Воздух и топливо для двигателя: карбюратор

С момента появления первых автомобилей и до конца 80-х годов карбюратор являлся неотъемлемой составной частью приводной техники. В качестве системы смесеобразования он служил для подготовки топливо-воздушной смеси к сгоранию в двигателе. Тем самым карбюратор в какой-то мере играл роль «легких» автомобильного двигателя. В этот период времени крупнейшим изготовителем и поставщиком карбюраторов являлась основанная в Берлине компания Deutsche Vergaser Gesellschaft, которая с 1947 года располагалась в Нойсе, а с 1978 года стала носить название Pierburg.

В первые десятилетия существования автомобильного движения имелось необозримое количество производителей как карбюраторов, так и транспортных средств. В их число входили компании от А как Amal до Z как Zenith. Однако лишь некоторые модели и варианты конструкции применялись в течение многих лет. К ним относится карбюратор, разработанный Марселем Меннессоном, инженером парижской компании Solex, в 1908 году и запатентованный им в 1910 году. В последующие годы карбюратор Solex завоевал автомобильный мир и сыграл в истории компании Pierburg ведущую роль, сохранив ее по меньшей мере до тех пор, пока карбюраторную технику не заменили используемые сегодня системы впрыска.

Pierburg является первой в Германии компанией по крупносерийному производству карбюраторов. Ей удалось рано распознать большой потенциал для карбюраторов в моторизации соответствующих наземных, водных и воздушных транспортных средств.

Начало изготовления карбюраторов в Берлине

Благодаря своему мастерству и личному энтузиазму Бернхард Пирбург и его сын Альфред добились получения лицензии на производство карбюраторов Solex и создали тем самым основу для беспрецедентного успеха в истории развития немецких предприятий-поставщиков автомобильной промышленности. Постепенно компания Gebr. Pierburg AG стала крупнейшим изготовителем карбюраторов в Германской империи.

На стабильный успех немецких карбюраторов Solex не повлиял даже начавшийся мировой экономический кризис. Но столкнувшийся с проблемами банк, который обслуживал тогда компанию Gebr. Pierburg AG, подверг опасности ее существование, так как акции компании перешли к одному из доверительных обществ. Бернхарду Пирбургу удалось, однако, вывести из Gebr. Pierburg AG лицензию на производство карбюраторов и расположенное на улице Хайдештрассе предприятие и вложить их в новую, основанную в 1931 году в Берлине компанию Deutsche Vergaser Gesellschaft (DVG), руководство которой с этого времени взял на себя Альфред Пирбург.

Особая заслуга Альфреда Пирбурга заключалась в том, что уже вскоре карбюраторы Solex устанавливались в известных немецких автомобилях и быстро завоевали ведущие позиции на немецком рынке карбюраторов.

Послевоенное время: карбюраторы из Нойса

Во время второй мировой войны берлинский завод был разрушен, и семья Пирбург потеряла право им распоряжаться. Завод попал в руки бывших сотрудников, которые преследовали свою собственную коммерческую идею. В отношении лицензии Solex сначала также возникло замешательство. Но британские оккупационные власти нуждались в эксперте по карбюраторам для оснащения и ремонта своих военных автомобилей, поэтому они зависели от ноу-хау Альфреда Пирбурга. В 1946 году британская штаб-квартира поставила перед руководством завода совершенно новые условия: расположенное на улице Хайдештрассе предприятие вернули семье Пирбург. Вместе с этим был также передан по-прежнему самый важный козырь компании DVG: лицензия на производство карбюраторов, которая по воле французских владельцев перешла на Альфреда Пирбурга лично.

В то время как в Берлине снова стали выпускать карбюраторы, Альфред Пирбург построил в Нойсе, на улице Бюдерихер Штрассе новый завод, который начал свою работу в 1947 году.

И снова карбюраторы Solex завоевали немецкий автомобильный рынок: крупнейшими заказчиками стали такие компании, как

Mercedes-Benz, BMW, Ford, Glas, Borgward, Goliath и, конечно, VW. В первые годы компания DVG выпускала по лицензии Solex только карбюраторы первоначальных видов конструкции. Но техника продолжала развиваться, поэтому уже вскоре Альфред Пирбург и его сотрудники начали применять результаты собственных исследований в новых конструкциях. Компания работала над такими проблемами, как обледенение карбюратора и его действие на различной высоте. Автоматическое пусковое устройство заменило собой воздушную заслонку, а в 1956 году началось крупносерийное производство первых ступенчатых карбюраторов типа PAITA. Карбюраторы этого типа выполняли требования по улучшению смесеобразования на низких оборотах и увеличению подачи смеси для достижения полной мощности двигателя.

Кроме того, обозначилось еще одно направление в разработках: сокращение выбросов вредных веществ транспортными средствами. Строгие нормы токсичности отработавших газов, принятые в США еще в 60-х годах, побудили конструкторов разработать специальные «экологичные карбюраторы», которые обеспечивали значительное снижение выбросов CO, HC и NOx.

