De mannen zijn ongeduldig. Voor hen staat een motor van zo’n 3 meter hoog, en volgens de berekening heeft die een vermogen van 5 pk. Na dagenlang bezig te zijn geweest met de afstelling zijn hoofdingenieur Rudolf Diesel en zijn twee assistenten klaar om de motor te starten. De kalender van de Duitse machinefabriek Augsburg geeft 10 augustus 1893 aan.
Rudolf Diesel zet een stap naar voren en draait aan de brandstofkraan om de olie in de machine te laten. Maar zodra de olie ontbrandt, spat de motor door de druk uiteen. Diesel en zijn beide collega’s worden omver geblazen, terwijl scherpe metaalsplinters hen om de oren vliegen.
Wonder boven wonder overleven de mannen de hevige explosie. En Diesel laat zich door het ongeluk in het geheel niet ontmoedigen. Want nu weet hij dat zijn theorieën over het ontsteken van brandstof zonder vonk juist zijn. Hij weet zeker dat hij met behulp van druk een motor met ongekende kracht kan maken.
De weken erna gaan de experimenten dag en nacht door, en uiteindelijk kan Diesel het volgende noteren: ‘Het is nu aangetoond, zelfs met deze gebrekkige motor, dat het proces mogelijk is.’
Zo werkt een dieselmotor
1.
De inlaatklep boven in de cilinder gaat open. Doordat de zuiger omlaag gaat, wordt de cilinder gevuld met verse lucht. Dan sluit de inlaatklep weer, zodat de lucht niet uit de luchtdichte cilinder kan ontsnappen.
2.
De zuiger komt omhoog en perst de lucht samen. Door de druk stijgt de luchttemperatuur tot 500°C. Als de zuiger bijna boven is, wordt er in de kleine ruimte daarboven brandstof gespoten. Bij een temperatuur van ongeveer 400°C ontbrandt de brandstof spontaan.
3.
De brandstof ontploft gecontroleerd door de hoge temperatuur van de perslucht en drukt de zuiger naar beneden. Dit is het meest kritieke moment van het proces. De dosis brandstof moet precies zijn afgestemd op de behoefte van de motor en de druk in de cilinder.
4.
Boven in de cilinder gaat de uitlaatklep open. De zuiger komt omhoog en drukt het gebruikte gas uit de cilinder. De uitlaatklep sluit, waarna de inlaatklep vervolgens weer opengaat. Dan begint het hele proces weer van voren af aan.
Huis ontploft bijna
Rudolf Christian Karl Diesel werd op 18 maart 1858 in Parijs geboren uit Duitse ouders. Al van jongs af aan was hij zeer geïnteresseerd in techniek. Thuis haalde hij de koekoeksklok uit elkaar om veren, tandwielen en wijzers te onderzoeken.
Soms ging zijn nieuwsgierigheid wel eens te ver. Dat was bijvoorbeeld het geval toen de kleine Rudolf experimenteerde met de gasinstallatie van het huis en de boel bijna ontplofte. Op school hadden de leraren zijn talenten al snel in de gaten. Vooral in de natuurwetenschap was hij zijn klasgenootjes ver vooruit. In zijn vrije tijd toonde de jongen veel belangstelling voor de technische innovaties die in die tijd in Parijs werden ontwikkeld.
Vooral motoren hielden Rudolf bezig, en toen hij in 1867 met zijn ouders mee mocht naar de wereldtentoonstelling in Parijs, waande de slimme schooljongen zich in het paradijs. Daar vergaapte hij zich onder meer aan de benzinemotor van Nicolaus August Otto, die gold als eerste alternatief voor de stoommachine.
Rudolf bezocht graag de technische musea in Parijs, waar hij urenlang de stoom- en gasmotoren analyseerde. Eén voorwerp had zijn bijzondere aandacht: het oudste zelfrijdende voertuig ter wereld – een driewielige stoomtractor uit 1769. Uiterst nauwkeurig tekende de 12-jarige Rudolf de tractor in zijn notitieboekje na. In die tijd werd daarmee de kiem van een revolutionaire verandering op het gebied van het wereldwijde vervoer gelegd.
