Jean Etienne Lenoir - từ Garcons đến nhà phát minh nổi tiếng thế giới
Con đường dài đến với phát minh
Thập kỷ thứ ba của thế kỷ 19 đã bắt đầu, nhưng bất chấp nỗ lực của nhiều nhà phát minh khác nhau, một động cơ đốt trong hoạt động được vẫn chưa bao giờ được thiết kế và đưa vào sản xuất. Động cơ hơi nước thống trị tối cao trong ngành công nghiệp.
Và vào năm 1822, tại một thị trấn nhỏ của Bỉ, Jean Etienne Lenoir sinh ra trong một gia đình của một thương gia nhỏ, người đã trưởng thành và đã sửa chữa khuyết điểm này.
Cha anh qua đời khi cậu bé mới 16 tuổi và khi còn nhỏ, Jean đã sớm trải qua khó khăn. Và khi đứa trẻ chưa đầy XNUMX tuổi, một bi kịch khác đã xảy ra - mẹ cậu, một người Paris bản địa, đã qua đời. Một cậu bé mồ côi đi bộ để tìm kiếm vận may ở Paris, nơi chú (anh trai của mẹ) sống, một kỹ sư thành đạt.
Biệt thự của chú anh ta đã gây ấn tượng khó phai mờ đối với chàng trai trẻ Lenoir, nhưng bản thân người họ hàng gần nhất hóa ra lại kém hấp dẫn hơn nhiều - anh ta đưa vài franc cho cháu trai mình thông qua một người hầu và khuyên anh ta nên ra ngoài. Để không chết vì đói, Jean xin làm garçon (bồi bàn) trong một nhà hàng nhỏ.
Trong thời gian khó khăn này (rõ ràng là do ấn tượng về sự giàu có của người chú kỹ sư thành đạt của mình), chàng trai trẻ nảy sinh niềm khao khát công nghệ mạnh mẽ: anh ta tiêu số tiền boa nhận được ở các trung tâm thương mại ở Paris, mua các ấn phẩm in có tài liệu về thiết kế. của động cơ nhiệt, và thậm chí còn vô tình mua được các tác phẩm của S. Carnot mà anh vẫn chưa hiểu gì về nó.
Theo thời gian, một sở thích mới hoàn toàn chiếm lấy tâm trí chàng trai trẻ, và Jean bắt đầu bị gánh nặng bởi nghề garçon mà anh đã gắn bó hơn hai năm. Sau khi đột ngột thay đổi cuộc đời, Lenoir nhận được công việc làm công nhân tại một nhà máy tráng men, nơi anh dần dần trở thành một kỹ thuật viên. Chẳng bao lâu sau, anh ấy nghĩ ra một phương pháp tráng men mới, nhờ đó anh ấy nhận được cổ tức ổn định từ người chủ và tình hình tài chính của anh ấy được cải thiện rõ rệt.
Như bạn đã biết, bất kỳ nhân viên nào dường như luôn được trả quá ít. Và rồi một ngày đẹp trời, Lenoir đưa ra yêu cầu người chủ phải trả nhiều tiền hơn cho phát minh của mình. Cái kết chuẩn mực: Jean bay ra đường, nhanh chóng ăn hết số tiền cuối cùng của mình, van xin và thậm chí phải chịu án 3 tháng tù vì tội kinh doanh trái phép (với tư cách là người tổ chức xưởng thợ khóa trái phép).
Kết quả là, Lenoir thất nghiệp và từng bị kết án, người đang phải vật lộn với cuộc sống gần chết đói, đã được Hippolyte Marinoni người Ý gốc Pháp thuê vào xưởng mạ điện của anh ta vì lòng thương hại. Chẳng bao lâu, Lenoir hiểu biết đã nghĩ ra một số phát minh để giảm chi phí sản xuất.
Ba năm sau, Jean phát minh ra một phương pháp mạ điện mới, nhưng sau khi rút ra kinh nghiệm trước đó, lần đầu tiên anh cấp bằng sáng chế cho nó và sau đó đề xuất nó với Marinoni. Sau khi đánh giá triển vọng sử dụng sáng chế, chủ xưởng đồng ý với các điều kiện đưa ra. Danh tiếng nghề nghiệp của Lenoir trên quy mô chủ sở hữu thậm chí còn tăng lên nhiều hơn, và kết quả là mối quan hệ của họ trở thành quan hệ đối tác và thậm chí là tình đồng chí.
