Olipa kerran moottori – Osa 3: Dieselmoottori

Rudolf Diesel (1858-1913) eli mielenkiintoisen elämän. Lapsuutensa Ranskassa viettänyt Rudolf joutui 12-vuotiaana muuttamaan perheensä kanssa Lontooseen, kun saksalaissyntyinen väki ajettiin pois Ranskasta Preussin ja Ranskan välisen sodan sytyttyä vuonna 1870.

Kenties karkotuksen aikana heränneen isänmaallisuuden myötä Rudolf lähetettiin pian Saksaan tätinsä luo. Hän valmistui koulusta luokkansa parhaimmistossa, jatkoi tekniseen kouluun ja sai kahden vuoden jälkeen stipendin yliopistoon. Matemaattisesti lahjakas Rudolf kirjoitti jo 14-vuotiaana vanhemmilleen, että hänestä tulee isona insinööri. Niin sitä pitää!

Rudolf Diesel, kuva n. vuodelta 1900. KUVA: Wikipedia


Rudolf innoistui polttomoottoreista opiskellessaan Munchenin Teknisessä Yliopistossa 1878 osallistuessaan Carl von Linden (jääkaapin keksijä) luennolle. Linde luennoi höyrykoneen huonosta hyötysuhteesta, ja kuinka sitä voitaisiin parantaa Carnot’n kierron avulla. Ranskalainen insinööri oli luonut ideaalisen lämpövoimakoneen teorian vuonna 1824, ja Diesel päätti rakentaa tämän periaatteen ympärille erittäin taloudellisen moottorin.

Dieselin piti saattaa opintonsa maaliin vuonna 1879, mutta hän sairastui lavantautiin eikä voinut valmistua muun luokan mukana. Rudolf onneksi vältti Eugenio Barsantin kohtalon ja ainoastaan hänen valmistumisensa venähti vuodella. Rudolf Diesel valmistui vuonna 1880 loistavin arvosanoin ja siityi opettajansa Linden palvelukseen ensin Pariisiin, ja myöhemmin Berliiniin. Dieselin tutkimustyö jäähdytysjärjestelmien kanssa auttoi häntä ymmärtämään entistä paremmin termodynamiikkaa ja oli suureksi hyödyksi hänen työstäessään ideaa omasta, energiatehokkaasta moottoristaan.

Rudolf Dieselin toinen prototyyppi on esillä Man-museossa Augsburgissa. Polttoainetta tarvittiin 519 grammaa per kWh, mikä oli erinomainen tulos täysin uuden moottorityypin ensimmäiselle toimivalla mallille. Moottori oli järeä ja kookas, eikä ollut puhettakaan sovitella sitä automobiilin keulille. KUVA: Wikipedia / Tiia Monto





Diesel sai teoriansa lopulta valmiiksi ja jätti ensimmäisen patenttihakemuksen vuonna 1892. Eihän se nappiin mennyt, vaan jo seuraavana vuonna hän hoksasi teoriansa puutteellisuuden, ja joutui suunnittelemaan moottorin toimintaperiaatteen uudelleen. Ensimmäinen prototyyppimoottori valmistui syksyllä 1893 ja seuraavana talvena muokattu moottori pyöri jo minuutin ajan. Vuoden 1895 moottori saavutti 16,6% hyötysuhteen (tuplat höyrykoneeseen) ja vuonna 1897 jo 26,2% hyötysuhteen. Moottori tuotti mukavan 13 kW tehon ja Diesel lisensoi teknikkaa ympäri maailman. Rudolf Diesel pääsi keksintönsä ansiosta miljonäärikerhoon.

Man:illa työskennellyt Imanuel Laustet suunnitteli ensimmäisen toimivan dieselmoottorin vuonna 1897. Koko on jo selvästi pienempi kuin Dieselin prototyypissä, vaikka mistään pienestä laitoksesta ei nytkään voi puhua. Tehoa oli tarjolla 13 kW ja polttoaineenkulutus oli laskenut merkittävästi Rudolf Dieselin prototyypistä: polttoainetta paloi ainoastaan 324 g/kWh. Hyötysuhde oli jo 26%. Moottori on nähtävillä Deutsches Museumissa Munchenissa. KUVA: Wikipedia / Olivier Cleynen

Dieselmoottorista kehittyi taloudellisin polttomoottori

Dieselmoottori eroaa bensiinimoottorista korkeamman puristuksen ansiosta. Dieselmoottorin puristussuhde on yleensä 15:1-23:1 välillä, kun bensiinimoottorissa se jää 6:1 -12:1 välille. Korkean puristussuhteen vuoksi polttoaineen ja ilman seos syttyy pelkän paineen ansiosta, eikä sytytystulppaa tarvita lainkaan. Erillistä kaasutinta (jossa ilma ja polttoaine sekoitetaan bensiinimoottorissa) ei sitäkään tarvita, vaan polttoaine suihkutetaan suoraan sylinteriin. Dieselmoottorin käyntinopeutta säädetään seossuhdetta muuttamalla, siis sylinteriin suihkutetun polttoaineen määrää säätämällä.

