Norymberga silnikami stoi

W 1841 roku firma Klett założyła w Norymberdze fabrykę. Postanowiła produkować w niej rozmaite maszyny – głównie mające wówczas ogromne wzięcie silniki parowe. Wszak był to rozkwit wieku pary. Takie motory napędzały wtedy tkalnie i kuźnie, a lada moment miały też trafić do napędu okrętów. Dzisiaj, oczywiście po wielu zmianach, ta fabryka to część koncernu MAN i jest jego centrum kompetencyjnym projektującym i produkującym silniki. Między innymi te, które pracują pod kabinami ciężarówek MAN.

Pod koniec XIX wieku firma przekształciła się w Towarzystwo Budowy Maszyn i postawiła na skokowy rozwój. Siły połączyła innym producentem maszyn – założoną w 1758 roku w Oberhausen Hutą św. Antoniego. W 1873 r. przybrała nazwę GHH – Gutehoffnungshutte. Przedsiębiorstwo miało swoją fabrykę także w Augsburgu.
W 1897 fabryka maszyn w Augsburgu i spółka akcyjna budowy maszyn w Norymberdze zawierają umowę o połączeniu działalności – powstaje spółka akcyjna fabryki budowy maszyn w Augsburgu i spółki maszynowej w Norymberdze „Vereinigte Maschinenfabrik Augsburg und Maschinenbaugesellschaft Nürnberg AG“, która wkrótce zmienia nazwę na „Maschinenfabrik Augsburg Nürnberg, w skrócie MAN. Nowa spółka kupiła ogromny teren na południowych obrzeżach Norymbergi pod budowę nowej fabryki. Nawet dziś rozmach tego posunięcia może robić wrażenie – chociaż miasto w ciągu ponad stu lat znacznie się rozrosło i zakład znalazł się niemal w jego środku, to jego obszar pozostaje wciąż taki sam – 355.000 metrów kwadratowych! Dzisiaj jest jednym z kilku zakładów MAN-a i jego centrum kompetencyjnym w konstruowaniu i produkcji silników wysokoprężnych stosowanych do napędu samochodów ciężarowych, maszyn rolniczych i budowlanych, luksusowych jachtów, kutrów rybackich i łodzi patrolowych, silników okrętowych, kolejowych i przemysłowych, stosowanych do napędzania agregatów prądotwórczych i pomp.

Rudolf wizjoner
Ostatnia dekada XIX wieku to okres intensywnych poszukiwań nowych rozwiązań technicznych, które mogłyby wyeliminować wady silnika parowego – do jego zasilania potrzeba zajmującego wiele miejsca paliwa – węgla oraz wody. Poza tym jednostki parowe sa mało efektywne. Krótko przed połączeniem bawarskich firm w Augsburgu pojawia się młody konstruktor-wizjoner. Nazywa się Rudolf Diesel. Jego marzeniem jest jednak skonstruowanie sprawnego silnika cieplnego. Taką myślą owładniętych jest jeszcze dwóch innych niemieckich inżynierów, każdy idzie jednak w inną drogą. W 1876 swój silnik z zapłonem iskrowym pokazuje światu Nikolaus Otto – do jego napędu stosuje gaz świetlny. W 1883 roku silnik benzynowy, też z zapłonem iskrowym, konstruuje Gottlieb Daimler. Diesel idzie w innym kierunku i w lutym 1892 r. przedstawia silnik tłokowy, w którym zapłon następuje przez sprężenie w cylindrze mieszanki rozpylonego paliwa z powietrzem. W trakcie tej operacji następuje wzrost temperatury i samozapłon paliwa. Rok później, 23 lutego 1893 roku, Rudolf Diesel otrzymuje w Cesarskim Urzędzie Patentowym w Berlinie patent na „silnik wysokoprężny”. To jednak dopiero początek pracy.

