МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
КАРАГАНДИНС КИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРС ИТЕТ
А. С. КАДЫРОВ, Г. С. ИН ТЫКОВ, В. С. СМАГИНА
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ
АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА
Караганда 2015
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН
КАРАГАНДИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
А С. КАДЫРОВ, Т С ИНТЫКОВ, В. С СМАГИНА
ИСТОРИЯ РАЗВИТИЯ
АВТОМОБИЛЬНОГО ТРАНСПОРТА
Утверждено ученым советом университета
в качестве учебного пособия
Караганда 2015
УДК 629.331 (09)(07)
ББК 39.3гя7
И73
Рекомендовано редакционно-издательским советом университета
Рецензенты:
Смирнов Ю.М. - зав. кафедрой физики КарГТУ, доктор техн, наук,
профессор;
Магавин С.Ш. - кандидат техн, наук, профессор, декан
профессионально - художественного факультета КарГУ;
Кабикенов С.Ж. - зав. кафедрой ТТ и ОД КарГТУ, кандидат техн,
наук, доцент
История развития автомобильного транспорта: учеб, пособие /
А.С. Кадыров, Т.С. Интыков, В.С. Смагина; Карагандинский
государственный технический университет. - Караганда: Изд-во КарГТУ,
2015. -52 стр.
ISBN 978-601-296-842-2
В учебном пособии изложены общие аспекты развития автомобильного
транспорта с учетом истории научных открытий, с момента его зарождения до
становления автомобильной промышленности. Приведены данные о научно-
технических изобретениях и открытиях, выдающихся деятелях науки и техники.
Выделены основные тенденции инновационного развития автомобиля и его элементов.
Пособие предназначено для студентов вузов очной и заочной форм обучения
УДК 629.331 (09)(07)
ББК 39.3гя7
ISBN 978-661-296-842-2
© Карагандинский государственный
технический университет. 2015
Оглавление
Введение	4
1	У истоков древности. Создание колеса	5
2	Первые средства передвижения. Повозки, колесницы	11
3	Поиски неодушевленного источника движения	14
3.1	Ветер	14
3.2	Велосипеды, самокаты	15
3.3	Самобеглые коляски	16
3.4	Механическая повозка	17
4	Создание паровой машины	18
4.1	Первый паровой автомобиль Кюньо	19
4.2	Практичные автомобили Гурнея	22
4.3	Развитие и организация перевозок паровыми автомобилями 23
5	Появление четырехтактного двигателя Отто	24
6	Ключевая роль нефти в истории автомобиля	26
7	Даймлер, Майбах и Бенц - создатели автомобильного двигателя 26
8	Метаморфозы автомобиля с XV111 века до наших дней	29
8.1	Изменение комплектаций и расположения двигателя	29
8.2	Улучшение обтекаемости и аэродинамических свойств
автомобиля	32
8.3	Основные виды кузовов первых автомобилей	34
9	Рудольф Кристиан Карл Дизель - создатель триумфального
двигателя.	36
10	Электрический автомобиль. Что это и где его истоки?	37
11	Конкуренция - двигатель прогресса	40
12	Первые средства безопасности в автомобиле	44
Заключение	48
Библиография	49
з
Введение
Совершенствование и инновация есть плод человеческого труда и
умственных усилий, явившихся результатом естественного желания
облегчить непосильный труд, идти в ногу со временем. Когда - то мысль о
том, чтобы свободно мчаться по дороге, на которой никто впереди не
махал бы хвостом, была такой же несбыточной и глупой, как и попытки
некоторых людей летать по воздуху...
Учебное пособие предназначено для изучения дисциплины
«Классификация и устройство транспортной техники». Целью изучения
данного пособия является усвоение аспектов исторического развития
технических систем на транспорте, способов мышления, выработанных
предшествующими поколениями, научных открытий как инструментов
осуществления технического прогресса.
В учебном пособии освещены основные исторические факты о
зарождении идеи создания автомобиля и прохождения всех этапов его
совершенствования: от первых видов транспортных средств до
современных «суперкаров» и «болидов». Хочется заметить, что история
автомобиля очень интересна, насыщенна и будет полезна к изучению
широким кругом читателей, а особенно для студентов технических
специальностей, связанных с транспортом. Лишь анализируя историю,
можно сделать выводы и смотреть в будущее с живым осознанием того,
что история делается в настоящее время и каждый из читателей данной
книги, со сколь угодно малой или большой вероятностью, может в
будущем стать известной личностью, совершившей прорыв в развитии
автомобиля в целом. История развития автомобилей не закончилась, этот
вопрос открыт по настоящий день и, учитывая современные темпы
развития науки, возможно, уже в скором будущем современные
автомобили покажутся примитивными образцами, похожими на
«самобеглую коляску» или парусный экипаж, о которых вы прочтете в
данном учебном пособии...