Zuiger gaf stof tot nadenken
Maar Diesel kreeg geen kans om door te studeren in Parijs. In 1870, toen de Frans-Duitse Oorlog uitbrak, zaten de Diesels als Duitse immigranten in Frankrijk in een moeilijke positie tussen de twee strijdende naties. In september 1870 namen ze een trein vol met vluchtelingen naar Rouen, vanwaar ze met een overvolle boot het Kanaal overstaken naar Engeland.
Ze kwamen in Londen terecht, maar Rudolf bleef er maar twee maanden. Zijn ouders vonden het beter dat hun zoon bij een oom in Duitsland ging wonen om zijn Duits bij te spijkeren.
Rudolf Diesel blonk op zijn nieuwe school meteen uit. Hij had een duidelijke ambitie: ingenieur worden en de perfecte motor ontwikkelen. Daarom begon hij in oktober 1873 op de nijverheidsschool in Augsburg enthousiast aan de opleiding tot technisch ingenieur.
Tijdens zijn studie raakte Diesel erg gefascineerd door een moderne versie van een zuiger. Het instrument leek op een fietspomp van glas, en als de zuiger met kracht in de cilinder werd gedrukt, begon er op de bodem iets te gloeien. Dit proces toonde aan dat de temperatuur van lucht sterk stijgt als deze samen wordt geperst. De student was onder de indruk en peinsde zich suf hoe hij dit principe in de praktijk kon toepassen.
Na twee jaar studie schreef Rudolf Diesel zich in op de technische hogeschool van München, waar hij zijn studie als 21-jarige afsloot met de hoogste cijfers in de geschiedenis van de school.
De Selandia baarde veel opzien. Niet in de laatste plaats omdat het schip een kleine uitlaatpijp had in plaats van een schoorsteen.
De eerste zeeschepen met een dieselmotor
De dieselmotor was op vele terreinen een revolutie. Binnen de scheepvaart liep Scandinavië voorop. In 1909 bestelde de Deense Oost-Aziatische Compagnie de Selandia – het eerste zeewaardige dieselmotorschip ter wereld – bij de Kopenhaagse werf B&W. Het schip was op 4 november 1911 klaar en begon drie maanden later aan zijn 35.000 kilometer lange eerste reis. Het werd een succes: de Selandia was sneller, goedkoper en vergde minder onderhoud dan de stoomschepen van de compagnie. Bijna tegelijk bouwde het Zweedse AB Diesels Motorer een motor voor het Noorse schip Fram. In juni 1910 ging het vanuit Noorwegen op weg naar Antarctica met poolonderzoeker Roald Amundsen als leider. Op 14 december 1911 stond Amundsen als eerste mens op de zuidpool – met dank aan de uitvinding van Rudolf Diesel.
Hoofdpijn en geldgebrek
Meteen na zijn examen vond Diesel een baan in Parijs, waar hij in een fabriek koeltechnieken moest onderzoeken. Hij ging ijverig aan de slag met pompen, koelmachines en ketels om een motor te ontwikkelen die liep op ammoniak. In september 1881 kreeg de begaafde ingenieur zijn eerste patent op een machine die kristalhelder ijs maakte.
Maar niet alles liep op rolletjes. Diesel had vaak zware hoofdpijnen en raakte in financiële problemen, waar hij de rest van zijn leven last van zou blijven houden.
Desondanks experimenteerde Diesel intensief met zijn ammoniakmotor. Zijn idee was dat oververhit ammoniakgas op een dag de stoom in een stoommotor zou vervangen. Dan zou in theorie een veel hogere druk mogelijk zijn en werd de warmte-energie veel beter gebruikt. Maar de ammoniak bleek moeilijk te beheersen en Diesel had voortdurend met nieuwe problemen te kampen.
Hij boog zich over de ontwikkeling van een verbrandingsmotor die liep op vloeibare brandstof. In 1893 schreef hij een artikel over zijn nieuwe ideeën en kort daarop kreeg hij het patent op een ‘nieuwe, efficiënte warmtemachine’. De dieselmotor kwam in zicht.
Na talloze experimenten – en één explosie – was de nieuwe motor van Rudolf Diesel in 1897 klaar.
