени он был компактнее, не требовал котла и топки, мог быстро запускаться и не нуждался в постоянном наблюдении за уровнем воды.

Первый патент и демонстрация

23 января 1860 года Ленуар получил французский патент № 43624 на «двигатель, работающий на расширенном газе». В том же году он построил первый действующий образец. 18 февраля 1860 года двигатель был впервые запущен в мастерской Ленуара в Париже. Он развивал мощность около 2 лошадиных сил (1,5 кВт) при диаметре цилиндра 180 мм и ходе поршня 300 мм.

Демонстрация двигателя вызвала большой интерес. В 1862 году Ленуар установил свой двигатель на трёхколёсную повозку, которая, по некоторым данным, проехала около 10 километров от Парижа до местечка Жуанвиль-ле-Пон. Это был один из первых в истории автомобилей с двигателем внутреннего сгорания. Однако из-за несовершенства системы зажигания и охлаждения, а также низкой мощности, машина не получила практического распространения.

Коммерциализация и производство

В 1860-х годах двигатели Ленуара начали выпускаться серийно. Французская компания «Société des Moteurs Lenoir» (Общество двигателей Ленуара) наладила их производство в Париже. Двигатели мощностью от 1 до 6 л.с. использовались для привода стационарных машин: насосов, станков, типографского оборудования, вентиляторов. К 1865 году было произведено около 400 таких двигателей. Они пользовались спросом в небольших мастерских и на предприятиях, где не требовалась большая мощность, но была важна компактность и простота обслуживания.

Однако коммерческий успех был недолгим. Двигатели Ленуара были прожорливы: на 1 л.с. в час расходовалось около 2,5–3 м³ светильного газа. Стоимость газа была высокой, и эксплуатация двигателя обходилась дороже, чем паровой машины аналогичной мощности. Кроме того, из-за отсутствия сжатия и плохого охлаждения двигатель быстро перегревался, требовал частой смазки и ремонта.

Сравнение с двигателем Отто

В 1867 году на Всемирной выставке в Париже немецкий изобретатель Николаус Отто продемонстрировал свой газовый двигатель, который работал по принципу сжатия топливовоздушной смеси перед воспламенением. Это позволило резко повысить КПД (до 12–15%) и снизить расход газа. Двигатель Отто был тише, экономичнее и надёжнее. В 1876 году Отто создал четырёхтактный двигатель, который стал основой для всех последующих поршневых ДВС.

Двигатель Ленуара, не имевший сжатия, оказался тупиковой ветвью развития. К началу 1880-х годов его производство было полностью вытеснено более совершенными двигателями Отто, а затем и Даймлера. Сам Ленуар не смог конкурировать с технически более продвинутыми конструкциями.

Другие изобретения

Помимо двигателя внутреннего сгорания, Ленуар занимался и другими разработками. Он изобрёл:

• Электрический тормоз для поездов (1865 год) — устройство, использующее электромагниты для прижатия тормозных колодок.
• Электрическую систему зажигания — усовершенствовал катушку Румкорфа и разработал искровой разрядник для своего двигателя.
• Телеграфный аппарат — одна из ранних конструкций, позволявшая передавать сигналы на расстояние.
• Способ нанесения эмали на металл — технология, которую он применял в своей первой мастерской.

Однако ни одно из этих изобретений не получило такого широкого признания, как его двигатель.

Критика и оценка

В исторической перспективе вклад Этьена Ленуара оценивается неоднозначно. С одной стороны, его двигатель был первым в мире серийным ДВС, который реально работал и нашёл практическое применение. Он доказал жизнеспособность идеи использования газа в качестве топлива для поршневых машин. Ленуар первым применил электрическое зажигание от искры, что стало стандартом для всех последующих бензиновых двигателей.

С другой стороны, его конструкция была технически несовершенна и не могла конкурировать с более эффективными двигателями Отто. Ленуар не сумел довести свой двигатель до ума, не внедрил сжатие смеси и не создал компактного транспортного средства. Его автомобиль остался лишь экспериментальным прототипом. В отличие от Даймлера, Бенца или Отто, Ленуар не основал автомобильной компании и не стал промышленником.

Тем не менее, в истории техники Ленуар занимает почётное место как пионер, который первым перешёл от теоретических разработок к практическому производству двигателя внутреннего сгорания. Его работы послужили толчком для дальнейших изобретений в этой области.

Интересные факты

• Двигатель Ленуара был настолько шумным, что его часто устанавливали в отдельных помещениях, изолированных от мастерских.
• Первый двигатель Ленуара работал на светильном газе, который был взрывоопасен. Утечки газа нередко приводили к пожарам.
• Ленуар никогда не получал формального инженерного образования и был самоучкой.
• В 1860-х годах двигатели Ленуара устанавливались на небольшие суда и лодки для прогулок по Сене.
• Сам Ленуар умер в бедности 4 августа 1900 года в Париже, не дожив до эпохи массового автомобилестроения.

Источники

• Энциклопедия «Британника» (Encyclopaedia Britannica), статья «Étienne Lenoir».
• Журнал «Техника — молодёжи», № 8, 1985 год, статья «Первый двигатель внутреннего сгорания».
• Книга «История автомобиля» (под ред. В. И. Анохина), 1976 год.
• Материалы Музея науки и техники (Париж, Франция).
• «The Automobile: A History» by James J. Flink, 1970.