Diesel poszukuje alternatywnych rozwiązań dla maszyny parowej, której eksploatacja wymaga dużych nakładów zapewniając sprawność na poziomie maksymalnie 10%. Rozwiązaniem ma być jego silnik. Do realizacji planów Rudolf Diesel potrzebuje partnerów, a ci sceptycznie podchodzą do jego pomysłów. Nie chcą uwierzyć, że 34-letni inżynier będzie w stanie skonstruować urządzenie, które zastąpi wszechobecną maszynę parową. Dieslowi udaje się przekonać dyrektora generalnego Fabryki Maszyn w Augsburgu (Maschinenfabrik Augsburg) do swoich perspektywicznych planów. Mimo wysokiego ryzyka przedsięwzięcia, Heinrich von Buz wyraża zgodę na realizację projektu. Fabryka w Augsburgu oraz firma Friedrich Krupp udostępniają niezbędne środki, zapewniają personel, wyposażenie techniczne i pomieszczenie do prowadzenia doświadczeń. Dopiero rok później Diesel publicznie demonstruje swój silnik. Jego praca trwa zaledwie minutę. Jednocylindrowy motor o wysokości prawie 3 m, z wielkim kołem zamachowym, jako żywo przypomina maszynę parową. Zasilany jest także podobnym paliwem – do cylindra przy pomocy sprężonego powietrza wtryskiwany jest… sproszkowany węgiel. Samozapłon następuje po sprężeniu ładunku w cylindrze do 80 atmosfer (8100 kPa). To sukces, ale jeszcze nie na tyle wielki, by świętować. Silnik ma niską sprawność.

Po pokonaniu pierwszych problemów w czerwcu 1895 wykonywane są pierwsze pomiary – niestety, sprawność na poziomie 16,6% jest dla wszystkich rozczarowaniem. Dopiero 17 lutego 1897 po raz pierwszy wynalazek Diesla przynosi zadowalające wyniki. Podobieństwo z maszyną parową nadal jest ewidentne. Maszyna napędzana ropą naftową uzyskuje moc całych 18 KM i zaskakująco wysoką sprawność 26,2%. W ten sposób dieslowski „racjonalny silnik cieplny” odsuwa w cień wszystkie pozostałe. Pracuje bez aparatu zapłonowego, nie potrzebuje kotłów, ani składu węgla. W porównaniu z silnikiem z zapłonem iskrowym, wysokoprężny ma trzy zasadnicze zalety: jest bardziej odporny, gdyż zbudowany jest z niewielkiej liczby elementów, przystosowany do spalania ciężkiej frakcji ropy naftowej, tańszej od benzyny, a jego sprawność znacznie przewyższa osiąganą przez silniki z zapłonem iskrowym. W kwietniu 1900 roku na wystawie światowej w Paryżu Diesel pokazuje silnik swojej konstrukcji napędzany… olejem z orzeszków ziemnych. Chcąc nie chcąc konstruktor staje się pionierem zastosowania biopaliw do napędu silnika spalinowego.

Tak to się zaczęło
W kolejnych latach Diesel razem z inżynierami MAN-a udoskonalają kilka szczegółów silnika i eliminują „choroby wieku dziecięcego”. Na początku nowego wieku silnik uznaje się za ostatecznie bezpieczny w eksploatacji i gotowy do sprzedaży. Rudolf Diesel wybiera bardzo rozsądny sposób sprzedaży swojego patentu polegający na udostępnionej na całym świecie licencji. Dzięki temu szybko staje się milionerem. Już w roku 1903 po kanale La Manche kursują promy zasilane silnikami Diesla, a w 1913 roku po wodach świata pływa ponad 300 statków wyposażonych w wysokoprężne jednostki. We współpracy z fabryką lokomotyw Borsig w Berlinie w 1913 r. powstaje też pierwsza na świecie lokomotywa dieslowska, dostarczona Królewskim Pruskim Liniom Kolejowym.
Problemem jest zastosowanie silnika w samochodach. Główna przeszkoda to jego rozmiary i duży ciężar. Firma MAN, która w 1915 zaczyna produkcję samochodów użytkowych na licencji szwajcarskiego Saurera ma jednak zamiar doprowadzić do końca to co zaczęła. Wybucha jednak I wojna światowa, której czas nie sprzyja pracom badawczym. Po jej zakończeniu inżynierowie MAN-a ponownie przystępują do doskonalenia wynalazku. W roku 1924 r. na Niemieckiej Wystawie Samochodowej w Berlinie firma prezentuje skonstruowany rok wcześniej pierwszy pojazd ciężarowy napędzany silnikiem Diesla. Czterocylindrowy silnik osiąga moc 45 KM przy 1050 obr./min i zużywa tylko 200 g/KM/h paliwa. Jego masa jest niewiele większa od masy silnika gaźnikowego. Sukces jest ogromny, a największą nagroda jest odzew europejskich klientów, którzy zaczynają masowo kupować ciężarówki MAN.