1	У истоков древности. О создании колеса
4
«Движение, жизнь, бесконечность» - эти философские понятия
связывают сущность такого величайшего изобретения человечества, как
колесо. В древние времена люди осуществляли тяжелую работу и
перемещали тяжести с помощью лишь собственных сил. При появлении
первых примитивных дорог, в основном явившихся результатом миграций
животных или проторенных тропинок к водопою, высохших русел рек,
люди стали использовать животных в качестве тягловой силы, что
позволило во много крат повысить эффективность выполняемых действий.
Для перемещения в сопряжении с животным использовались саии или
волокуши (рис. 1.1). Но, как понятно даже обывателю, на таком устройстве
далеко не уедешь и процесс скольжения необходимо было заменить
качением.
Рисунок 1.1 - Волокуша
Вследствие развития самым значимым событием, так сказать,
революционным прорывом в области транспорта стало изобретение колеса
человечеством. Точных сведений о том, кто был изобретателем, и точная
дата истории не известны. Возможно, колесо изобреталось и не одним
человеком, а многими в разных уголках планеты, глядя на скатывающийся
камень с горы или «перекати поле». Самое древнее колесо было найдено в
Месопотамии и создано около пяти тысяч лет до н.э. Первобытные катки,
изготовленные из дерева, легли в основу и стали прообразом будущего
колеса. Катками перемещался груз, путем подкладывания бревен под него
и постепенным прокатыванием. Предположительно, такой способ
перемещения датирован двадцатью тысячами лет. Таким образом были
созданы величественные сооружения - пирамиды. Интересный факт, что в
Египте колесо являлось символом солнца. В процессе перемещения
многотонных блоков, бревна истирались в центре и становились похожими
на ось с двумя колесами на концах, так называемый скат. Крепя скаты к
платформе, создавались первые средства передвижения, но при поворотах,
5
где каждое колесо должно было проходить разное расстояние и вращаться
независимо от другого, происходили поломки, что стало предпосылкой
создания отдельной части, самого по себе колеса (рис. 1.2).
Рисунок 1.2- Древнейшее колесо
Таким образом, колесо значительно изменило образ и уклад жизни
древнего общества, а также сыграло неоценимую роль в период Великого
переселения народов. Колесо улучшило жизнь человека, а человек
улучшал его конструкцию [1]
Примерно в период с XVII века до н.э по XV в до н.э целостный,
тяжеловесный диск колеса сменяется колесом со ступицей и спицами
(рис. 1.3).
Рисунок 1.3 - Колесо со ступицей и спицами
Наряду с деревянным, стали применяться и колеса, изготовленные из
металла или отлитые из бронзы. Техническая сущность такой конструкции
заключалась в передаче энергии в виде толчка от конца каждой спицы к
6
ступице при соприкосновении с землей. Обод позволял распределять
нагрузку равномерно. Все в совокупности позволяло преодолевать силу
трения.
Спустя огромнейший промежуток времени, следующей ступенью
развития колеса стало оснащение ее резиновой шиной. В 1888 году Джон
Бойд Данлоп запатентовал первую пневмошину в мире.
Но всему этому предшествовало само появление основного компонента
шин - резины. Очень интересны исторические факты о изобретении
резины, открытии каучука.
На сегодняшний день изделия из резины окружают нас повсюду и мы
не представляем себе времени, когда такого материала не было, каков он
был, и как обходилось без него человечество. Развитие автомобильной
промышленности наверняка было бы не таким интенсивным и
широкомасштабным, не появись в истории великого открытия. А это
открытие, как и открытие Америки, первым совершил Христофор Колумб
в 1493 году, попав на остров, в то время носящего название Эспаньола, в
настоящем Гаити. Внимание Колумба привлекли индейцы, игравшие в
некую игру, похожую на баскетбол, черными шарами, которые при ударе о
землю подпрыгивали в воздух. Эти шары были большого веса, липкими и
пахли гарью. Проживавший там народ умел делать из такой смолы
элементы одежды, посуду и разную утварь, не пропускавшую воду. Но это
открытие так и осталось перспективным - ввиду превалирования интересов
к добыче золота, серебра и других ценных ископаемых [2].