Технические разработки в области карбюраторов

С момента изобретения карбюратора Solex Марселем Меннессоном в 1910 году технический принцип его действия в основном не изменился. При этом понятие «карбюратор», возникшее на раннем этапе развития этой техники, собственно говоря, вводит в заблуждение. Верным было бы понятие «смесеобразователь»: воздух и топливо дозируются для каждого рабочего состояния, к тонко распыленному топливу подмешивается воздух, и полученная смесь в соответствии с требуемой мощностью двигателя подается по впускной трубе в цилиндры. Но этот простой на первый взгляд принцип требовал постоянного усовершенствования для расширения набора функций и повышения производительности за счет изменения технологии производства.

Первые карбюраторы Pierburg для компании Hanomag изготавливались еще из латуни литьем в песчаные формы. Лишь переход на литье под давлением и материал цинк позволил начать с 1930 года массовое производство. На это время пришлось также значительное улучшение технологии облегчения запуска: первые карбюраторы с восходящим и горизонтальным потоком впервые стали подавать в двигатель дозируемую топливо-воздушную смесь через поворотную заслонку стартера.

После второй мировой войны развитие карбюраторов по-прежнему оставалось стремительным. При этом разработчики добивались как повышения комфортабельности езды и мощности двигателя, так и уменьшения расхода топлива и количества отработавших газов. Так, внедрение сдвоенных карбюраторов позволило увеличить мощность двигателя, а в 1959 году впервые карбюратор с автоматическим пусковым устройством заменил в автомобилях Käfer («Жук») воздушную заслонку.

Важный вехой стал в 1968 году прямоточный карбюраторCD на основе американского патента Bendix-Stromberg. Этот инновационный продукт, алюминиевый корпус которого отливался компанией Kolbenschmidt в Неккарзульме и Гамбурге, положил конец прежнему принципу фиксированных жиклеров. Теперь только за счет регулируемой системы жиклеров обеспечивалась подача большого количества воздуха для максимальных частот вращения без необходимости отказа от плавных переходов на низких оборотах. Остальные разработки касались применения насосов-ускорителей и обогащения смеси бензина и воздуха в зависимости от точки приложения нагрузки.

Однако постепенно на карбюраторы стала оказывать влияние растущая конкуренция со стороны систем впрыска: новое поколение карбюраторов типов Zenith 1B, 2B и 2E уже было рассчитано на электронные контуры регулирования.

Конец эры карбюраторов

Еще в 1967 году Альфред Пирбург был убежден: «Водители автомобилей с впрыском — это снобы». Однако технология впрыска продолжала неустанно прогрессировать. Применявшаяся в дизельных двигателях система впрыска постепенно становилась востребованной альтернативой карбюратору также и для бензиновых двигателей. В пользу этого выступали многочисленные аргументы. Так, системы впрыска создавали условия для управления процессом сгорания в зависимости от рабочей точки. Благодаря этому значительно увеличивалась энергоэффективность современных автомобилей.

Альфреда Пирбурга одолевали большие сомнения. Его сердце принадлежало исконному бизнесу по выпуску карбюраторов. Но все-таки в 1969 году DVG попыталась наладить серийное производство разработанной Solex системы впрыска. Спустя три года, в 1972 году, DVG даже представила собственную систему впрыска для гоночных автомобилей Zenith. Однако эта система, получившая высокое признание в специализированной прессе, осталась единичным достижением: хотя показатели мощности говорили в пользу системы впрыска, ее цена была не сравнима с ценой карбюратора.

Но со временем система впрыска стала дешевле и эффективнее, а карбюратор —
сложнее и дороже. Автопроизводители начали увеличивать мощность своих двигателей, и обозначение «E» на задней части кузова превратилось в модный символ. В 1983 году уже 34 процента немецких бензиновых двигателей были оснащены системами впрыска — и эта тенденция продолжала расти. Последняя попытка Pierburg утвердиться на рынке карбюраторов представляла собой совместную разработку карбюратора с электронным управлением в рамках компании Bosch Pierburg System (BPS).

Эта кульминация в истории развития карбюраторов означала вместе с тем и ее конец. Технически сложная система не находила спроса на рынке, и в 1987 году разработка была прекращена. Наконец, после введения на рынок регулируемого трехходового катализатора в 1992 году компания Pierburg, выпустив 75 миллионов карбюраторов, подвела итоговую черту: чтобы компенсировать потери в бизнесе по выпуску карбюраторов, Pierburg пришлось идти новыми путями.

1928 Первый карбюратор Solex, изготовленный в Берлине
1929 Первый сдвоенный карбюратор для седанов класса «люкс»
1931 Основание компании Deutsche Vergaser Gesellschaft
1947 Новое начинание Пирбурга в Нойсе
1955 Строительство завода APG на Дюссельдорфер Штрассе в Нойсе
1956 Первый ступенчатый карбюратор Solex
1959 Первый карбюратор с автоматическим пусковым устройством
1967 Первые результаты действия норм токсичности отработавших газов в США
1975 Приобретение завода по выпуску карбюраторов в Неттетале
1969 Создание центра исследований и разработок
1972 Начало выпуска новой серии карбюраторов
1981 Презентация электронного карбюратора
1989 Решение о введении трехходового катализатора
1995 Конец серийного изготовления карбюраторов Pierburg в Европе