Đối với nhà phát minh tương lai, đây là một thành công lớn: Marinoni, một thợ cơ khí và kỹ sư điện xuất sắc, sau đó đã trở thành người cố vấn và trợ lý cho người chủ. Và giờ đây, tiền bạc và thời gian rảnh rỗi xuất hiện cho phép Lenoir hoàn toàn đắm mình vào quá trình sáng tạo để thực hiện ý tưởng ấp ủ từ lâu - tạo ra một động cơ đốt trong rẻ tiền, hiệu quả.
Theo hồi ức của nhà phát minh, lúc đó câu hỏi chính khiến ông đau đầu là việc lựa chọn nhiên liệu để sử dụng cho động cơ tương lai của mình. Một sự việc đã giúp tôi quyết định.
Một ngày nọ, Jean đang ăn tối tại một nhà hàng nơi anh từng làm lính gác. Hệ thống ánh sáng trong đó được tổ chức bằng cách sử dụng các tia khí nhỏ đặt phía trên mỗi bàn. Nắp thủy tinh của hình nón phía trên bàn của Lenoir hóa ra đã bị vỡ, và Garçon đã đến gần và đề nghị dùng một ly rượu thay thế.
Trong khi Garçon đang tìm kiếm diêm, rất nhiều khí tích tụ dưới tấm kính; sau khi đốt nó, một vụ nổ nhỏ xảy ra và tấm kính bay lên không trung. Sau đó, Lenoir nảy ra ý tưởng sử dụng khí đốt chiếu sáng trong ô tô của mình, thứ luôn có sẵn ở Paris.
Công bằng mà nói, cần lưu ý rằng việc sử dụng khí đốt làm nhiên liệu đã được John Barber đề xuất vào năm 1791. Nhưng động cơ đốt trong của nó chưa bao giờ rời khỏi giai đoạn thiết kế thăm dò.
Lenoir là một người mù chữ về mặt kỹ thuật, có khả năng tự học, và trong hoàn cảnh đó, anh chọn con đường hợp lý nhất - anh quyết định làm quen với sự phát triển của những người đi trước. Ông dành nhiều tuần ở văn phòng cấp bằng sáng chế, nơi ông tìm kiếm một cách có hệ thống và liên tục tất cả các bằng sáng chế cho động cơ đốt trong. Bằng cách nghiên cứu phần mô tả của họ, Jean không chỉ thu được kiến thức kỹ thuật mà còn giống như một người thông minh, học hỏi không phải từ sai lầm của chính mình mà từ sai lầm của người khác.
Và dần dần, ý tưởng nảy sinh trong đầu một kỹ thuật viên trẻ tài năng để chế tạo một động cơ đốt trong khả thi, kết hợp tất cả những ý tưởng đúng đắn đã được phát hiện bởi các nhà phát minh đã mở ra con đường khó khăn này trước anh ta.
Smart Lenoir không phát minh ra động cơ từ đầu, ông đi theo một con đường đơn giản hơn, đồng thời phức tạp hơn - ông quyết định kết hợp nhiều giải pháp kỹ thuật đã được phát minh trước đó vào một thiết kế duy nhất, lấy từ mỗi phát minh (dường như đối với ông) nhiều nhất quan trọng và khả thi (quá trình sáng tạo phân tích cẩn thận nhiều bằng sáng chế mà Lenoir sau đó đã mô tả chi tiết).
Nhiệm vụ không hề dễ dàng vì có rất nhiều phát minh nhưng không một động cơ nào đạt được sự hoàn hảo về mặt kỹ thuật và không được đưa vào sản xuất hàng loạt. Jean đã lựa chọn và phân tích cẩn thận các vật liệu, không muốn vô tình lặp lại thiết kế đã được phát triển trước đó của người khác trong động cơ nhiệt của mình, rồi đấu tranh lại trước tòa để bảo vệ bằng sáng chế của chính mình.
Theo ngôn ngữ hiện đại, Lenoir (như ông đã nói trong hồi ký của mình) ngay cả trước khi bắt đầu xây dựng, đã thực hiện một nghiên cứu chuyên sâu về bằng sáng chế về sự phát triển của động cơ khí chưa bao giờ vượt qua giai đoạn nguyên mẫu và cuối cùng đã thu thập được một kho lưu trữ bằng sáng chế đàng hoàng.
Hoạt động này chắc chắn đã làm phong phú thêm cho anh những kiến thức thực tế sâu rộng. Nhưng kiến thức lý thuyết của anh ấy còn ít ỏi, điều này cuối cùng không khiến anh ấy nảy ra ý tưởng sử dụng phương pháp nén trước hỗn hợp dễ cháy trước khi đốt cháy - đối với anh ấy, dường như việc này chẳng mang lại lợi ích gì mà nó chỉ làm phức tạp thêm vấn đề. thiết kế của động cơ.