Прошло еще двести лет, пока каучук был вновь открыт. В 1739 году
французский геодезист Шарль Мориа де ля Кондамин отправил из Южной
Америки в Парижскую академию кусок темной массы с целью определить,
что это такое. С его слов, в провинции Эсмеральда произрастали деревья,
называемые местными жителями гевея. Если повредить кору дерева, то
начинал выступать сок, который на воздухе приобретал темный цвет и
твердел. Этой смолой туземцы пропитывали одежду и применяли ее для
укрытия при дожде, а также изготавливали обувь. Это же дерево,
произраставшее на берегах Амазонии, индейцы называли «ка-ху-чу», что
означает «слезы дерева». Но и в этот раз послание ученого осталось без
должного внимания, так как аристократическая верхушка в то время не
была заинтересована «сапогами дикарей» [1].
Еще тридцать лет понадобилось, прежде чем английский ученый,
физик, химик и философ Джозеф Пристли применил смолу для стирания
пометок и записей, сделанных карандашом. Открытие было реализовано
выпуском небольших кусочков гуммиэластика - прототипа современных
ластиков, а сок дерева по - латински, именован «латексом».
Изготавливаемая с применением раствора каучука одежда, к
сожалению, была удобной к использованию только в определенных
температурных пределах, стоило только выглянуть солнцу, как каучук
7
плавился, прилипал и пачкал всё вокруг, а на морозе наоборот твердел и
становился хрупким. Устранить эти недостатки позволил случай. Чарльз
Гудьир, чье имя в настоящее время можно видеть на многих современных
шинах торговой марки Goodyear, с большим любопытством исследовал
этот загадочный материал. Производил опыты с добавлением различных
присадок и даже практически разочаровался, не достигнув
положительного результата, как по воле случая, при испытании серы в
составе взрывчатых веществ он нечаянно опрокинул полку, с которой упал
кусочек каучука прямо в сосуд, где плавилась сера. Взаимодействуя,
каучук начал испускать большое количество дыма и Гудьир быстро
вытащил его оттуда и в ярости бросил кусок на пол, в ответ на что он
подпрыгнул, ударился о пол и снова подпрыгнул. В результате каучук
стал упругим, а данное явление было названо «вулканизацией». Случайное
неверное движение Гудьира, сделавшего его изобретателем резины,
одновременно сделало его и создателем автомобиля наряду с другими
инженерами [3].
Нарастающая автомобилизация в конце XIX века требовала повышения
уровня качества дорог, хотя темпы строительства и уровень развития
технологий строительства были высокими, движение тяжелого моторного
экипажа со стальными или деревянными колесами вызывал быстрый износ
щебеночного покрытия. Вместе с тем шум и вибрации при движении на
таких колесах не могли устранить ни одни, даже самые лучшие рессоры.
Поездки в таких условиях можно назвать малоприятными [4].
Заметным усовершенствованием стала та самая пневматическая шина
Джона Данлопа, изобретение, поистине стоящее на уровне изобретения
двигателя внутреннего сгорания.
Каждый знает понятие запасное колесо, но наверняка никто не
задавался вопросом и даже не задумывался, кто же и когда придумал такой
вид колеса. С момента начала массового производства пневматических
шин обществом была отмечена сложность и неудобство замены
проколотой автошины. Для этого нужно было прилагать немало усилий,
сноровки и затрат нервов. Эдуард Мишлен будучи состоявшимся
предпринимателем в области производства изделий из резины, воплотил в
жизнь замысел о том, чтобы вместо трудоемкой замены шины на месте
иметь при себе необходимое количество запасных ободов с уже
смонтированными в мастерской шинами и заменять их при необходимости
[17].
В начале XX века необходимость производства автомобильных колес
значительно возросла и требовала конвейерного метода выпуска и
кардинального изменения технологии изготовления. Диск колеса стал
штампованным из стального листа и соединялся с ободами из стальной
ленты. Синхронно со штампованными появились и литые стальные диски,
только они не нашли применения на автомобилях из-за большого веса и
8
лишь в 1927 году усовершенствование технологии литья и создание новых
сплавов позволило литым дискам занять свою нишу на рынке
автомобильного колеса. В этот временной период конструкция колеса в
общих чертах соответствует тому типу, которым мы пользуемся до сих
пор. Только к настоящему моменту, по способу изготовления к
имеющимся штампованным и литым дискам присоединились кованные,
комбинированные (литые+кованные) [ 18].
Но какова будущая история колеса0 Если вы считаете, что колесо
изобретено окончательно и бесповоротно, то вы глубоко заблуждаетесь,
так как его изобретение приобретает все более интенсивный характер. В
будущее можно заглянуть уже сейчас, в имеющиеся концепты, реализация
которых непременно произойдет, но о них вы можете знать прямо сейчас.
Первой гибридной разработкой конструкции колеса-шины, носящей
название Tweel (рис. 1.4), занялась широко известная с конца XIX века
компания с мировым именем Michelin. Данный вид колеса представляет из
себя неразборную конструкцию, позволяющую повысить плавность хода и
улучшить управляемость автомобиля [17].
