رودولف كريستيان كارل ديزل (1858-1913) Rudolf Christian Karl Diesel

هو مخترع الماني ومهندس ميكانيكي, مشهور باختراع محرك الديزل.

الحياة المبكرة والتعليم

ولد رودولف ديزل في باريس, فرنسا في 18 مارس 1858, هو الابن الثاني لثلاثة ابناء من والديه إليس (ني ستروبل) وتيودور ديزل عامل للصناعات الجلدية, وهما من مهاجري بافاريا ويعيشون في باريس. امضى رودولف طفولته المبكرة في فرنسا, ولكن مع اندلاع الحرب الفرنسية البروسية Franco-Prussian War في سنة 1870 (كما العديد من الالمان) أجبر على مغادرة البلاد. واستقر مع أهله في لندن, انجلترا. تم إرسال رودولف البالغ من العمر 12 عاما إلى أوجسبورج, قبل نهاية الحرب الالمانية للعيش مع اقارب له هناك, وقام بدخول المدرسة الملكية للتجارة.

المشوار المهني

منذ سن مبكرة, أراد ديزل ان يصبح مهندسا, وكان متفوق دراسيا طيلة حياته. انهي تعليمه الأساسي على رأس قائمة الأوائل بفصله. في 1873 التحق بالمدرسة الصناعية التي تأسست حديثا في أوجسبورج.  بعدها بسنتين, حصل على منحة جدارة من كلية بافاريا للفنون التطبيقية الملكية بميونخ Royal Bavarian Polytechnic of Munich حيث تم قبوله. وواصل دراسته بها ضد رغبة والديه, اللذان كانا يفضلان له البدء بالعمل بدل الدراسة.

لم يستطع ديزل التخرج مع فصله في يوليو 1879 بسبب إصابته بالتيفويد. اثناء انتظار موعد الامتحان التالي, عمل على اكتسب خبرة هندسية عملية في ورشة التشغيل (الاخوة سولزر)  (Sulzer Brothers Machine Works) في فينترتور, سويسرا Winterthur, Switzerland. تخرج ديزل في يناير 1880 مع مرتبة الشرف الأكاديمية. وعاد إلى باريس, حيث قام بمساعدة استاذه السابق كارل فون ليندا Carl von Linde في تصميم وإنشاء مصنع حديث للتبريد وصناعة الثلج. أصبح ديزل مدير المصنع بعد عام واحد.

في عام 1883, تزوج من مارثا فلاشا, واستمر بالعمل عند ليندا.  في اوائل 1890, انتقل ديزل وزوجته وأولاده إلى برلين, لتولي إدارة قسم الأبحاث والتطوير لليندا, وانضم إلى العديد من مجالس إدارات الشركات الأخرى هناك.

ديزل ومحرك الديزل:

حيث لم يكن يسمح لديزل باستخدام الاختراعات التي طورها أثناء عمله مع ليندا لأغراضه الخاصة,  قام بالتوسع خارج مجال التبريد. عمل في البداية مع البخار steam, من خلال ابحاثه في الكفاءة الحرارية thermal efficiency وكفاءة  استهلاك الوقود fuel efficiency  قادته لبناء محرك بخار باستخدام بخار الأمونيا ammonia vapor. خلال التجارب, انفجر المحرك وتقريبا كان سيؤدي إلى وفاته. مضي عدة أشهر بالمستشفى, تلاها مشاكل صحية وبصرية.

معرفة ديزل للديناميكا الحرارية thermodynamics  والقيود النظرية والعملية لكفاءة الوقود, وعلمه بأن حوالي 90% من الطاقة المتاحة في الوقود تهدر في محركات البخار, عزز من عمله في تصميم المحرك الذي كان يهدف بالحصول له على نسبة كفاءة أعلى. بعد تجربته مع محرك دورة كارنو Carnot cycle, قام بتطوير اسلوبه الخاص. حصل ديزل على براءة اختراع  المانية للمحرك الخاص به في 1892.

من سنة 1893 إلى 1897 قدم هاينريش فون بوز Heinrich von Buz, مدير مان أيه جي MAN AG في اوسجبورج, لديزل الفرصة لاختبار وتطوير أفكاره.