Do đó, phát minh của ông, được bảo vệ bởi bằng sáng chế của Pháp ngày 24 tháng 1860 năm XNUMX, theo cách phân loại động cơ đốt trong được đưa ra sau này, được phân loại là động cơ "không nén".
Như các nhà sử học lưu ý, Lenoir không chỉ thiết kế động cơ mới. Trong quá trình sản xuất và tinh chỉnh các mẫu hoạt động đầu tiên, nhà phát minh đã được giúp đỡ bởi Ippolit Marinoni, một thợ cơ khí giàu kinh nghiệm hơn Lenoir, đã bỏ rất nhiều công sức vào sự thành công của doanh nghiệp đã hình thành và kết quả là đã thể hiện thành công ý tưởng ý tưởng của nhà phát minh về kim loại Một số nhà thiết kế (đặc biệt là G. Guldner) tin rằng chính Marinoni là người đã phát triển một mô hình động cơ Lenoir được cân nhắc kỹ lưỡng mà sau này trở thành mẫu tiêu chuẩn.
Tuy nhiên, ban đầu Marinoni, người có hoạt động sản xuất được định hướng lại sang sản xuất các bộ phận cho động cơ hơi nước, đã nghi ngờ ý tưởng của Jean và từ chối tham gia vào dự án kinh doanh của ông. Mọi thứ trở nên đổ vỡ: Lenoir kiêu hãnh rời đến Anh vào tháng 1860 năm XNUMX, được cấp bằng sáng chế cho phát minh của mình ở đó và cố gắng thu hút sự quan tâm của các nhà công nghiệp Anh trong việc chế tạo động cơ. Nhưng họ cũng không tin tưởng vào phát minh của anh ấy và mời anh ấy trình bày một nguyên mẫu đang hoạt động trước tiên.
Kết quả là, nhà phát minh, suy sụp vì những khó khăn mà mình phải chịu đựng, tiêu hết tiền và lại trở thành kẻ ăn xin, quay trở lại Paris và rơi nước mắt cầu xin Marinoni hãy nhận anh ta làm một công nhân đơn giản, chỉ để cho phép anh ta từ từ sản xuất chiếc máy của mình. động cơ trong thời gian rảnh rỗi của mình.
Rõ ràng, Marinoni là một người đàn ông tốt bụng, anh ta lại nhận Lenoir vào nhà máy và thậm chí ngay sau đó, bắt đầu quan tâm đến ý tưởng của anh ta, bắt đầu giúp đỡ anh ta, giải quyết nhiều khó khăn về thiết kế nảy sinh trong quá trình chế tạo động cơ.
Nhờ đó, sự nhiệt tình và kinh nghiệm kỹ thuật làm việc song song đã mang lại kết quả thiết thực dưới dạng một sản phẩm khả thi.
Sự ra đời của động cơ
Động cơ được thiết kế tại nhà máy Marinoni rất đơn giản và hoạt động theo thuật toán gợi nhớ đến chu trình vận hành của động cơ hơi nước. Một piston đĩa, giống như trong động cơ hơi nước, chia thể tích của xi lanh thành hai khoang. Giả sử khi ô tô dừng lại, nó vẫn ở bên trái của hình trụ.
Được dẫn động bởi cần khởi động và di chuyển sang phải, pít-tông thực hiện ít hơn một nửa hành trình của nó và lúc này hút hỗn hợp khí-không khí vào khoang bên trái của xi-lanh. Sau đó, cửa sổ đầu vào được đóng lại bằng ống chỉ, sau đó hỗn hợp được đốt cháy bằng tia lửa điện và áp suất khí tạo ra trong quá trình đốt cháy hỗn hợp sẽ di chuyển piston đến vị trí cực bên phải (Hình “b” và “c ”), và piston bị đẩy mạnh qua thanh truyền và bánh đà trượt.
Sau đó cửa hút gió bên phải và cửa sổ xả bên trái mở. Pít-tông, được dẫn động bởi bánh đà đã đạt quán tính sang vị trí bên trái, đẩy khí thải ra khỏi khoang bên trái và đồng thời hút một lượng khí-không khí mới vào khoang bên phải. Sau khi cửa nạp bên phải được đóng lại bằng ống chỉ, hỗn hợp được đốt cháy bằng tia lửa điện và piston nhanh chóng trở về vị trí bên trái, hoàn thành chu trình quay hoàn toàn của bánh đà.
