Jean Etienne Lenoir: de garcons a inventores de fama mundial
El largo camino hacia la invención
Comenzó la tercera década del siglo XIX, pero, a pesar de los intentos de varios inventores, nunca se diseñó ni se puso en producción un motor de combustión interna viable. Las máquinas de vapor reinaban en la industria.
Y en 1822, en una pequeña ciudad belga, nació Jean Etienne Lenoir en la familia de un pequeño comerciante que, habiendo madurado, corrigió este defecto.
Su padre murió cuando el niño tenía sólo ocho años, y cuando era niño, Jean experimentó dificultades desde temprana edad. Y cuando el niño apenas tenía 16 años, ocurrió otra tragedia: falleció su madre, originaria de París. Un niño huérfano fue a pie a buscar fortuna a París, donde vivía su tío (hermano de su madre), un exitoso ingeniero.
La mansión de su tío causó una impresión imborrable en el joven Lenoir, pero el pariente más cercano resultó ser mucho menos atractivo: le entregó varios francos a su sobrino a través de un lacayo y le aconsejó que se fuera. Para no morir de hambre, Jean consiguió trabajo como garçon (camarero) en un pequeño restaurante.
Durante este momento difícil (aparentemente, bajo la impresión de la riqueza de su exitoso tío ingeniero), el joven desarrolla un fuerte ansia por la tecnología: gasta las propinas que recibe en los centros comerciales parisinos, comprando publicaciones impresas con materiales sobre el diseño. de máquinas térmicas, e incluso adquiere accidentalmente las obras de S. Carnot, de las que todavía no entiende nada.
Con el tiempo, una nueva afición se apodera por completo de la mente del joven y Jean comienza a sentirse agobiado por la profesión de garçon, que ejerce desde hace más de dos años. Habiendo cambiado abruptamente su rumbo en la vida, Lenoir consiguió un trabajo como trabajador en una fábrica de esmaltes, donde tuvo lugar su paulatino desarrollo como técnico. Pronto se le ocurre un nuevo método de aplicación del esmalte, por el que recibe dividendos estables del propietario y su situación financiera mejora notablemente.
Como usted sabe, a cualquier empleado siempre le pagan muy poco. Y luego, un buen día, Lenoir le exige al propietario que pague más por su invento. El final es estándar: Jean sale volando a la calle, rápidamente se come el último dinero, mendiga e incluso cumple una pena de prisión de 3 meses por negocios ilegales (como organizador de un taller de cerrajería ilegal).
Como resultado, Lenoir, desempleado y previamente condenado, que sobrevivía a duras penas una existencia medio muerta de hambre, fue contratado por lástima por el italiano afrancesado Hippolyte Marinoni en su taller de galvanoplástico. Pronto, al inteligente Lenoir se le ocurren una serie de inventos para reducir el costo de producción.
Tres años más tarde, Jean inventa un nuevo método de galvanoplastia, pero, basándose en experiencias anteriores, primero lo patenta y luego se lo propone a Marinoni. Una vez evaluadas las perspectivas de utilización de la invención, el propietario del taller acepta las condiciones propuestas. La reputación profesional de Lenoir en la escala del propietario aumenta aún más y, como resultado, su relación se convierte en asociación e incluso camaradería.
Para el futuro inventor, esto fue un gran éxito: un excelente mecánico e ingeniero eléctrico, Marinoni, se convirtió posteriormente en mentor y asistente del propietario. Y ahora el dinero y el tiempo libre que han aparecido le permiten a Lenoir sumergirse por completo en el proceso creativo de implementar una idea largamente acariciada: la creación de un motor de combustión interna eficiente y económico.
Según recuerda el inventor, en aquel momento la principal cuestión que le atormentaba era la elección del combustible que utilizaría en su futuro motor. Un incidente me ayudó a decidir.
Un día, Jean estaba cenando en un restaurante donde una vez trabajó como garçon. La iluminación del mismo se organizó mediante pequeños chorros de gas colocados encima de cada mesa. La tapa de cristal del cono que había encima de la mesa de Lenoir resultó estar rota y el garçon se acercó y sugirió utilizar una copa de vino en su lugar.