Рисунок 1.4 - Колесо-шина Tweel
Конструкция нового колеса от Мишлен состоит из резиновых спиц
специального сечения, которые расположены на месте обычного
воздушного пространства. Одной стороной они приварены к ободу, а
другой к протектору колеса. Новая конструкция колеса Tweel имеет
энергопоглощающие свойства, которые не уступают параметрам обычных
шин. Но в поперечном направлении это колесо имеет характеристики как
жесткое колесо. Если сравнивать с обычной бескамерной шиной, то её
жесткость выше в пять раз [18].
9
Следующий тип колеса будущего - это совмещение принципов
обычного и гусеничного движений транспорта. Колесо-гусеница (рис. 1.5)
сделает возможным повысить проходимость автомобиля и позволит
упразднить смену летних шин на зимние. При выполнении резких
манёвров такое колесо практически имеет идеальные характеристики.
Необходимо отметить, что и экономичность при изготовлении и
эксплуатации будет значительной. Так, опытный образец Tweel имеет вес
в двадцать раз легче обычной шины и сопротивление качению также
меньше в двадцать раз. По заявлению компании, срок службы такого
колеса превышает обычные параметры для современных шин и к тому же
исключены проколы, так как нет воздушного пространства.
Рисунок 1.5 - Колесо-гусеница
Аналогично колесом будущего можно назвать колесо состоящее из
параллельно сочлененных нескольких колец, которые при повороте
принимают угол поворота и реагируют изменением угла положения
поверхности колеса Магнитные диски, у которых будет отсутствовать
материальное соединение ступицы и шины Сопряжение этих
поверхностей будет произведено за счет работы магнитного поля. Колеса,
изменяющие форму соприкасающегося участка с дорогой, в зависимости
от скорости движения автомобиля. Множество интереснейших разработок
инженеров в области самого важного объекта, ставшего залогом
существования и развития автомобиля - колеса, безусловно, сделает его
существование перспективным на много лет [17].
10
2	Первые средства передвижения. Повозки,
колесницы
Самым старым средством передвижения считаются сани. И теперь есть
такие места на Земле, где сани являются обычным транспортным
средством. Раньше в России для передвижения по полю и в условиях
бездорожья не только зимой, но и летом применялись повозки, похожие
на сани, которые назывались волокушами. Сани использовались не только
в северных краях нашей страны, но и в тех странах, где снег вообще
никогда не выпадает [3].
Изобретение колеса дало мощный толчок для дальнейшего развития
средств передвижения, транспорта и дорог. Задатки многих
автомобильных частей и механизмов уходят в далекое прошлое. Вот как,
например, Гомер в «Илиаде» описывает самый модный транспорт того
времени - колесницу:
...С боков колесницы набросила гнутые круги Медных колес
осъмиспичных, на оси железной ходящих: Ободы их золотые, нетленные,
сверху которых Медные шины положены плотные, диво для взора.
Ступицы их серебром, округленные, окрест сияли; Кузов блестящими
пышно серебром и златом ремнями Был прикреплен, и на нем возвышались
дугою две скобы; Дышло серебряное из него выходило... [2].
Несложно заметить, что от колесницы будущие создатели автомобиля
могли позаимствовать не только колесо, но и кузов, а также эластичное
крепление на ремнях, во многом похожие на современные рессоры...
Впрочем, от античной колесницы до нынешних автомобилей -
дистанция огромного размера. И на ней должны были появиться еще
колымаги, кареты, фаэтоны, фиакры и прочие экипажи [2].
Рисунок 2.1 - Древнеримская колесница
11
Какими были первые колесные повозки? Сначала это были одноосные
арбы, запряженные волами Затем появились конные колесницы (рис 2.1),
которые изготовлялись во множестве различных вариантов: одно-, двух- и
многоместные, с двумя и четырьмя колесами, открытые и с закрытой
кабиной, простые и роскошные Повозки обязательно должны были быть
прочными, так как хороших дорог почти не было (только римляне строили
каменные дороги на своей территории и в некоторых завоеванных
странах), поэтому непрочные повозки быстро развалились бы от
непрерывных толчков и постоянной тряски До изобретения рессор и
пневматических шин было еще очень далеко.
Тяжелые колесницы, покрытые броней (часто броней защищали и
коней), служили в качестве ударного наступательного вооружения
Скорость столь тяжелых повозок увеличивали очень просто - впрягали
дополнительных лошадей. Весьма распространенной была упряжка из
четырех коней - квадрига.
В одной из старинных книг изображено дорожное происшествие (рис.
