موتور دیزل یا ماشین بخار

به این طریق منظور لنوآر ولبون به طور قطع به نتیجه رسید. تولید انرژی که در انحصار مطلق ماشین بخار قرار داشت با روش های دیگر نیز امکان پذیر گردید. نه فقط این انحصار شکسته شد بلکه در زمینه ی قدرتهای کوچک راه مزبور به کلی بر ماشین بخار بسته شد و از آن پس فقط به موتورهای انفجاری تعلق یافت: این موتورها در عین حال راه حل قطعی مسئله ای را که از قرنها پیش این قدر مورد مطالعه قرار گرفته بود نیز به دست دادند و آن موضوع حرکت وسایط نقلیه ی زمینی بوده است.
در عوض در کارخانه های بزرگ و بر روی خطوط آهن ماشین بخار همچنان مورد استفاده بود و پیشرفت افتخار آمیز خود را ادامه می داد. از آن جا که آن را موجد پیشرفت صنایع بزرگ، و همراه با لوکوموتیو، مولد و اشاعه دهنده ی تمدن می دانستند، همه کس به اتفاق آراء عقیده داشت که هیچ چیزی را نمی توان جانشین آن ساخت، و به جز شاعران که ارادتی به آن نداشتند، همه جا جز با مداحان و ثناخوانان مواجه نمی شد.
اما در این هنگام که مهندسان با نهایت شعف نقشه ی ایجاد ماشین های بخاری را که بیش از پیش قدرت داشته باشد طرح می نمودند و مکانیسین ها و آتش دهندگان کوره ها خروارها زغال گرد می آوردند و در کوره ها می ریختند، دانشمندان که در سالهای اخیر ترمودینامیک را بنا نهاده بودند به مشاهده و تفکر اشتغال داشتند.
این اشخاص کار مکانیکی حاصل از ماشین بخار را با کاری که ایجاد آن از لحاظ نظری برای سوخت مصرف شده امکان داشت مقایسه می کردند. به عنوان مثال: هر تن آنتراسیب 7 میلیون و پانصد هزار کالری بزرگ حرارت تولید می کند که اگر کاملاً به کار مکانیکی تبدیل شود، طبق قوانین ترمودینامیک معادل با 32 میلیون کیلو گرم متر کار مکانیکی است. اما در واقع، بهترین انواع ماشین بخاری که در آن اوقات می ساختند، به ازای این مقدار سوخت بیش از دو تا سه میلیون کیلوگرم متر کار ایجاد نمی کرد. به مفهوم دیگر کار حاصل کمتر از 10 درصد میزانی بود که از لحاظ نظری باید تولید شود یعنی متجاوز از 90 درصد قدرت حرارتی زغال نابود می شد.
این بود حقیقت تلخی که استادان دانشگاهها ضمن درسهای خود به شاگردان می آموختند. از جمله در دانشگاه مونیخ، همین مطالب به وسیله ی کارل فون لیند Carl Von Linde (1842-1934) مشهور نیز تدریس می شد که در آن اوقات برای اختراع ماشین سرد کننده ی خویش به تجسس مشغول بود. مابین این شاگردان کسی که با حرص و ولع بیشتری فرمایشات استاد را جذب می کرد جوانی بود از اهل باوی یر که در پاریس متولد شده و مدتها در این شهر زندگی کرده بود و رودلف دیزل Rudolf Diesel (1858-1913) نام داشت. دیزل در این هنگام بیست سال داشت و چنان از شنیدن حقایق حزن انگیز مزبور متأثر شد که پیش خود قسم یاد کرد که این وضع را چاره اندیشی کند.
وی اصل کارنو را مورد مطالعه قرار داد و ملاحظه کرد که دانشمند نامدار فرانسوی بازده ماشین های حرارتی را با ملاحظه ی منبعی گرم (دیگ گرم) و منبعی سرد (کواندانسور) تعریف کرده و ثابت نموده است که هر قدر اختلاف درجه ی حرارت مابین این دو منبع بیشتر باشد بازده ماشین زیادتر خواهد بود. نتیجه: می بایست حرارت دیگ گرم را که در آن زمان نزدیک به 200 درجه ی سانتیگراد بود به طور قابل ملاحظه ای افزایش داد.
هنگامی که جوان مزبور در مدرسه ی صنعتی اوگسبورگ Augsbourg تحصیل می کرد، مشاهده و آزمایش فندک کهنه ای که با هوا کار می کرد او را در راه اختراع منظور قرار داد، فندکی که با هوا کار می کند از استوانه ای تشکیل یافته است که در داخل آن سمبه ای قرار داده اند. هر گاه سمبه را در استوانه فرو برند هوای موجود در آن چنان فشرده می شود که به شدت گرم می گردد و می تواند جسم قابل اشتعالی را روشن سازد. اساس موتوری که در آینده موتور دیزل نامیده شد نیز عیناً همینطور بوده است: این موتور تشکیل می شود از استوانه ای فولادی که برای تحمل فشار های شدید آن را به کلفتی لوله ی توپ می سازند، سمبه ی این استوانه ابتدا هوای خالص را به درون می کشد و آن گاه چنان هوا را فشرده می سازد که حرارت آن به 500 درجه برسد؛ در این هنگام غباری ظریف از نفت داخل استوانه می شود و برای اینکه نفت مزبور ایجاد انفجار کند اصلاً احتیاجی به مشتعل ساختن آن نیست: در نتیجه ی انفجار شدید نفت سمبه به شدت به موضع اول بازگشت می کند و موتور کار خود را به همین طریق ادامه می دهد.