خلال تلك الفترة قام ديزل بتطوير محركه, وكان هناك عدد من النماذج الاولى للمحرك غير ناجحة على الإطلاق, فالمحركات كانت ضخمة, وثقيلة, وخطيرة في التعامل معها. بعد عدد من الصعوبات الأولية, عند تجربة المحرك في يونيو 1895 كانت الكفاءة 16.6%  مخيبة للآمال. في 1886, قام ديزل بنشر كتاب/ مقال بعنوان (نظرية وإنشاء محرك حراري قيم لاستبدال محرك البخار و محركات الاحتراق المعروفة وقتها) وقام بوضع الاساس لعمله على اختراع محرك الديزل diesel engine.

ظل الحال كما هو عليه حتى 17 فبراير 1897 عندما بدأ محرك ديزل بالعمل بشكل مرضي لأول مرة. المحرك كان يشبه محرك البخار بشكل كبير, فكان عبارة عن اسطوانة رأسية من الصلب ارتفاعها 3 متر وحذافة بالجنب, ويعمل بالكيروسين وكان ذو قدرة 18 حصان لكن مع كفاءة مذهلة 26.2%.

النموذج الأول "الثالث الذي تم اختباره  بنجاح في 1897" اسطوانة واحدة رئيسية, اربعة أشواط, تبريد مياه, حقن وقود الخرج: 14.7 كيلووات (20 حصان) الاستهلاك النوعي للوقود: 317 جم/ كيلو وات ساعة (238 جم/ حصان- ساعة) الكفاءة: 26.2% سرعة الدوران: 172 لفة في الدقيقة السعة: 19.6 لتر القطر: 250 مم الشوط: 400 مم

محرك ديزل أصبح له شعبية كبيرة وتم استخدامه في القاطرات, والسفن, والتطبيقات الصناعية. محرك ديزل لم يكن فقط اكثر كفاءة في استهلاك الوقود, بل أنه كان اقل ضجيج, واحتياجه إلى الصيانة والإصلاح أقل بالمقارنة مع الانواع الاخرى من المحركات. محرك ديزل الحراري تفوق على جميع اشكال المحركات الموجودة حينها. حيث يعمل بدون جهاز إشعال, لا يحتاج إلى غلاية, ولا قبو للفحم. مقارنة بمحركات البنزين أو محركات الإشعال بالشرارة, محرك الديزل يمتلك 3 مزايا حاسمة: اكثر متانة بسبب أنه يتكون من اجزاء أقل وأكثر صلابه؛ يمكنه حرق زيت ثقيل (أرخص من البنزين), وكذلك كفاءته الحرارية أعلى بكثير.

حصل رودولف ديزل في وقت لاحق على براءة ابتكار محرك الإشعال بالضغط compression ignition engine, على الرغم من أن محرك اكرويد- ستيوارت Akroyd-Stuart حصل على براءة اختراع قبلها بعامين. ولكن الضغط العالي والكفاءة الحرارية هي ما يميز براءة اختراع ديزل (3,500 كيلوبسكال- 508 رطل/ بوصة المربعة). كما قام ديزل بتحسين المحرك أبعد من ذلك في حين توقف أركويد ستيوارت عن تطوير محركه في 1983.

في 1982 تلقى ديزل براءات اختراع في المانيا, سويسرا, والمملكة المتحدة والولايات المتحدة لـ "طريقة وجهاز تحويل الطاقة الحرارية إلى شغل". في 1983 قام بوصف "محرك بطيء الإشعال slow-combustion engine" الذي هو أول محرك يقوم بضغط الهواء مؤديا إلى رفع درجة حرارته فوق نقطة الإشعال الذاتي للوقود, ثم يتم بالتدريج إدخال الوقود مع السماح للخليط بالتمدد ضد مقاومة كافية التي تمنع الزيادة في درجة الحرارة, ثم يتم قطع الوقود ويتم التمدد بدون انتقال للحرارة (دورة ديزل الحرارية).

في 1894 و1895 حصل على ديزل على براءات اختراع وإضافات لمحرك الاحتراق الداخلي ذو الإشعال بالضغط في (اسبانيا, فرنسا, بلجيكا, المانيا, الولايات المتحدة الامريكية), وتم تشغيل أول محرك له بنجاح في 1897.

مع التصميم البسيط نسبيا للمحرك, جعله في الحال ناجح تجاريا, وحقوق وبراءة الاختراع اعطت مخترعه ثراء كبير. حيث أصبح ديزل ثري للغاية ومشهور. بحلول عام 1898 انتشر استخدام محرك الديزل في المناجم, حقول البترول, المصانع, والشحن بالسفن.