2.2), случившееся с Папой Римским во время поездки в Констанцский
собор (1414-1418). На рисунке, запечатлевшем это событие, видно, что
повозка имела типичную для того времени конструкцию и была без рессор
Повозки, впервые оснащенные прототипами рессор - прочными кожаными
ремнями, на которых был подвешен кузов (карета), появились в середине
XV века [3].
Рисунок 2.2 - Дорожное происшествие с участием повозки
В XV веке появился новый вид транспортного средства - карета (от
латинского «саггиса» - четырехколесная повозка). Самая древняя
12
сохранившаяся карета, английского образца, времен XVI - XVII веков,
можно увидеть в Оружейной палате Кремля. Она была подарена королевой
Англии Елизаветой царю Борису Годунову.
К концу XVII века относятся еще два усовершенствования - стальные
рессоры вместо ремней и новый тип упряжи, при котором лошадь тянула
повозку не шеей, а грудью, налегая на хомут. Он вдвое увеличивал, как
теперь сказали бы, производительность «двигателя», вместо двух лошадей
можно было запрягать одну. В XVIII веке карета обрела почти все
элементы, применяемые в автомобиле: кузов, рессорную подвеску,
шкворень передней оси, тормоза, прочные и легкие колеса с надетой на
них примитивной металлической шиной [3].
В XVII столетии появился транспорт общего пользования -
многоместные кареты, которые стали называться дилижансами. Пожалуй,
лишь дилижансы, использовавшиеся на междугородных и международных
маршрутах, были комфортабельнее. По нынешним автомобильным нормам
в дилижансах хватало места самое большее на четверых. Но пассажиры
сидели по трое на диванчиках вдоль передней и задней стенок и по одному
- на откидных сиденьях, приделанных изнутри к дверям. «Дверному»
пассажиру угрожало падение под колеса дилижанса, если бы он случайно
нажал на ручку двери. Поэтому иной возница запирал двери снаружи на
замок. Скорость дилижанса составляла в среднем около 15 км/ч, за год он
проходил до 10 тыс. км [2].
С 1662 г. в Париже было организовано на улицах города движение
больших повозок - омнибусов, которые за небольшую плату перевозили
пассажиров и останавливались в любом месте по требованию пассажира.
Слово «омнибус» означает в переводе с латинского языка «повозка для
всех». Плата за место в парижском омнибусе составляла всего 5 су.
Следует отметить, что при поездке в омнибусе каждому пассажиру
обязательно предоставлялось место для сидения [10].
Повозки с конной тягой специализировались по видам перевозок.
Строились не только пассажирские, но и товарные повозки - вагоны,
которые вначале представляли собой грубо сколоченные из досок
четырехколесные фургоны.
До появления автомобилей достаточно состоятельные люди имели
собственные экипажи, часто запряженные несколькими лошадьми, что не
только позволяло повысить скорость передвижения, но и было престижно,
свидетельствовало о высоком общественном и материальном положении
владельца экипажа.
Гужевые перевозки не ограничивались доставкой почты или извозом.
Конные повозки применялись для оказания нуждающимся скорой
медицинской помощи. И даже когда на улицах российских городов
появились автомобили с красным крестом, их долгое время продолжали
называть «каретами скорой помощи».
13
По мере развития общественного транспорта - омнибуса - произошло
следующее его техническое усовершенствование: конный омнибус был
поставлен на рельсы, что позволило повысить его скорость и значительно
увеличить вместимость. В России этот вид транспорта получил название
конка [3].
Человеческая изобретательность, опираясь на научные достижения,
была направлена на поиски источников силы, которые помогли бы
уменьшить зависимость человека от живой природы. Переходным этапом
на пути к автомобилю стали механические средства передвижения [8].
3	Поиски неодушевленного источника движения
На протяжении многих веков основным видом движущей силы
наземного транспорта были животные: быки, ослы, лошади. И все это
время человека не покидало желание найти иной, альтернативный вид
энергии, не подверженный усталости, болезням и чувству голода.
3.1	Ветер
В 1935 году итальянской археологической экспедицией, при раскопках
храма Птолемея около местечка Лединет Мади был найден один из таких
древних ветроходов. Из надписи, что удалось прочесть, следовало: создал
и построил колесный парусник египетский фараон Аменехмет 111, живший
в 1849-1801 годах до и. э. [2].
Рисунок 3.1 - Парусная сухопутная повозка
В Голландии в эпоху Возрождения развитие судостроения и
специфический климат с постоянными ветрами обусловили не только
14
строительство ветряных мельниц, но и попытки использовать парус для
передвижения по суше. Голландец Симон Стевин в 1660 году, по приказу
принца Оранского, создал четырехколесную повозку с двумя парусными
мачтами (рис. 3.1). Повозка вмещала 28 пассажиров и по влажному
прибрежному песку развивала скорость около 24 км/ч. Не стоит думать,
что судьба изобретателя и его детища складывалась гладко. Церковники
сочли мчащийся посуху с огромной скоростью парусник «работой
диавола». Они хотели передать С. Стевина в руки священной инквизиции.