Venäläinen jokilaiva Vandal vuodelta 1903 oli suunniteltu Volgan ja Itämeren välisen Marian kanavan (avattu 1810) tarpeisiin. Alus oli suhteellisen pienikokoinen (pituus 74,5m, leveys 9,5m ja syväys 2,4 m) mahtuakseen kulkemaan kanavan läpi, ja tässä kokoluokassa taloudellinen ja höyrykoneeseen nähden kevytrakenteinen dieselmoottori oli houkutteleva vaihtoehto. Rakenne oli onnistunut, ja laiva sai seuraa hivenen tehokkaammasta Sarmantista seuraavana kesänä. Vandaalissa oli 3 kpl 120 hv tehoisia kolmisylinterisiä dieselmoottoreita, kun Sarmantissa oli 4 kpl 180 hv koneita. Jälkimmäinen palveli jokiliikenteessä vuoteen 1923 saakka, mikä oli uutta tekniikkaa edustaneelle laivalle pitkä aika. KUVA: Wikipedia

Dieselmoottorin teoreettinen maksimihyötysuhde on peräti 75%. Alkuvaiheen 25% hyötysuhteesta on noustu Rudolf Dieselin ennakoimaan 43-45% tasoon, mutta käytännössä hyötysuhde jää heikommaksi, koska moottori toimii harvoin optimaalisella alueella ainakaan kovin kauaa. Paras hyötysuhde on kaksitahtisissa suurissa laivadieseleissä, joissa päästään 55% hyötysuhteeseen. Myös nelitahtisissa turbodieseleissä päästään lähelle tätä moottorin toimiessa optimaalisella kierrosalueella.

Ensimmäinen dieselkäyttöinen valtamerialus Mysl valmistui vuonna 1908, ja sen jälkeen kehitys oli nopeaa. Vuonna 1920 Glen Linelle valmistui uusi moottorialus Glenapp, jossa oli Harland & Wolff Ltd.in valmistama 8-sylinterinen dieselmoottori. Voimanpesä kehitti peräti 4500 hevosvoiman tehon, joka teki siitä maailman tehokkaimman dieselmoottorin. Koneita oli laivassa kaksin kappalein, ja vuonna 1929 niiden jatkeeksi asennettiin vielä mekaaniset ahtimet. Moottori oli pitkäikäinen, koska laiva romutettiin vasta vuonna 1957. KUVA: Wikipedia

Pitkä tie henkilöautoihin

Suuri ja painava dieselmoottori oli ensiksi tehtaiden voimanlähteenä, mutta kyyditti pian myös laivoja. Ensimmäisessä venäläislaivassa (Vandal, 1903) oli kolme kolmisylinteistä moottoria, joista kukin kehitti vain 120 hv tehon, mutta jo ensimmäisen maailmansodan loppuun mennessä tehot huitelivat 9000 hv lukemissa. Seuraavana vuorossa olivat rautatiet, ja ensimmäinen dieselveturi valmistettiin 1913. Lentokoneissakin dieseliä kokeiltiin toiseen maailmansotaan saakka, jonka jälkeen suihkumoottori nousi valta-asemaan.

Hanomag Rekord oli tarjolla dieselinä vuonna 1936. KUVA: Wikipedia

Rudolf Diesel oli itse ajatellut moottorin sopivan myös autokäyttöön, mutta ensimmäistä dieselkuorma-autoa saatiin odotella vuoteen 1924. Henkilöautojen puolella ensimmäinen uranuurtaja oli Citroen Rosalie, johon farmarimallia tarjottiin 1,8 litraista dieselillä vuonna 1933. Vuonna 1936 Mercedes 260D ja Hanomag Rekord seurasivat esimerkkiä omilla dieseleillään. Sotien jälkeen diesel ei kiinnostanut, ja 1973 öljykriisiin tultaessa dieselien markkinaosuus oli vaivainen 2,5%. Nokalle tarvittaisiin turbo ennen suurempaa suosiota, ja siitä lisää sarjan seuraavassa osassa.

Mercedes T2 oli tuotannossa 1967-1996, ja keulalla oli useimmiten diesel. Vaikka dieselmoottorin yleistymistä henkilöautoissa saatiin odottaa pitkään, nousi se raskaamman kaluston suosituimmaksi voimanlähteeksi pian toisen maailmansodan jälkeen. KUVA: Wikimedia

Rudolfin erikoinen loppu

Rudof Diesel astui viimeiselle matkalleen Antwerpenissä 29.9.1913. Diesel oli matkalla Lontooseen tapaamaan Kuninkaallisen laivaston edustajia, tarkoituksenaan neuvotella dieselmoottorien käytöstä brittien sukellusveneissä. Hän söi illallista laivan kapteenin pöydässä ja vetäytyi iltakymmeneltä yöpuulle tilattuaan herätyksen kello 6:15. Häntä ei nähty enää koskaan elossa.

