«Бензиновая тележка» Маркуса

Австрийский изобретатель одного из первых автомобилей и карбюратора

Первым, кто не только использовал бензин для двигателя внутреннего сгорания на самоходной тележке, но и предложил решения по созданию топливной смеси и ее воспламенению, стал Зигфрид Самуэль Маркус.

Зигфрид Самуэль Липманн Маркус (Siegfried Samuel Lipmann Marcus) родился 18 сентября 1831 г. в Мальхине (Мекленбург, Германия). Обучение механике, начатое в родном городе, было завершено им в Гамбурге и в ремесленном училище в Берлине. Затем Маркус работал в берлинской фирме Telegraphen-Bauanstalt Siemens & Halske. В 1852 г. Зигфрид Маркус приехал в Вену, где 1856 г. основал лабораторию. Он первоначально представлял свою мастерскую как «компанию по строительству телеграфа».

Аппарат электромагнитного телеграфа, построенный З. С. Маркусом по своему патенту в 1861 г.

З. Маркус никогда не подавал никаких патентных заявок, касающихся моторного экипажа, тем не менее он стал первым, кто приступил к его практической реализации еще в 1864 г. З. Маркус изготовил повозку из одноцилиндрового вертикального двигателя воздушного охлаждения, маховичные колеса которого стали ее ведущими. Сцепление, коробка передач, рулевое управление и даже тормоза первоначально отсутствовали, а двигатель, работающий без сжатия, после своей остановки тележку не тормозил.

Чертежей этой первой конструкции не сохранилось, однако Зигфрид Маркус сохранил фотографии, сделанные 3 сентября 1870 г. Эти снимки позволили реконструировать облик первого Motor-Wagen, как З. С. Маркус назвал свое изобретение. Реплика Motor-Wagen З. С. Маркуса находится на его родине в Мекленбурге-Передней Померании и размещается в Мальхинском краеведческом музее. Модель имеет длину 237 см, высоту 226 см, диаметр маховиков-колес 84 см, диаметр передних колес 58 см, колесная база тележки 142 см. Диаметр цилиндра двигателя равен 10 см.

Двигатель З. С. Маркуса. 1888 г.

Кроме подписанных З. С. Маркусом фотографий, создание самоходной тележки с двигателем подтвердил венский инженер-строитель Мориц фон Пихлер в своей лекции, прочитанной в 1888 г. и опубликованной в том же году в еженедельнике клуба австрийских инженеров и архитекторов «Wochenschrift des Österreichischen Ingenieur- und Architekten-Vereins». Он сообщал: «...в 1870 г. был построен двигатель, который, если его поставить вертикально, был одностороннего действия, регулировался с помощью кранов на нижней стороне цилиндра, который затем поглощал легколетучую рабочую смесь», и далее, «... (Маркус) построил бензиновый двигатель еще в 1870 г., с которым он управлял автомобилем на улице Мариахильферштрассе».

Повозка с четырехтактным двигателем З. С. Маркуса. 1888 г.

В иллюстрированной венской бизнес-газете Аскурмана «Ackermann's Illustrated Wiener Gewerbe-Zeitung» в заметке «Petroleum - Motoren, Vienna», вышедшей в 1890 г. сообщалось о его поездках с двумя пассажирами в сентябре 1870 г. по улицам Вены (Марияхильферштрассе, Нойбаугассе, Вестбанштрассе и Кайзерштрассе): «... пожилые гости кафе «Габесам» должны еще помнить ночное путешествие этого своеобразного транспортного средства. Автомобиль Маркуса мог двигаться вперед и назад, приводился в действие простым рычагом и идеально подходил для улиц».

Однако З. С. Маркус не изобретал бензиновый двигатель. Он также не получал патент на свое транспортное средство, хотя на его раме и было написано «Патентованный локомобиль». На двигателе тележки можно увидеть тормозное устройство над крейцкопфом (ползуном), то есть соединением подпружиненного поршня с толкателем, которое должно было предотвращать опускание головки при слишком высоком числе оборотов. Особенностью новой конструкции стало конусообразное пружинное устройство «для нейтрализации ударов взрыва» между штоком поршня и крейцкопфом, что это видно на всех изображениях. На более поздних двигателях З. С. Маркус отказался от использования этого тормоза и пружины.