Лишь заступничество принца Оранского спасло изобретателя от костра
[13].
Впрочем, все равно сухопутные корабли имели немало недостатков.
Самый главный из них - зависимость от природных условий: силы ветра и
открытости местности. Из-за огромных мачт и парусов экипажи были
громоздкими, следовательно тихоходными. Вскоре они сошли со сцены.
Лишь в Китае легкие парусники на колесах использовались для перевозки
грузов до середины прошлого века.
3.2	Велосипеды, самокаты
В России (XVIII век) были созданы две конструкции механических
экипажей. Л. Л. Шамшуренков (1687 - 1758) в 1752 г. построил в
Петербурге самобеглую коляску, подробное описание которой до нашего
времени не дошло. Известно только, что ее испытания состоялись 2 ноября
1752 г. Самокатка И. П. Кулибина (1735-1818) была построена также в
Петербурге в 1791 г. Она представляла собой трехколесную педальную
коляску с маховиком и трехскоростной коробкой перемены передач.
Храповой механизм между педалями и маховиком давал возможность
педалям совершать холостой ход. Переднее колесо было управляемым,
ведущими служили два задних колеса большого диаметра. Приводил
коляску в движение слуга, находившийся на запятках, который, нажимая
на педали, вращал колеса. Вес «самокатки» И. П. Кулибина с двумя
пассажирами и слугой составлял 500 кг, скорость - до 10 км/ч [3].
Русский изобретатель Е. И. Артамонов (1776-1841) - крепостной
слесарь Нижнетагильского завода - в 1801 г. построил первый
двухколесный металлический велосипед [3].
В конце 60-х годов XIX века велосипеды уже не имели деревянных
деталей, они были заменены стальными. Затем появились цепные зубчатые
передачи между педалями и передним колесом, что позволило заметно
снизить его размеры. И, наконец, был изобретен велосипед, который
вполне может быть назван современным. Он имел колеса одинаковых
размеров и цепную передачу, связанную с задним колесом. К тому же
такой велосипед имел еще одно замечательное достоинство - втулка его
заднего колеса была снабжена устройством свободного хода, что
15
позволяло использовать инерцию движения, время от времени прекращая
вращение педалей. Кроме того, та же самая втулка служила тормозом при
нажатии на педали в обратную сторону. Интересно и то, что
пневматические шины, которые теперь монопольно господствуют на ав-
томобильном транспорте, впервые были применены на велосипеде [6].
В конце ХТХ века стали широко применять самокаты (так в России
тогда называли велосипеды) в армии. Франция и другие страны принялись
создавать самокатные отряды, снабженные складными самокатами. Были
успешные попытки вместо цепной передачи использовать вал с
коническими шестернями, или качающиеся педали с рычагами,
передающими движение на втулку заднего колеса. Самокат с
промежуточным валом, как это следует из фирменных объявлений,
выпускала отечественная велопромышленность.
Специализация подвижного состава, которая в дальнейшем широко и
успешно применялась на автотранспорте, первоначально была
апробирована в различных конструкциях велосипедов [3]
3.3	Самобеглые коляски
Начиная с XV века появлялись десятки проектов самодвижущихся
экипажей. Вспомним хотя бы о конструкции великого итальянца Леонардо
да Винчи - повозка приводилась в действие слугами, шагающими рядом с
повозкой или находящимися на ней самой; причем они вовсе не тащили ее,
а приводили в движение, нажимая на специальные рычаги.
Повозка германского художника и механика Альбрехта Дюрера имела
привод на все колеса - если одно попадало в грязь и начинало буксовать, то
другие продолжали катиться [10].
Идеи построить «самоход» возникали по всему свету. Исторические
архивы сохранили и донесли до нашего времении сведения о судьбе
одаренного плотника Леонтия Шамшуренкова, который в середине XVIII
века создал «самодвижущуюся тележку». Будучи крепостным холопом
Шамшуренков попал в тюрьму по вине местного воеводы, не желавшего
раскрытия своих темных дел. На четвертом году заключения узник подал
в Нижегородскую губернскую канцелярию прошение разрешения на
изготовление самобеглой коляски. По причинам тогдашних
бюрократических устоев положительный ответ на письмо пришел ровно
через 12 лет. Шамшуренкову выделили все необходимое для работы и
через 5 месяцев изобретение было готово. В нем изобретатель продумал
все до мелочей. Кузов подвешивался к раме на нескольких ремнях,
заменявших рессоры. На задней оси были насажены зубчатые колеса
двойного приводного механизма, помещавшегося на специальной
площадке позади пассажирских сидений. К этой же площадке выводились
и передаточные тяги механизма рулевого управления, скрепленные с
16
передней осью. Коляска была доставлена на царский двор и некторое
время служали развлечением. Потом она перешла в частные руки и след ее
затерялся, как и сам изобретатель [6].