Weg met verouderde theorieën
Rudolf Diesel wilde een compacte motor ontwerpen die de brandstof maximaal benutte. Maar de uitvinder kon de theorie en de praktijk maar niet met elkaar in overeenstemming brengen. Toen Diesel een aantal basistheoriëen uit zijn studie testte, merkte hij dat deze niet meer werkten. Het was tijd voor nieuwe.
‘De theorie en de praktijk brachten mij op het idee om stoom over te verhitten, en de kleine motor die ik heb gebouwd, bewees tot mijn verrassing de voordelen van oververhitting’, noteerde Diesel over de ontwikkeling van zijn ontdekkingen.
‘Al het beschikbare wetenschappelijke materiaal over de gedragingen van stoom bleek ontoereikend te zijn om de kwestie nader te bestuderen.’
Diesel sloeg daarom nieuwe wegen in. En op basis van zijn ideeën ontwikkelde hij een baanbrekende theorie, die erop neerkwam dat de temperatuur in een motor heel erg snel kan stijgen onder
invloed van hoge druk.
Maar Diesel kreeg zijn ideeën niet aan de man gebracht. Investeerders geloofden niet dat een motor de hoge druk waarover Diesel repte, aankon, en hadden daarom geen vertrouwen in het project. Steeds weer kreeg Diesel nul op het rekest. Ten slotte kwam hij echter in contact met de machinefabriek Augsburg, en in februari 1893 tekenden de nieuwe partners een contract. De eerste dieselmotor ter wereld kon gebouwd worden.
Het harde werk van Rudolf Diesel resulteerde in een patent op de dieselmotor, maar was funest voor zijn zwakke geest.
Hoogleraar is onder de indruk
Het eerste experiment eindigde met een ontploffing in 1893, maar na een paar kleine aanpassingen was Diesel ervan overtuigd dat hij eindelijk op de juiste weg was. Een kleine vijf maanden na de eerste test draaide de motor voor het eerst een hele minuut, maar hij liep nog steeds niet constant en regelmatig. Dat betekende dat Diesel er nog steeds niet was, en door het vele werk raakte de ingenieur terneergeslagen. Bovendien stond hij er financieel belabberd voor.
Ondanks de tegenslagen bikkelde de uitvinder door. In mei 1895 was de motor betrouwbaar en produceerde hij wel 23 pk. De laatste proeven eindigden in januari 1897. Diesel had nu een motor ontwikkeld die twee keer zo krachtig was als andere verbrandingsmotoren en vier keer zo sterk als de toenmalige stoommotoren.
Om een kwaliteitsstempel te krijgen liet Diesel de laatste proeven uitvoeren door een hoogleraar van de hogeschool in München. Die was onder de indruk en noemde de uitvinding de zuinigste motor ter wereld en de motor van de toekomst.
Het geld stroomt binnen
Ongeveer van de ene op de andere dag werden Rudolf Diesel en zijn uitvinding wereldberoemd. Eindelijk begon het geld binnen te stromen, en Diesel verhuisde met zijn gezin naar een appartement in München. Maar achter zijn façade was Diesel de instorting nabij.
Diesel werd in korte tijd wereldberoemd en ontmoette andere grote namen, zoals Thomas Edison.
De ingenieur leed nog altijd aan hoofdpijn, en ondanks hoge inkomsten bleven zijn financiën een puinhoop. Al kreeg hij erkenning voor zijn uitvinding, concurrenten klaagden hem aan wegens diefstal van hun ideeën. Dat leidde tot talloze processen, waar Diesel de rest van zijn leven tegen zou moeten strijden.
De dieselmotor was echter een groot succes. De verkoop van licenties voor de productie van de revolutionaire machine liep als een sneltrein, en al snel werd de dieselmotor in commerciële productie genomen door een Duitse fabriek, die hem gebruikte om lucifers te maken.
In oktober 1898 besloot Diesel naar een kuuroord te gaan om zijn depressie te overwinnen. De frisse lucht deed hem goed, maar kort na zijn terugkeer naar München deed hij een aantal rampzalige investeringen in vastgoed, die hem een vermogen kostten. Wat er nog resteerde van zijn geld verkwistte hij gedeeltelijk aan een grote villa vol met overbodige luxevoorzieningen, zoals een overdekt fietspad voor de kinderen.