Motor-Wagen № 2 З. С. Маркуса

Мощность двигателя Motor-Wagen З. С. Маркуса оценивается примерно от 0,3 до 0,35 кВт (чуть менее 0,4–0,5 л.с.). При частоте вращения коленчатого вала 100 об/мин двигатель разгонял машину до впечатляющей по тем времени скорости около 15 км/ч. Рукописные примечания З. С. Маркуса к фотографиям гласили: «Нефтяной (бензиновый) мотор для движения дорожного автомобиля с пружинным устройством для нейтрализации ударов взрыва – конструкция Зигфр. Маркус 1870», и на другой фотографии: «Motor-Wagen. Построен Зигфр. Маркус. Вена д. 3 сентября 1870 г. Снято Леви с помощью ассистента Яффе». Член правления австрийского Автомобильного клуба, проф.-инж. Людвиг Чишек (Ludwig Czischek, 1855–1951 гг.) эти фотографии получил от З. С. Маркуса в 1898 г. по случаю своего доклада, названного: «Автомобиль».

Вышеупомянутая лекция Морица фон Пихлера была прочитана по случаю недавно созданного двигателя внутреннего сгорания З. С. Маркуса около 1888 г. Эта лекция содержала точную хронологию работы З. С. Маркуса. В ней не сообщалось ни об одном предыдущем четырехтактном двигателе, также не говорилось о каком-либо другом локомобиле или моторном транспортном средстве, кроме как об образце 1870 г.

Второй автомобиль З. С. Маркуса Motor-Wagen впервые был представлен широкой публике только в 1898 г. на юбилейной выставке кайзера Франца-Иосифа. Одноцилиндровый четырехтактный двигатель рабочим объемом 1597 cм3, размерностью 100,2х199,4 мм, со степенью сжатия 3,5 развивал мощность 0,75 л.с., крутящий момент двигателя составлял 24 Н.м. Силовой агрегат позволял автомобилю развивать скорость 5–8 км/ч на ровных дорогах с твердым покрытием.

Фотография двигателя З. С. Маркуса. 1870 г.
Реплика первого автомобиля З. С. Маркуса

Машиностроительный, котельный и чугунолитейный завод Märky, Bromovsky & Schulz из Адамове/Адамстале (затем Моравия, Чехия) в ответ на запрос подтвердил в своем письме от 1 февраля 1901 г., что выставленный в Ротонде (Венская Ротонда – центральный павильон Всемирной выставки 1873 г.) дорожный автомобиль был построен им и что двигатель мощностью 1 л.с. в 1888 г. был первым, который завод построил для Маркуса. Фирма сообщала: «Автомобиль, выставленный в Ротонде, создан на основе присланных Маркусом чертежей и уже находится у вас в руках, и он не идентичен тому, с которым Маркус, как говорят, проводил опыты по движению в 1870-х годах».

Хотя З. С. Маркус также не запатентовал и это транспортное средство, им в 1882/83 г. был запатентован электромагнитный воспламенитель (зажигание), а в 1887 г. – щеточный карбюратор с подогревом бензина. З. С. Маркус включил первый электромагнитный воспламенитель, по его собственным словам, изложенный в немецком патенте 1882 г. (Deutsches Reichspatent (D.R.P.) 25947, май 1883 г.), в двухтактный двигатель прямого действия без сжатия в 1873 г. Воспламенитель З. С. Маркуса – магнитоэлектрический аппарат зажигания для взрывных двигателей, как тогда называли ДВС, представлял собой низковольтную машину с Н-образным якорем, который мог вращаться между полюсами мощного постоянного магнита. На сердечнике этого якоря находилась обмотка, в которой при вращении индуцировались электродвижущие силы. Обмотка якоря этого устройства подключалась к специальному прерывателю, который был установлен в головке блока цилиндров двигателя, и таким образом образовывалась цепь. При вращении двигателя эта электрическая цепь в определенный момент прерывалась в цилиндре с помощью специального механизма. Искра, образовавшаяся при разрыве, вызывала воспламенение газо-воздушной смеси.