Do đó, Lenoir đã phát minh ra một động cơ khí “tác dụng kép” hai thì khả thi, vì mỗi hành trình (chuyển động của piston từ vị trí cực đoan này sang vị trí cực đoan khác) kết hợp giữa hành trình công suất, quá trình đốt cháy cũng như nạp điện mới. và khí thải thải ra.
Điều thú vị cần lưu ý là Lenoir là người đầu tiên những câu chuyện chế tạo động cơ đại chúng, ông đã sử dụng hệ thống đánh lửa điện (lúc đó chưa đủ tin cậy), bao gồm hai tế bào Bunsen điện cho tổng điện áp 3,62 V, một cuộn dây cảm ứng, một cầu dao và hai bugi có chất cách điện bằng sứ và điện cực bạch kim. (xoắn ốc Ruhmkorff). Điều này chứng tỏ trí thông minh và kiến thức tốt của nhà phát minh về những đổi mới về điện trong những năm đó (hoặc nhận thức của cộng sự Marinoni của ông).
Điều đáng chú ý là Lenoir không che giấu sự thật rằng trong phát minh của mình, ông đã sử dụng một số giải pháp thiết kế nhất định từ bằng sáng chế của người khác. Ví dụ: một quảng cáo được xuất bản trước khi bắt đầu bán động cơ cho biết:
“...theo Pat, trong xe của Lenoir, một pít-tông đã được sử dụng. Đường phố; nó hoạt động kép, giống như động cơ Lebon; bốc cháy bằng tia lửa điện như xe Rivaz; nó có thể hoạt động với các hợp chất hydro dễ bay hơi như Herskine-Hasard; có lẽ thậm chí có thể tìm thấy sự phân bổ dí dỏm của những người lập dị ở Talbot..."
Một ưu điểm khác là cách bố trí tổng thể của động cơ, đặc biệt là cách bố trí theo chiều ngang của xi-lanh. Điều này cho phép nó được lắp đặt trong những căn phòng có trần thấp và cũng giúp việc bảo trì máy dễ dàng hơn. Để tránh quá nhiệt, xi lanh và đầu của nó được trang bị áo nước và làm mát bằng nước chảy.
Động cơ có rất nhiều nhược điểm: cực kỳ kinh tế, tiêu thụ khoảng ba mét khối khí chiếu sáng (than) cho mỗi 1 mã lực mỗi giờ; Dầu bôi trơn được đổ vào đó trong các thùng, mà người vận chuyển dầu thường xuyên túc trực ở động cơ; mặc dù có sự hiện diện của nước làm mát (120 m3 nước trên mỗi mã lực-giờ), ống chỉ thường bị kẹt do quá nóng và động cơ bị dừng; hiệu suất tối đa của máy chỉ đạt 4–5% ở tốc độ 47…130 vòng/phút.
Đúng vậy, người ta cũng phát hiện ra rằng chi phí khí đốt tiêu thụ trong quá trình vận hành động cơ Lenoir nguyên mẫu hóa ra cao gấp sáu lần chi phí than cho một động cơ hơi nước đang hoạt động (trên 1 mã lực).
Có vẻ như những thiếu sót được liệt kê sẽ dẫn đến thất bại trong hoạt động kinh doanh theo kế hoạch, động cơ sẽ không tìm thấy nhu cầu và phát minh của Lenoir sẽ bổ sung vào danh sách vô số động cơ đốt trong thử nghiệm chưa được công nhận.
Tuy nhiên, những động cơ sản xuất đầu tiên, xuất hiện vào năm 1860, bất chấp sự khác biệt rõ ràng giữa đặc tính hiệu suất của chúng và quảng cáo khoe khoang được công bố trước đó, dự đoán về cái chết không thể tránh khỏi của động cơ hơi nước, đã nhanh chóng tìm được chỗ đứng trong các nhà in và các ngành công nghiệp đô thị nhỏ. .
Ưu điểm chính của loại động cơ mới là chúng nhỏ gọn và khởi động trong vài giây, trong khi động cơ hơi nước chiếm nhiều không gian và cần nhiều thao tác phức tạp với nước sôi trong nồi hơi cũng như sự có mặt của người hầu.