Mientras el garçon buscaba cerillas, se acumuló mucho gas debajo del cristal; después de prenderle fuego, se produjo una microexplosión y el cristal salió volando por los aires. Fue entonces cuando a Lenoir se le ocurrió la idea de utilizar gas para alumbrado en su coche, que siempre estaba a mano en París.
Para ser justos, cabe señalar que el uso del gas como combustible fue propuesto por John Barber en 1791. Pero su motor de combustión interna nunca abandonó la etapa de diseño exploratorio.
Lenoir era un autodidacta capaz y técnicamente analfabeto, y en estas circunstancias elige el camino más racional: decide familiarizarse con los desarrollos de sus predecesores. Pasa semanas en la oficina de patentes, donde busca sistemática y progresivamente todas las patentes de motores de combustión interna. Al estudiar su parte descriptiva, Jean no solo adquiere conocimientos técnicos, sino que también, como persona inteligente, aprende no de los suyos propios, sino de los errores de los demás.
Y poco a poco, en la cabeza de un joven técnico talentoso surge la idea de construir un motor de combustión interna viable, combinando todas aquellas buenas ideas que fueron descubiertas por los inventores que abrieron este difícil camino antes que él.
Smart Lenoir no inventó el motor desde cero, tomó un camino más simple y al mismo tiempo más complejo: decidió combinar en un solo diseño muchas soluciones técnicas previamente inventadas, tomando de cada invento (como le parecía) lo más importante y viable (este proceso creativo de análisis cuidadoso de numerosas patentes Lenoir describió posteriormente en detalle).
La tarea no fue fácil, ya que hubo muchos inventos, pero ningún motor logró la perfección técnica y no entró en producción en masa. Jean seleccionó y analizó cuidadosamente los materiales, no quería repetir accidentalmente el diseño previamente desarrollado por otra persona en su motor térmico y luego defenderse en los tribunales defendiendo su propia patente.
En términos modernos, Lenoir (como lo afirma en sus memorias) incluso antes del inicio de la construcción, llevó a cabo un profundo estudio de patentes para el desarrollo de motores de gas que nunca pasó de la etapa de prototipo, y finalmente reunió un archivo de patentes decente.
Esta actividad sin duda lo enriqueció con amplios conocimientos prácticos. Pero sus conocimientos teóricos eran escasos, lo que al final no lo llevó a la idea de utilizar la precompresión de la mezcla combustible antes de encenderla; le pareció que esto no tenía ningún beneficio y solo complicaba el proceso. diseño del motor.
Como resultado, su invento, protegido por una patente francesa del 24 de enero de 1860, según la clasificación de motores de combustión interna introducida posteriormente, fue clasificado como motor “sin compresión”.
Como señalan los historiadores, Lenoir no diseñó solo el nuevo motor. En la fabricación y puesta a punto de las primeras muestras de trabajo, el inventor contó con la ayuda de Ippolit Marinoni, que era un mecánico con más experiencia que Lenoir, trabajó mucho para el éxito del negocio concebido y, como resultado, encarnó con éxito el Ideas del inventor en metal. Algunos diseñadores (en particular G. Guldner) creían que fue Marinoni quien desarrolló un modelo profundamente pensado del motor Lenoir que luego se convirtió en un modelo estándar.
Sin embargo, inicialmente Marinoni, cuya producción se reorientó hacia la producción de piezas para máquinas de vapor, se mostró escéptico ante la idea de Jean y se negó a participar en su empresa. Las cosas llegaron a un punto crítico: el orgulloso Lenoir se fue a Inglaterra en febrero de 1860, patentó allí su invento y trató de interesar a los industriales ingleses en la construcción del motor. Pero también ven con desconfianza su invento y le invitan a presentar primero un prototipo funcional.
Como resultado, el inventor, destrozado por las penurias que sufrió, después de gastar todos sus fondos y convertirse de nuevo en un mendigo, regresa a París y entre lágrimas le ruega a Marinoni que lo acepte como un simple trabajador, solo para permitirle fabricar lentamente su motor en su tiempo libre.
Al parecer, Marinoni era un hombre amable, aceptó nuevamente a Lenoir en la fábrica e incluso pronto, interesándose por su idea, comenzó a ayudarlo, resolviendo numerosas dificultades de diseño que surgieron durante la construcción del motor.
Como resultado, el entusiasmo y la experiencia técnica trabajando en conjunto dieron resultados prácticos en forma de un producto viable.