Первым получить искру с помощью электромагнитных процессов удалось в 1831 г. Майклу Фарадею, открывшему электромагнитную индукцию и изучившему ее. Уже в 1833 г. Карл Фридрих Гаусс и Вильгельм Эдуард Вебер построили первый в мире электромагнитный телеграф, который они успешно испытали в мае. Телеграфная линия длиной более километра пролегала по крышам и башням города Геттингена от тогдашнего «Физического кабинета» до Геттингенской обсерватории. Электромагнитные машины, называемые магнето, стали использоваться в телеграфных аппаратах для создания электрических импульсов.

Щеточный карбюратор З. С. Маркуса на двигателе 1888 г. из  музея TMW

В упомянутом выше автомобиле З. С. Маркуса Motor-Wagen № 2 1888/89 г. был установлен усовершенствованный электромагнитный запал, запатентованный в 1883 г. В так называемом «электромагнитном зажигании отрыва» (нем. Abreißzündung), искра зажигания создавалась разделением трущихся друг о друга электродов в камере сгорания двигателя. По сравнению с предыдущей конструкцией, запатентованной годом ранее, трущиеся электроды поддерживали чистоту контактных поверхностей воспламенителя. Ток создавался плавающим якорем.

Свою первую привилегию за изобретение в области «карбонизации» воздуха – «поверхностный испарительный карбюратор» – Oberflächenvergaser, в котором бензин превращался в газ в системе капилляров, З. С. Маркус получил в 1865 г. В следующем году он получил патент на карбюратор улучшенной конструкции. Судя по фотографиям двигателя 1870 г., примененного для первого Motor-Wagen Маркуса, в машине использовалась топливная система именно этого типа.

В 1882 г. З. С. Маркус получил патент в Германии на свой карбюратор с распылительной щеткой, а в 1887 г. – в Австрии на такой же карбюратор, но с предварительным подогревом бензина. Даймлер, бывший директор завода Otto-Deutz, запатентовал свой карбюратор в 1885 г. З. С. Маркус всегда ссылался на «улучшение», а не на изобретения в своих патентных заявках на карбюраторы. Напомним, что самый старый известный запатентованный карбюратор был изготовлен Лонгботтомом еще в 1854 г.

З. С. Маркус зарегистрировал более 130 патентов во многих областях техники в 16 странах. В отличие от его разработок в области автомобильной техники, ни один из патентов не нашел практического применения. Единственным исключением стал магнитоэлектрический взрыватель – «Венский запальник», который использовался даже вооруженными силами германского рейха.

Второй автомобиль З. С. Маркуса сохранился до наших дней. Он принадлежит Австрийскому автомобильному клубу (ÖAMTC) и постоянно находится в Венском техническом музее TMW (Wiener Technischen Museum). Изменения приводного вала и деревянной конструкции рамы, такие как углубление рядом с сиденьем водителя, показывают, что в конструкцию автомобиля были внесены правки.

Motor-Wagen № 2 З. С. Маркуса

До первого публичного появления автомобиля по случаю юбилейной выставки 1898 г. в Венской Ротонде в рамках специальной выставки «Коллективная выставка автопроизводителей Австрии» автомобиль находился на попечении производителя. Точно не известно, когда машина прибыла в Вену. Затем, в августе 1898 г., выставленный автомобиль был куплен ÖAMTC за 100 гульденов при участии члена правления профессора-инженера Чишека. С тех пор автомобиль З. С. Маркуса был передан TMW для публичной демонстрации. На Всемирной выставке в Париже в 1900 г. машина стояла на стенде австрийской компании Wiener k.u.k. Hofwagen- und Automobilfabrik Jakob Lohner & Co. В каталоге австрийского отдела выставки автомобиль значился в Группе VI «Инженерного и железнодорожного дела» (Ingenieur- und Eisenbahnwesen), в классе 30, как бензиновый автомобиль системы Маркуса от инженера Людвига Чишека (с 1920 г. Czischek-Christen) профессора императорской государственной производственной школы (k. k. Staatsgewerbeschule) в Вене.