Specjalizacja: silniki
Norymberska fabryka pozostała matecznikiem silników koncernu. Niemal wszystkie jednostki napędowe jego ciężarówek i autobusów są produkowane właśnie tam. Jej program produkcyjny obejmuje produkcję i serwisowanie silników zasilanych olejem napędowym, a także gazem (LPG i CNG) i biogazem, produkcję elementów i podzespołów silników oraz części zamiennych. Na jej terenie znajduje się też dział rozwoju silników (Research & Development), w którym pracuje 691 osób. W zakładzie pracuje ponad 4300 osób, z czego 3080 bezpośrednio przy produkcji i montażu. Reszta to pracownicy biurowi i konstruktorzy. Rocznie zakład w Norymberdze produkuje niemal 110.000 silników. Znakomitą większość stanowią oczywiście cztero- i sześciocylindrowe jednostki napędowe do samochodów ciężarowych obejm,ujące pełen zakres mocy oferowanej w samochodach i maszynach – od 50 do 800 KM. Około 10.000 to motory V8, V10 i V12 – przemysłowe i z segmentu „marine”. Moc tych ostatnich sięga 1800 KM. Przy montażu silników pracuje 1140 ludzi.
Dużą częścią fabryki są nowoczesne odlewnia (zatrudnia 200 pracowników), kuźnia i zakład obróbki skrawaniem, w których powstają bloki silników (119.000 szt. rocznie), głowice (116.000/rok), wałki rozrządu (120.000 szt.) i koła zamachowe (115.000), a także takie elementy pojazdów jak układy wydechowe. Przy tej produkcji zatrudnionych jest kolejnych 976 osób. O skali produkcji wiele mówi masa wyrobów opuszczających odlewnię – w 2012 roku wyniosła ona niemal 9000 ton! A to tylko niewielka część tego co trzeba przywieźć i wywieźć z fabryki. Zatrudniający ponad 460 ludzi dział logistyki „przerzuca” średnio co miesiąc niemal 14.750 ton!

Praktyczna nauka
Najnowsze „dziecko” Norymbergi to otwarta w 2012 roku MAN Engine Academy, czyli centrum szkoleniowe dla mechaników MAN-a i jego klientów uczące jak są zbudowane silniki i jak je obsługiwać. W kilkunastu obszernych, jasnych salach znajdują się tutaj stanowiska badawcze i naprawcze umożliwiające kompletne przetestowanie każdego silnika, jego rozebranie na części i złożenie. Można to np. sprawdzić czy jednostka napędowa pracuje prawidłowo, skontrolować jej głośność (to ważne szczególnie w przypadku silników jachtowych). W jednej z sal jest też mega schemat instalacji silnika w siłowni okrętowej. Można na nim przeprowadzić ćwiczenia z obsługi jak w realnych warunkach, przy czym kursant może prześledzić całą drogę jaką odbywają w jego polecenia w układzie sterowania silnikiem. Takie szkolenie daje człowiekowi o wiele lepszy obraz działania napędu niż wielogodzinne ślęczenie nad instrukcją obsługi.
Ryszard Baron
Fot. MAN, Ryszard Baron