В 1860 г. француз Этьен Ленуар изготовил первый двигатель внутреннего сгорания, работавший на светильном газе без предварительного сжатия горючей смеси. По конструктивным формам этот двигатель мало чем отличался от паровой машины. Несмотря на то, что его КПД был весьма низким (около 4 %), таких двигателей было построено довольно много.
В 1876 г. немец Николаус Отто построил двигатель с предварительным сжатием топлива перед искровым зажиганием, и КПД двигателя увеличился до 12%. Главной областью применения установок внутреннего сгорания на первых порах стала электроэнергетика.
Но уже в конце XIX в. двигатели внутреннего сгорания начали применять и на судах. Бензиновые, газолиновые и керосиновые моторы небольшой мощности устанавливали на катера, парусники (как вспомогательный двигатель) и прочие суда. Но па твердую почву дело встало только после изобретения немецким инженером Рудольфом Дизелем нефтяных моторов, которые получили название дизелей.
В 1892 г. Дизель получил патент на изобретение, совершившее переворот в технике, хотя формула этого изобретения была очень скромна (или осторожна?) и вовсе не обещала ничего значительного: "Метод работы машины и способ изготовления двигателей внутреннего сгорания". И все.
Некоторые коллеги и даже друзья автора изобретения убеждали его, что в двигателе нет ничего изобретенного, все это сделано раньше. Дизель возражал: "Смотрите, я поднял КПД двигателя с 16,6 до 26,2 процента!"
В 1897 г. Дизель построил новый, третий по счету, двигатель - малооборотный одноцилиндровый четырехтактный мощностью 25 л. с, работавший на нефти и имевший КПД около 20%. В нем впервые одновременно использованы известные и уже осуществленные, но порознь, в других опытных двигателях, принципы предварительного сжатия воздуха непосредственно перед впрыском топлива в конце такта сжатия, самовоспламенения топлива и др.
Такой двигатель впервые был установлен в 1903 г. на построенном в России первом в мире дизель-электроходе - речной самоходной нефтеналивной барже "Вандал" водоизмещением 1150 т. На ней были установлены три дизель-генератора мощностью 360 л. с, питавшие током три гребных электродвигателя, обеспечивающих скорость 7,5 уз. В том же году во Франции было построено речное дизельное судно "Пти Пьер" мощностью 25 л. с. с прямой передачей мощности на гребной винт. Это было первое в мире судно с реверсивным двигателем Дизеля. В 1904 г. дизель впервые устанавливают на боевом корабле - французской подводной лодке "Эгретт" водоизмещением 175 т (мощность 200 л. с). Через три года, в 1907 г., в Северном море стала плареверсивный дизель мощностью 60 л. с.
Выход в рейс до о. Борнео построенного в Англии в 1910 г. голландского дизельного танкера "Вулкан" (грузоподъемность 1000 т, мощность 400 л. с.) ознаменовал начало применения дизелей на океанских торговых судах.
В 1912 г. вышло в море датское судно "Зеландия" водоизмещением 9,8 тыс. т с двигателем Дизеля мощностью 2,4 тыс. л. с. (впоследствии "Норземан" и "Торнадор"; погибло в 1942 г. у берегов Японии). Это судно положило начало применению дизелей на наиболее многочисленной группе морских торговых судов - сухогрузных. В настоящее время почти все суда этой группы имеют дизельные энергетические установки. Впоследствии дизели почти полностью вытеснили как с морских, так и с речных судов двигатели других типов. Сейчас доля теплоходов по тоннажу в мировом торговом флоте составляет 76%, а по количеству еще больше - 96%.
Соревнование между турбостроителями и дизелестроителями в создании и организации производства судовых установок большой мощности для крупнотоннажных судов привело к появлению в 50-х годах двухтактных двигателей, форсированных путем газотурбинного наддува, что позволило увеличить удельную мощность на 35%, а также увеличить диаметр цилиндров до технически предельных величин 840-1090 мм.
Почти все наибольшие теплоходы оборудуются малооборотными дизелями, поэтому среднеоборотные и высокооборотные машины здесь не рассматриваются.
Сейчас агрегатная мощность крупнейших в мире судовых дизелей превысила 40 тыс. кВт. В 1983 г. в Дании фирмой "Бур-мейстер ог Вайн" был построен дизель мощностью 40,3 тыс. кВт. Эта 12-цилиндровая машина массой 1530 т установлена на контейнеровозе.
Отметим, что крупнейшие в мире теплоходы - танкеры типа "Берге пионер" постройки 1980-1981 гг. (Япония) имеют водоизмещение по 372 тыс. т, которое в 1,7 раза уступает водоизмещению их паротурбинного собрата "Сиуайз Джаэнт". Заметим, что эти танкеры - крупнейшие из построенных за последние пять лет.
Известно, что дизели не получили широкого распространения на тяжелых боевых кораблях. Наибольшие боевые теплоходы - три "карманных" линкора типа "Дойчланд" были построены вначале 30-х годов в Германии. Они имели водоизмещение 16,2 тыс. т, т. е. в 23 раза меньше водоизмещения танкеров типа "Берге пионера".
В заключение повторим, что дизель - наиболее экономичная из всех существующих тепловых машин: его КПД приближается к 50%, что значительно выше КПД паровых и газовых турбин и бензиновых двигателей. Высокая экономичность, простота, надежность и долговечность обусловили исключительное распространение дизелей в качестве главных двигателей водного транспорта.