Ưu điểm quan trọng khác của động cơ Lenoir là khả năng vận hành tương đối yên tĩnh và khí thải không khói, điều này (không giống như động cơ hơi nước) cho phép chúng được sử dụng ở trung tâm Paris và các thành phố lớn khác gần các dinh thự thời trang mà không có phàn nàn từ người dân về việc làm xáo trộn sự im lặng và ô nhiễm không khí. Chúng cũng có giá thành thấp hơn nhiều so với động cơ hơi nước, chiếm ít không gian, không cần mặt bằng để chứa than, không cần nền móng lớn và có thể lắp đặt trên bất kỳ tầng nào của tòa nhà.
Nói một cách dễ hiểu, Lenoir và Marinoni thật may mắn - động cơ của họ được sinh ra chính xác vào thời điểm cần thiết và chính xác ở nơi chúng thực sự cần thiết. Đầu tiên, chúng lấp đầy những ngóc ngách hiện có ở Paris, sau đó lan rộng khắp nước Pháp, rồi bắt đầu lan rộng sang Anh.
Và nhà máy Marinoni đã trở thành nhà máy sản xuất động cơ đốt trong đầu tiên trên thế giới.
Sau đó, người ta phát hiện ra rằng, do đặc điểm thiết kế nên công suất của động cơ Lenoir không thể vượt quá 12 mã lực. p., động cơ hơi nước có thể thở phào nhẹ nhõm và hoạt động bình tĩnh - động cơ như vậy không phải là đối thủ của họ.
Sau chiến thắng trước tòa, Etienne Lenoir có thể bình tĩnh tận hưởng vòng nguyệt quế của người phát hiện và tự hào đi dạo quanh các phòng triển lãm kỹ thuật. Chiến thắng của ông kéo dài 6 năm và kết thúc vào năm 1867, khi hai nhà phát minh người Đức Otto và Langen trình làng “cỗ máy khí quyển” của họ, có hiệu suất đạt 14%, tại một cuộc triển lãm ở Paris.
Kết luận
Thông thường, các nhà sử học đánh giá thấp vai trò của Lenoir, gọi ông là một loại công nhân nhanh trí, “...thông qua việc lựa chọn tỉ mỉ những bộ phận đã biết và kiểm tra khéo léo những điều kiện làm việc thuận lợi nhất, vượt qua thành công những khó khăn thực tế... ”, vô tình thiết kế ra một động cơ đốt trong nguyên thủy.
Quan điểm này là sai. Lenoir là một người tự học tài năng, ông mất nhiều thời gian để hoàn thành nhiệm vụ, độc lập thu thập kiến thức và kinh nghiệm sản xuất, nghiên cứu gần như tất cả các phát minh mới nhất của thời đại mình và cuối cùng đã hoàn thành được điều mà nhiều kỹ sư đã cố gắng giải quyết vấn đề này trước ông có thể làm được. không đạt được.
Và sau đó, từ năm 1861 đến năm 1867, không có sự thay thế xứng đáng nào cho động cơ Lenoir được sản xuất hàng loạt và các mẫu riêng lẻ của động cơ được sản xuất theo thiết kế của ông vẫn hoạt động cho đến năm 1905.
Ngay khi việc bán động cơ bắt đầu, các nhà phát minh ngay lập tức xuất hiện, như thể từ dưới lòng đất, và vội vàng buộc tội Lenoir đã chiếm đoạt ý tưởng của họ. Trong số này, người kiên trì nhất là Hugon và Reitman. Nhưng Lenoir cũng gặp may ở đây - mặc dù các phiên tòa khiến anh tốn rất nhiều tiền và căng thẳng, các thẩm phán vẫn quyết định các vụ án có lợi cho anh.
Tóm lại, có thể lưu ý rằng các động cơ do Lenoir phát minh (sau này được cải tiến một chút) đã được sử dụng ngay cả sau khi động cơ 4 thì của Otto ra đời, và cuối cùng tồn tại lâu hơn người tạo ra chúng, người đã qua đời vào năm 1900.
Và mặc dù thực tế là, theo một số nhà thiết kế, trong quá trình tạo ra động cơ, Lenoir đã không thể hiện được chiều sâu tư tưởng của nhà phát minh cũng như sự sáng tạo của nhà thiết kế, và trong các hoạt động của ông đều dựa trên nền tảng đã được giải phóng trước đó, ông đã đi vào lịch sử với tư cách là người phát minh ra động cơ đốt trong sản xuất hàng loạt đầu tiên trên thế giới và theo đó là động cơ xăng đầu tiên.
Và quan trọng nhất, ông đã chứng minh được khả năng tạo ra động cơ đốt trong hiệu quả và thu được lợi ích từ việc sử dụng chúng, từ đó khơi dậy phong trào tư duy sáng tạo giữa các nhà phát minh ICE khác làm việc sau ông...
tin tức