Antwerpen vuosisadan vaihteessa. Rudolf Diesel astui täällä laivaan syyskyyssa 1913, eikä häntä nähty enää sen jälkeen. KUVA: Wikipedia

Kymmenen päivää myöhemmin lähellä Norjan rannikkoa purjehtinut hollantilainen alus Coertzen havaitsi meressä ruumiin. Huonossa hapessa ollut ruumis heitettiin takaisin mereen, kunhan miehistö oli ensin poiminut taskusta löytyneet tavarat parempaan talteen. Rudolfin poika tunnisti myöhemmin tavarat isälleen kuuluneiksi.

Mihin Diesel kuoli? Tekikö hän yksinkertaisesti itsemurhan, koska hänen elämänsä ei ollut mallillaan? Dieselin patentit alkoivat raueta vuodesta 1912 alkaen, hänen sijoituksensa olivat kehittyneet surkeasti, ja Rudolf kärsi jatkuvasta päänsärystä. Hänellä oli reilusti enemmän velkaa kuin omaisuutta: huhun mukaan Rudolf olisi jättänyt vaimolleen laukun, jossa oli 200 000 saksanmarkkaa käteisenä (nykyarvossa yli miljoona euroa), ja tyhjistä tileistä sekä 400 000 markan veloista kertovat pankkikirjat.

Rudolf Dieselin muistolehto Augsburgissa, Wittelsbacherin puistossa. KUVA: Wikimedia commons

Vai oliko taustalla sittenkin salaliitto? Yhden teorian mukaan saksalaiset agentit heittivät Dieselin yli laidan, koska hän ei suostunut antamaan Saksan laivastolle yksinoikeutta moottorinsa käyttöön. Toisen teorian mukaan asialla oli hiiliteollisuus, jonka bisnestä dieselmoottori uhkasi. Kolmannen teorian mukaan murhan tilasi öljyteollisuus, joka pelkäsi myös kasviöljyllä toimivaa dieselmoottoria.

Viimeinen mysteeri on Rudolfin päiväkirjassa kuolinpäivän kohdalla merkitty pieni risti. Miksi ja miten Rudolf Diesel kuoli, jää ikuiseksi arvoitukseksi.

>
Joose Luukkanenhttp://sahkoautokirja.fi
Sähköautoileva Huippumyyjä tarinoi Teslan ratin takaa matkakokemuksia ja raportoi uusista jutuista sähköautorintamalla. Syksyllä 2020 Alfamer julkaisee Joosen kirjan Sähköautoista.

JÄTÄ VASTAUS

Kirjoita kommenttisi!
Kirjoita nimesi tähän

Videot

Uusimmat

VW esitteli faceliftatun Tiguanin – suosikki-SUV saa nyt pistokehybridin ja 320-heppaisen R:n

Golf ei ole enää Volkswagenin myydyin malli, vaan nykyään tätä viittaa saa kunnian kantaa Tiguan-katumaasturi. Nyt Wolfsburgin suosikki-SUV saa...

Yli 60 vuoden taru päättyi – viimeiset 6,75-litraisella V8:lla varustetut Bentley Mulsannet valmistettiin Crewen tehtaalla

Autojen malli-iät ovat nykyään yhä lyhyempiä, mutta aivan kaikkia merkkejä tämä ei koske. Bentleyn lippulaiva Mulsanne poistui nyt tuotannosta...

Porschen sähköauton “karvalakkimalli” esiteltiin – takavetoisessakin Taycanissa on yli 400 hevosvoimaa

Porschen historian ensimmäisenä täyssähköautona tunnettu Taycan lanseerattiin viime syksynä markkinoille joka nurkasta raapivien Turbo- ja Turbo S -tehomallien voimin....

BMW:n hybridisportin tuotanto päättyi – 18 viimeistä i8:aa sai uniikin käsinmaalatun värin

BMW oli aikaansa edellä, kun i3-täyssähköauto ja i8-hybridisportti lanseerattiin seitsemän vuoden takaisessa Frankfurtin autonäyttelyssä. Ensin mainitun valmistus jatkuu edelleen,...

Tällä Skodalla osallistuttiin Le Mansin 24 tunnin kisaan 70 vuotta sitten

Skoda ei unohtanut kilpailutoimintojaan edes sosialismin ikeessä. Vuonna 1950 tšekkoslovakialaiset uskaltautuivat peräti Le Mansin legendaariseen 24 tunnin kisaan ainoan...

Suosittelemme

Tänään ranteessa: Bell & Ross BR 03-92 Diver Black Matte

Ranskalainen Bell & Ross on osoittanut viime vuosien aikana kuuluvansa markkinoiden kiinnostavimpiin kellonvalmistajiin, joka...

Esittelyssä maailmanmatkaajan kello: Citizen Satellite Wave GPS Eco-Drive

Kellovalmistaja Citizenin historia alkoi jo vuonna 1918, kun Shokosha Watch Research Institute -kellotehdas perustettiin...