بعد الانتهاء من فترة حق براءة الاختراع 1907. اخذت العديد من الشركات اختراعه وقاموا بتطويره أكثر. أول محرك يبدأ بناءه تجاريا عن طريق سولزر Sulzer في يونيو 1898.

في سنة 1913 كانت هناك اكثر من 300 مركب مدفوعة بمحرك الديزل في محيطات العالم, بالإضافة إلى المحركات الثابتة في العديد من التطبيقات. تم إنتاج أول قاطرة في العالم في برلين بالتعاون مع مصنع بورسيج Borsig works.

يعزي المحللين لتلك الفترة الزمنية؛ بأنه على الرغم من الثراء الذي وصل إليه ديزل بسبب محركه فإن تطوير محرك الديزل كان في حاجة لمزيد من الوقت والعمل. انضم العديد من المهندسين في العمل على تحسين الجدوى التسوقية للفكرة التي توصل إليها ديزل ليصبح ناجح تجاريا. من الناحية الأخرى, اصبح ديزل مهددا بعض الشيء بسبب هذه العملية, ولم يكن دائما قادرا على العثور على لغة مشتركة مع مصممي المحركات الاخرين القائمين بتطوير اختراعه.

عدم جاهزية المحرك, والانتقادات التي وجهت لديزل وللمحرك, والاستثمار السيء والصداع المتكرر جعله عصبي. بالإضافة للعمل بشكل كبير لتطوير المحرك, والمبالغ التي تم صرفها لتطوير المحرك, أثرت على حالته الصحية ومزاجه وحالته المالية. وأدت إلى اكتئابه عندما وجد نفسه محبطا ومفلسا في نهاية المطاف.

اختفاء وموت ديزل

في نهاية شهر سبتمبر 1913 استقل ديزل باخرة مكتب البريد اس اس دريسدن SS Dresden في انتويرب Antwerp في طريقه لافتتاح الشركة الموحدة لصناعة الديزل Consolidated Diesel Manufacturing company في لندن.

في مساء يوم 29 سبتمبر 1913, أخذ ديزل العشاء على متن السفينة ثم غادر إلى حجرته في الساعة العاشرة مساء, ترك رسالة لإيقاظه في اليوم التالي الساعة 6:15 صباحا؛ حيث كانت هذه أخر مرة يراه أحد بعدها على قيد الحياة. في صباح اليوم التالي كانت غرفته خالية حيث لم ينام في سريره, على الرغم ان ملابس نومه وضعت بدقة وتركت ساعته على المنضدة بجانب السرير بحيث يكن رؤيتها من السرير. وبالخارج وجدت قبعته ومعطفه مطويين بدقة تحت السور الخارجي للباخرة.

بعد عشرة ايام من ذلك التاريخ, تصادف ان طقم القارب الهولندي كورتزين Coertsen عثر على جثة شخص طافية على سطح بحر الشمال بالقرب من النرويج. الجثة كانت في حالة متقدمة من التحلل بحيث لا يمكن التعرف عليها. قام طقم البحارة بانتشال المتعلقات الشخصية من ملابس الجثة (حافظة للأدوية, محفظة, بطاقة تعريف, مطوة, علبة نظارة) والتي تم تسليمها لذويه وقد اقر ابنه بأن المتعلقات تخص والده. ونظرا لسوء الاحوال الجوية وتحلل الجثة تم إرجاعها للبحر مرة أخرى.

بعد فترة وجيزة من اختفاءه, قامت زوجته مارثا بفتح حقيبة كان زوجها قد أعطاها لها قبيل قيامه بتلك الرحلة المشؤومة, مع التأكيد لها بعدم فتحها إلا في الاسبوع التالي. اكتشفت زوجته وجود 200,000 مارك ألماني نقدا وعدد من الأوراق المالية التي تشير إلى أن حسابتهم المصرفية كانت فارغة تقريبا (تحويل الارصدة إلى عملة نقدية). بالإضافة إلى أنه عند مراجعة متعلقات ديزل وجد بمذكراته اليومية التي تركها في غرفته في صفحة تاريخ وفاته رسم للصليب التي قد تشير إلى الموت.