Nacimiento de un motor
El motor, diseñado en la fábrica de Marinoni, era muy sencillo y funcionaba según un algoritmo que recordaba los ciclos de funcionamiento de una máquina de vapor. Un pistón de disco, como en una máquina de vapor, dividía el volumen del cilindro en dos cavidades. Digamos que cuando el coche está parado, éste permanece en el lado izquierdo del cilindro.
Impulsado por la manija de arranque y moviéndose hacia la derecha, el pistón realiza un poco menos de la mitad de su carrera y en este momento aspira la mezcla de gas y aire hacia la cavidad izquierda del cilindro. Luego, el carrete cierra la ventana de entrada, luego la mezcla se enciende mediante una chispa eléctrica y la presión del gas generada durante la combustión de la mezcla mueve el pistón a la posición extrema derecha (Fig. “b” y “c ”), y el pistón es empujado con fuerza a través del vástago y el volante deslizante.
Luego se abren la ventana de entrada derecha y la ventana de escape izquierda. El pistón, impulsado por el volante que ha ganado inercia hacia la posición izquierda, empuja los gases de escape fuera de la cavidad izquierda y al mismo tiempo aspira una nueva carga de gas y aire hacia la derecha resultante. Después de que el carrete cierra el puerto de admisión derecho, la mezcla se enciende mediante una chispa y el pistón regresa rápidamente a la posición izquierda, completando el ciclo de una revolución completa del volante.
Así, Lenoir inventó un motor de gasolina de "doble efecto" de dos tiempos viable, ya que cada carrera (el movimiento del pistón de una posición extrema a la otra) combinaba la carrera de potencia, la combustión y la entrada de una nueva carga. y la salida de gases de escape.
Es interesante notar que Lenoir fue el primero en historias En la construcción masiva de motores utilizó un sistema de encendido eléctrico (en aquella época aún no suficientemente fiable), compuesto por dos células Bunsen galvánicas que daban una tensión total de 3,62 V, una bobina de inducción, un disyuntor y dos bujías con aisladores de porcelana y electrodos de platino. (Espiral de Ruhmkorff). Esto atestigua la inteligencia del inventor y su buen conocimiento de las innovaciones eléctricas de aquellos años (o la conciencia de su socio Marinoni).
También vale la pena señalar que Lenoir no ocultó el hecho de que en su invento utilizó ciertas soluciones de diseño de patentes de otras personas. Por ejemplo, un anuncio publicado antes del inicio de las ventas de motores decía:
“...en el coche de Lenoir se utilizó un pistón según Pat. Calle; es de doble efecto, como un motor Lebon; enciende con una chispa eléctrica como un auto Rivaz; puede funcionar con compuestos de hidrógeno volátiles como Herskine-Hasard; tal vez incluso se pueda encontrar una ingeniosa distribución de excéntricos en Talbot..."
Otra ventaja fue la disposición general del motor, en particular la disposición horizontal de los cilindros. Esto permitió su instalación en habitaciones con techos bajos y también facilitó el mantenimiento de la máquina. Para evitar el sobrecalentamiento, el cilindro y su culata se equiparon con una camisa de agua y se enfriaron con agua corriente.
El motor tenía muchas desventajas: era terriblemente antieconómico y consumía alrededor de tres metros cúbicos de gas de iluminación (carbón) por 1 caballo de fuerza por hora; Se vertió aceite lubricante en cubos, para lo cual había un engrasador constantemente de servicio junto al motor; a pesar de la presencia de refrigeración por agua (120 m3 agua por caballo de fuerza-hora), el carrete a menudo se atascaba debido al sobrecalentamiento y el motor se paraba; la eficiencia máxima efectiva de la máquina fue sólo del 4 al 5% a 47…130 rpm.
Sí, también se descubrió que el costo del gas consumido durante el funcionamiento del prototipo del motor Lenoir resultó ser seis veces mayor que el costo del carbón para una máquina de vapor en funcionamiento (por 1 hp).
Parecería que las deficiencias enumeradas conducirán al fracaso del negocio planeado, los motores no encontrarán demanda y el invento de Lenoir se sumará a la numerosa lista de motores de combustión interna experimentales no reclamados.