10 miljoen mark verdampt
Zelfs het enorme succes kon Diesels zwakke psychische gestel niet redden. Hij kwam tot het inzicht dat hij zijn eigen depressies volstrekt niet in de hand had.
Rudolf Diesel kon altijd terugvallen op zijn familie, maar ook die kon zijn depressie niet verhelpen. In 1913 pleegde hij – waarschijnlijk – zelfmoord.
Diesel werd nog steeds door ingenieurs vanuit de hele wereld aangeklaagd wegens plagiaat, en bovendien belegde hij zijn geld zo verschrikkelijk slecht dat zijn hele vermogen in rook opging.
In 1913 was Diesel een gebroken man. Door verkeerde investeringen had hij in 20 jaar meer dan 10 miljoen mark verloren. Depressies, slapeloosheid, de eeuwige hoofdpijn en nu ook nog aanvallen van ernstige jicht maakten zijn leven tot een ware kwelling. Ook het vooruitzicht van een wereldoorlog baarde de pacifist Diesel grote zorgen. De uitvinder had gewild dat zijn motor een geschenk voor de mens zou zijn, maar hij vreesde nu dat zijn uitvinding in de ophanden zijnde oorlog zou worden gebruikt voor dood en verderf.
In augustus 1913 besloot Diesel naar Engeland te verkassen, waar een nieuwe dieselmotorenfabriek gebouwd werd. Zo’n reis kon hem even afleiden van zijn zorgen.
Familie houdt het op zelfmoord
Diesel kocht voor zijn vrouw Martha als afscheidscadeau een chique weekendtas en zei erbij dat ze de tas pas een week later mocht openen.
Voor vertrek maakte Diesel een paar afspraken met zijn zakelijke contacten in Engeland, en op 29 september 1913 ging hij in de Belgische havenstad Antwerpen aan boord van het schip de Dresden.
Na het diner ging de uitvinder te kooi. Om 10 uur zei hij tegen de crew dat hij de volgende ochtend om 6.15 uur gewekt wilde worden. Maar toen de steward bij hem aanklopte, kreeg hij geen reactie. De hut was leeg, het bed was onbeslapen en de bemanning vond Diesels hoed en zijn keurig opgevouwen jas op het achterdek. Diesel zelf was – ondanks een uitgebreide zoekactie – nergens te bekennen.
Tien dagen later vond een boot voor de Nederlandse kust een lijk in het water. De bemanning haalde de papieren uit de kleren en gooide het lichaam weer in zee. De dode was Rudolf Christian Karl Diesel.
Toen Martha Diesel een week na het vertrek van haar man de weekendtas opende die ze had gekregen, trof ze er 20.000 mark in contanten in aan plus een overzicht van Diesels financiën. Daaruit bleek dat alle rekeningen leeg waren en dat Diesel torenhoge schulden had.
Het gezin twijfelde er niet aan dat de uitvinder zelfmoord had gepleegd.
Ruim 100 jaar na Diesels dood werken onderzoekers nog steeds aan de perfecte biobrandstof.
Dieselolie kwam pas in de jaren 1920
Rudolf Diesels oorspronkelijke motor was ontwikkeld om op poederkool te lopen. De vloeibare brandstof was maar een lapmiddel, tot hij zou weten hoe hij kool in en as uit de motor kreeg. Het idee van de vloeibare brandstof bleef echter hangen en Diesel deed proeven met verschillende vloeibare brandstoffen om zijn motor zo efficiënt en zuinig mogelijk te maken. Op de wereldtentoonstelling in Parijs in 1900 kwam hij met een dieselmotor
op pindaolie. Daarmee was hij een van de eersten die experimenteerden met biobrandstof. Plantaardige olie werd zelfs tot in de jaren 1920 in dieselmotoren gebruikt. Vanaf toen ging men restproducten van de aardolieproductie (dieselolie) als brandstof toepassen. Zelf was Diesel ervan overtuigd dat biobrandstof de toekomst had – vooral in de landbouw en de industrie. ‘Het gebruik van plantaardige olie als motorbrandstof lijkt nu misschien onbeduidend, maar deze olie kan na verloop van tijd even belangrijk worden als brandstof uit aardolie of steenkool’, zei Diesel bij een demonstratie van zijn motor in 1912. Hij zou zijn experimenten met biobrandstoffen echter nooit voltooien.