سبب وفاته ظل ومازال مفتوح للتفسير؛ البعض رجح الانتحار, البعص قال إنها مؤامرة من أقطاب صناعة الفحم الذين تضرروا من محرك الديزل, والبعض يقول أن ديزل كان على شفى الإفلاس واختار هذا الطريق للخروج من المأزق. الغالبية منهم ترجح أنه حادث انتحار حيث عزوا ذلك بأنه كان يعاني من اضطراب عقلي ونفسي. ولكن عائلته ترفض فكرة ان وفاته كانت ذاتيه, فهم كانوا على يقين أنه تم إلقاءه عمدا من السفينة وان افكاره واعماله لتطوير المحرك تم سرقتها. وجهة نظر أخرى صاحبة وفاته هي أن ديزل بطرح حل استخدام الزيت النباتي كمصدر للوقود لمحركه, كان سيؤدي إلى القضاء على احتكار العاملين بمجال البترول. أو ان هناك مؤامرة سياسية وانه تم التخلص منه من المسؤولين الالمان لمنع ديزل من الابلاغ عن نتائج اختراعه لأعدائهم في الحرب العالمية الأولى الوشيكة. والبعض يتكهن بأنه حادث سقوط عرضي له من سطح المركب. ما زلت قصة وفاة ديزل غامضة وتتضارب القرائن والدلالات والتكهنات بحقيقتها.

محرك الديزل:

في كل الأحوال رودولف كريستيان كارل ديزل هو شخصية بارزة في تاريخ بناء المحرك. وعلى الرغم من وفاته الغير متوقعة والمريبة فإن محركه مازال على قيد الحياة إلى يومنا هذا. محركات الديزل باقية معنا لدفع السيارات والشاحنات, والسفن, والقوارب, والجرارات الزراعية, والقاطرات, والمولدات الكهربائية, والغواصات..... الخ.

حيث ان محرك الديزل يتطلب جسم أكثر قوة وأثقل وزنا عن محرك البنزين, فلم يستخدم على نطاق واسع في مجال الطيران. ولكن تم استخدام محرك الديزل بشكل كبير في العديد من التطبيقات الأخرى. مثل المحركات الثابتة, ومعدات الزراعة, والغواصات, والسفن, وبعد ذلك في القاطرات والشاحنات, وفي السيارات الحديثة.

بعد الانتهاء من فترة حق براءة الاختراع 1907. اخذت العديد من الشركات اختراعه وقاموا بتطويره أكثر. محرك الديزل خضع إلى الكثير من التطوير كذلك بعد وفاة ديزل, وأصبح بديلا مهما للغاية بالنسبة للمحرك البخاري ذو المكبس في العديد من التطبيقات.

محركات الديزل موجودة في التطبيقات التي تتطلب عزم عالي عند سرعات بطيئة. بسبب كتلة المحرك والعزم العالي أصبحت محركات الديزل من اساسيات صناعة الشاحنات. حديثا, محركات الديزل التي تخلصت من عقدة الوزن تستخدم في الطائرات الخفيفة. هذه المحركات تعمل على وقود الديزل أو وقود الطائرات الأكثر شيوعا.

في السنوات الأولى, محرك الديزل كان ينافس مع محركات أخرى ثقيلة مثل محرك المصباح الساخن hot-bulb engine, في الوقت الذي كان محرك البخار مهيمن على مصادر القدرة للصناعة. تم تقديم محرك الديزل سريع الدوران في العشرينات 1920 للمركبات التجارية وفي الثلاثينيات 1930 لسيارات الركوب.

محرك الديزل لديه ميزة التشغيل الاكثر كفاءة من محركات البنزين بسبب نسبة الانضغاط العالية ومدة الاحتراق الأطول, التي تعني بأن درجة الحرارة ترتفع ببطء, وهو ما يعني امكانية تحويل حرارة اكثر إلى شغل ميكانيكي. ديزل كان لديه اهتمام باستخدام غبار الفحم coil dust أو الزيت النباتي كوقود, وقد تم تشغيل محركه على زيت الفول السوداني. المصدر الأساسي لوقود تلك المحركات أصبح يعرف اليوم بوقود الديزل, زيت مشتق من تكرير البترول, والذي هو اكثر أمانا في التخزين عن البنزين (نقطة الوميض flash point حوالي 175 درجة أعلى) ولا ينفجر.