Много лет спустя Иван Петрович Кулибин (1735-1818 гг), выдающийся
русский механик и изобретатель, применив свой огромный опыт и знания,
в еще большей степени развил идею «самобеглой коляски». Он отказался
от утяжеляющих конструкцию украшений и деталей и вместо четырех
применил только 3 колеса. Равномерное движение обеспечивал большой
маховик, расположенный под рамой коляски. Кроме того, имелась
своеобразная коробка скоростей с передвижной ведущей шестеренкой и
тормозные устройства на специальных пружинах, плавно
останавливающие экипаж. Легкость хода достигалась установкой
оригинальных дисковых подшипников. Как отмечали современники,
механизм самокатки был настолько продуман, что позволял совершать
довольно быструю езду в гору и наоборот, медленно спускаться с горы.
Два человека располагались на сиденье в открытом кузове. Третий,
попеременно поднимая ноги, надавливал на приводные рычаги. Он же и
управлял экипажем [3].
3.4	Механическая повозка
Часовщик из Нюрнберга И. Хауч построил механическую повозку'
(рис. 3.2), источником движения которой была большая часовая пружина.
Завода такой пружины хватало на три четверти часа езды. Повозка эта
действительно передвигалась и была куплена королем Швеции Карлом,
который пользовался ею для совершения прогулок по королевскому парку.
Находились скептики, утверждавшие, что повозка двигалась с помощью
двух человек, спрятанных внутри нее. Однако можно утверждать, что
конструкция, построенная высококвалифицированным часовщиком, была
снабжена соответствующим механизмом [9].
Подводя итог по обзору конструкций, изобретенных человечеством для
применения движения за счет энергии мускулов человека, можно сказать,
что все они, включая и наиболее совершенную «кулибинскую самокатку»,
не получили широкого распространения из-за большого веса, сложной
механики, а также, что немаловажно, из-за невозможности запасать
энергию для движения впрок на длительное время.
17
Рисунок 3.2 - Механическая повозка И. Хауча с пружинным
механизмом
4	Создание паровой машины
Наблюдая за кипением воды, человек давно понял, что выходящий из
нагреваемого сосуда пар - это, в сущности, и есть рукотворный ветер,
причем совершенно не зависящий от природы и погодных условий.
Единственным механическим двигателем, известным человечеству с
античных времен, была паровая машина. Еще Герои Александрийский,
живший в I веке, описал эолипил - шар, вращающийся под действием
струй пара, выходящих из загнутых трубочек
Пробовал овладеть энергией пара и известный английский ученый
Исаак Ньютон. Для доказательства своего закона «действие равно
противодействию» он предложил в 1680 году проект парореактивной
повозки. Струя пара, вылетавшая из нагретой реторты, использовалась для
передвижения железной коляски (рис 4.1).
В том же году французский инженер Дени Папен построил первую
действительно работоспособную паровую машину.
В 1711 году Томас Ньюкмен построил машину, состоящую из
парового котла и вертикального цилиндра В цилиндр сначала подавался
пар из котла, а затем холодная вода из бочки Для работоспособности этой
машины требовалось много угля, доставку которого осуществляли 50
лошадей, но она работала, выкачивала воду и этим самым спасая шахты от
затоплений [2].
18
Рисунок 4.1 - Чертеж самодвижущейся повозки Ньютона
На Руси талантливый самоучка Иван Иванович Ползунов также
разрабатывал конструкцию паровой машины. Она была двухцилиндровой
и развивала мощность 1,8 л. с.
В начале восьмидесятых годов XV11I века на смену
малопроизводителным машинам Ньюкмена пришли универсальные
двигатели двойного действия, сконструированные махаником
университета в Глазго Джеймсом Уаттом. Он добавил к изобретениям
своих предшественников такие значительные усовершенствования, как
конденсатор, парораспределитель и подачу пара в цилиндр по обе стороны
поршня попеременно. Они оказались столь важными и были сделаны так
вовремя, что паровая машина стала практически двигателем
промышленной революции. Путь к всемирной славе у него начался с
обычной рутинной работы. Ему поручили отремонтировать
демонстрационную модель машины Ньюкмена. Работа не ладилась до тех
пор, пока Уатт не сообразил: виновата не модель, а принцип ее
построения. Тогда он построил свою модель [1].