متأسفانه مابین تصور مخترع و حل اساس مسئله با اجرای آن در مرحله ی فنی فاصله ی بسیاری وجود دارد... برای این که دیزل نقشه ی خود را عملی کند و بر مشکلات فائق آید لازم آمد که خود او پانزده سال کار کند، کارخانه ی کروپ و یکی دیگر از کمپانی های متنفذ اوگسبورگ به او کمک کنند و میلیونها در این راه صرف نمایند، تعداد آزمایشهایی که به عمل آمد حساب ناکردنی است و مشکلات و رنجهایی که متحمل شدند غیر قابل وصف است و در این مدت بارانی از شکایات و محاکمات از آسمان می بارید. اما بالاخره دیزل فاتح گردید. اولین بار در سال 1892 توانست اختراع خود را به ثبت رساند و فقط در سال 1900، در نمایشگاه بین المللی پاریس، «موتور دیزل» ورود خود را در جهان صنعت به طور رسمی اعلام داشت و مورد استقبال قرار گرفت. در حالی که هنوز بازده ماشین بخار از 12 درصد تجاوز نمی کرد و بازده موتورهای انفجای معادل 17 درصد بود، موتورهای دیزل 31 درصد بازده داشتند، در حالی که سوخت آنها نفت و به مراتب ارزانتر از بنزین بود.
همه کس خوب می داند که از آن زمان به بعد موتورهای دیزل چه شهرت و موفقیتی به دست آوردند. از آنجا که مستقل ساختن و به کار انداختن آن نیز خیلی سهل تر از ماشین بخار است، موتور مزبور توانست به زودی ماشین بخار را از بسیاری مقامات اخراج کند و حال آنکه چنین به نظر می رسید که ماشین بخار برای همیشه در این مقامات مستقر گردیده است. اکنون دیگر جز در مواردی که احتیاج به قدرت های خیلی بزرگ دارند، مثلاً برای به کار انداختن کشتی های عظیم و یا مراکز مهم تولید الکتریسته به وسیله ی حرارت، از ماشین بخار استفاده نمی کنند، اما در تمام این موارد نیز توربین جانشین سمبه ی استوانه شده است.
اما مخترعی که موجب این انقلاب مهم صنعتی گردید و چنین هدیه ی مهمی را به صاحبان صنایع تقدیم کرد از اختراع خود نه سودی به دست آورد و نه خوشبخت شد. کار فراوان و رنج و غصه او را از پا در آورد، اهل معاملات و سوداگران او را از کارخانه های شخصی وی بیرون راندند، رندان کهنه کار و پول پرست از وی بهره برداری نمودند و ماحصل همه ی این اوضاع آن شد که مخترع به کلی تنگدست گردید. در سال 1913 دستگاه امیرالبحری انگلستان وی را به منظور مشاوره به آن کشور دعوت کرد، اما چند روز بعد که سوار یکی از کشتی های انگلیسی شده بود مفقود گردید. چند روز بعد که جسد او را از آب بیرون کشیدند دانستند که دیزل انتحار کرده و مرگ را بر زندگی سخت و سرنوشتی که سراسر آن جز ظلم و عدم انصاف نبود ترجیح داده است.
پیدایش موتور دیزل فقط در صنایع قوای محرک تغییرات اساسی پدید نیاورد، بلکه چون موتور مزبور از موتورهایی است که «با احتراق داخلی» نامیده می شوند، اختراع مزبور در عین حال موجب تحول مهمی در صنایع نفت گردید. چنانکه می دانیم در صنایع مزبور ابتدا فقط منظور تهیه ی نفت چراغ بود و سایر اجزای نفت خام را بیهوده می دانستند و تقریباً همه ی آنها را به دور می ریختند. بعد از آنکه صنعت اتومبیل سازی رونق یافت و اتومبیل در همه جا فراوان گردید جز وی از اجزای نفت خام که بیشتر محل توجه قرار می گرفت بنزین بود و نفت چراغ و سایر روغن های سنگین را کم و بیش فدا می کرده اند. اما اکنون به واسطه ی مصرفی که در موتور دیزل پیدا می کرد، یکی دیگر از این روغن های سنگین به نام گازاویل Gas- oil محل اعتنا و توجه قرار گرفت، به این طریق کم کم اجزای مختلف نفت خام یکی بعد از دیگری مورد استعمال یافتند و حتی روغن های خیلی سنگین نیز یا به عنوان سوخت و یا به عناوین دیگر به کار رفتند، و طولی نکشید که زغال را از زیر دیگ گرم کشتی ها و مراکز الکتریک و کوره های صنعتی و حتی از کوره های نانوایی خارج ساختند.
منبع: روسو، پی یر، تاریخ صنایع و اختراعات، حسن صفاری، تهران: امیر کبیر، چاپ هشتم، 1390.