Sin embargo, las primeras máquinas de producción, que aparecieron en 1860, a pesar de la obvia discrepancia entre sus características operativas y la publicidad jactanciosa publicada anteriormente, que predecía la muerte inminente e inevitable de las máquinas de vapor, rápidamente comenzaron a encontrar su lugar en las imprentas y las pequeñas industrias urbanas. .
La principal ventaja del nuevo tipo de motores era que eran compactos y arrancaban en segundos, mientras que las máquinas de vapor ocupaban mucho espacio y requerían mucho trabajo con el agua hirviendo en una caldera, así como la presencia de sirvientes.
Otras ventajas importantes de los motores Lenoir fueron el relativo silencio de funcionamiento y el escape libre de humo, lo que (a diferencia de las máquinas de vapor) permitió su uso en el centro de París y otras grandes ciudades cerca de mansiones de moda sin quejas de los residentes por alterar el silencio y la contaminación del aire. También costaban mucho menos que las máquinas de vapor, ocupaban poco espacio, no requerían locales para almacenar carbón, no requerían cimientos masivos y podían instalarse en cualquier piso de los edificios.
En una palabra, Lenoir y Marinoni tuvieron suerte: sus motores nacieron exactamente en el momento en que surgió la necesidad y exactamente en el lugar donde realmente se necesitaban. Primero llenaron nichos existentes en París, luego se extendieron por toda Francia y luego comenzaron a extenderse en Inglaterra.
Y la fábrica de Marinoni se convirtió en la primera planta del mundo para la producción de motores de combustión interna.
Posteriormente, se descubrió que, debido a las características de diseño, la potencia de los motores Lenoir no podía superar los 12 CV. p., las máquinas de vapor podían dar un suspiro de alivio y trabajar con calma; un motor así no era su competidor.
Después de su victoria en los tribunales, Etienne Lenoir pudo disfrutar tranquilamente de los laureles del descubridor y pasear con orgullo por las salas de exposiciones técnicas. Su triunfo duró 6 años y terminó en 1867, cuando dos inventores alemanes, Otto y Langen, presentaron en una exposición en París su "máquina atmosférica", cuya eficiencia alcanzó el 14%.
Conclusión
Por lo general, los historiadores menospreciaban el papel de Lenoir, llamándolo una especie de trabajador ingenioso que, “...a través de una minuciosa selección de piezas ya conocidas y un hábil examen de las condiciones de trabajo más ventajosas, superó con éxito las dificultades prácticas... ”, diseñó accidentalmente un primitivo motor de combustión interna.
Este punto de vista es incorrecto. Lenoir fue un autodidacta talentoso, tardó mucho en lograr la tarea, adquirió conocimientos y experiencia en producción de forma independiente, estudió casi todos los últimos inventos de su tiempo y finalmente logró lo que muchos ingenieros que intentaron resolver este problema antes que él pudieron. no lograr.
Y posteriormente, de 1861 a 1867, no hubo un reemplazo digno para los motores Lenoir producidos en masa, y muestras individuales de los motores producidos de su diseño estuvieron en funcionamiento hasta 1905.
Tan pronto como comenzaron las ventas de motores, inmediatamente surgieron inventores, como de la clandestinidad, y se apresuraron a acusar a Lenoir de apropiarse de sus ideas. De ellos, los más persistentes fueron Hugon y Reitman. Pero Lenoir también tuvo suerte en este caso: aunque los juicios le costaron mucho dinero y le pusieron los nervios de punta, los jueces decidieron los casos a su favor.
En conclusión, se puede observar que los motores inventados por Lenoir (posteriormente ligeramente mejorados) se utilizaron incluso después de la aparición de los motores de 4 tiempos de Otto y, finalmente, sobrevivieron a su creador, que murió en 1900.
Y a pesar de que, según algunos diseñadores, en el proceso de creación del motor, Lenoir no mostró ni la amplitud de pensamiento del inventor ni la creatividad del diseñador, y en sus actividades se basó en un terreno previamente despejado, él Pasó a la historia como el inventor del primer motor de combustión interna producido en masa del mundo y, en consecuencia, el primer motor de gas.
Y lo más importante, demostró la posibilidad de crear motores de combustión interna eficientes y obtener beneficios de su uso, lo que a su vez provocó un movimiento de pensamiento creativo entre otros inventores del ICE que trabajaron después de él...
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