Л. Чишек еще в 1896 г. вместе инженером-машиностроителем Людвигом Лонером (Ludwig Lohner, 1855–1925 гг.), владельцем компании по производству карет Jacob Lohner & Company, приступил к изготовлению автомобилей. Когда 24 августа 1897 г. Людвиг Чишек и Людвиг Лонер приехали в Мюнхен, чтобы получить совет от Р. Дизеля относительно двигателя для своего участия в «заезде на надежность» 1898 г., он не мог обещать, что к весне будет создан двигатель, пригодный для использования в автомобилях, но он сказал: «Я убежден, что особые особенности моего двигателя одержат победу над всеми остальными, особенно в автомобильной промышленности». Тогда Л. Лонер поручил Б. Эггеру создать электродвигатель, который можно было бы установить в карету. Испытательным отделом этой австрийской компании руководил 22-летний Ф. Порше. Электрический автомобиль появился в 1898 г., а год спустя Ф. Порше уже работал у Л. Лонера. В 1900 г., при участии Л. Чишека, появился «гибридный» электромобиль Lohner-Porsche «Semper Vivus».

Автомобиль Маркуса оказался в 30-м классе, поскольку организаторы XXI Всемирной выставки, организованной в честь окончания XIX столетия, отказались выделять автомобили в отдельную группу, несмотря на заявление Автомобильного клуба Франции (A.C.F.) и выступления прессы. Однако A.C.F. организовал по случаю выставки I Международный автомобильный конгресс, который длился восемь дней, с понедельника 9 июля по воскресенье 15 июля. Члены конгресса посетили выставку в субботу 14 июля.

Вид автомобиля Маркуса снизу. Первоначальная датировка 1975 г. ошибочна

Поскольку З. С. Маркус был еврейского происхождения, всё, что увековечивало его память, например, памятник, воздвигнутый в Рессельпарке в Вене, было снято во время нацистского режима, а автомобиль З. С. Маркуса был изъят из публичного доступа. К счастью, передача прав собственности от ÖAMTC к TMW защитила автомобиль от национал-социалистов. После войны автомобиль снова стал собственностью ÖAMTC, но остался в постоянной аренде у TMW, за исключением перерывов, связанных с выставками. В 1950 г. автомобиль З. С. Маркуса был отреставрирован по заказу TMW и готов к эксплуатации. Он несколько раз демонстрировался за границей: в Стокгольме (1950 г.), в Канаде (1957/58 гг.), а также в 1958 г. на Всемирной выставке в Брюсселе. В 1960 г. компания ADAST, преемница Märky, Bromovsky и Schulz, представила автомобиль, построенный ее предшественником, на осенней ярмарке в Брно, а в 1965–66 гг. он вызвал восхищение в Далласе, штат Техас, США.

В 1987 г. автомобиль снова был осмотрен и испытан, на этот раз в Техническом университете Вены. Затем изношенные деревянные колеса были заменены копией, которая соответствовала оригиналу. В 2001 г. Австрийское федеральное управление памятников внесло этот музейный объект в список «самых старых оригинальных бензиновых автомобилей в мире».

Реплика первого автомобиля Зигфрида Маркуса демонстрируется публике с 8 декабря 2001 г. В сотрудничестве с Центром профессионального обучения (BFW) Рейнберга, ландшафтно-строительной компанией (LEG) Розенов, бюро по трудоустройству Мальхина и музейной ассоциацией Мальхина она была построена по чертежам, выпущенным профессиональной школой Зигфрида Маркуса в Вене. Автомобиль, состоящий из более чем 270 отдельных деталей, был изготовлен в течение шести месяцев.

Памятник З. С. Маркусу

Зигфрид Маркус умер в Вене 1 июля 1898 г. В последние годы жизни у него были проблемы со здоровьем.