Поскольку паровые машины получали широкое распространение,
возникла естественная потребность в оценке их технических
возможностей. Решение этой задачи также принадлежит Уатту. Когда он
устанавливал одну из своих паровых машин в пивоварне, где до этого
насосы приводились в действие лошадьми, ему пришла в голову
историческая идея оценивать мощность силовых установок в «лошадиных
силах».
19
4.1	Первый паровой автомобиль Кюньо
Первая паровая повозка, пригодная для практического применения,
была построена в 1769 г. французским военным инженером Жозефом
Кюньо (1715 - 1804), поставившим целью использовать свое изобретение
для перевозки артиллерийских орудий. Построенный по поручению
военного министра Франции Шуазеля и испытанный в его присутствии
паровой автомобиль мог везти груз 2,5 т со скоростью 5 км/ч. Повозка Ж.
Кюньо представляла собой трехколесный экипаж с передним ведущим
колесом. Источником энергии служил сферический паровой котел, топка
которого находилась впереди экипажа. Пар подавался в два вертикальных
цилиндра, поршни которых передавали движение храповому механизму
ведущего колеса.
Хотя результаты испытаний оказались весьма удовлетворительными,
все же этот первый автомобиль имел много недостатков: паровой котел
обладал недостаточной паропроизводительностью, топка была
расположена крайне неудобно, давление пара падало слишком быстро и
после пятнадцатиминутной работы требовалось столько же времени,
чтобы снова поднять давление пара. Испытания показали, что
совершенствование конструкции данного автомобиля позволит достичь
значительно лучших результатов, и Ж. Кюньо было поручено создание
нового автомобиля, который был им построен в 1770 г. Однако вследствие
отставки Шуазеля от должности военного министра испытания нового
автомобиля не состоялись, а во время революции он был передан на
хранение в арсенал. В 1801 г. автомобиль Ж. Кюньо поступил в качестве
экспоната в Музей искусств и ремесел в Париже, где он находится и сейчас
[3].
Еще через два года был построен более мощный тягач. Правда, и он
выглядел довольно неуклюже. Рама из деревянных балок опиралась на три
колеса без всяких рессор. Переднее колесо, поворотное, управлялось
двуручным рычагом, укрепленным вертикально перед скамьей водителя.
Над ним установилась массивная двухцилиндровая паровая машина.
Спереди навешивался и тяжелый котел с топкой. Повернуть такое колесо
было весьма непросто.
20
Рисунок 4.2 - Устройство парового автомобиля Кюньо
Кюньо, вероятно, понимал недостаток своей конструкции, но сказалась
сила традиции: лошадей запрягают спереди, значит и паровая машина
должна быть там же. И этот взгляд, как мы убедимся, сыграл роковую роль
в судьбе изобретения.
В один из летних дней 1771 года на пустынной дороге под Парижем
собрались государственные деятели и официальные эксперты, чтобы
посмотреть самодвижущийся тягач в действии. Повозка была уже готова к
испытаниям: огонь в топке разведен, котел разогрет, сзади на платформе
запасена целая гора топлива. Помощник Кюньо повернул рукоять подачи
пара, и тягач двинулся. Он ехал все быстрей и быстрей, как вдруг на пути
встала стена арсенала. Нужно было поворачивать. Но Кюньо, увы, не смог
этого сделать из-за огромной массы двигателя, висевшего на поворотном
колесе. Растерявшись, он забыл и перекрыть подачу пара. Трехтонная
повозка со всего хода врезалась в каменную стену. Котел слетел и
взорвался «с грохотом на весь Париж», как писали газеты [7].
Изобретение было тут же списано. Но бесценный опыт все же не забыт.
Паровая машина обладала многими преимуществами. Например, для
нее вовсе не требовалась коробка передач, обязательная в любом другом
самодвижущемся экипаже. Дело в том, что необходимое тяговое усилие
получалось как бы автоматически, за счет выгодных характеристик
паровой машины, способной даже при малых оборотах создавать большой
крутящий момент [2].
Что это означает на практике, можно понять хотя бы из такого
примера. Говорят, склонные к эффектным рекламным трюкам американцы
вот каким образом демонстрировали достоинства одного из последних
паромобилей фирмы « Дабл». Его упирали бампером в стену. Затем внутрь
садились пять пассажиров и водитель, в цилиндры подавался пар, и колеса
крутились, пробуксовывая до тех пор, пока из-за трения не загоралась
резина на колесах.
21
Машина способная выдержать такое варварское испытание, обладала
удивительными возможностями. Плавно поворачивая дроссельный клапан,
водитель мог тронуться с места и набирать скорость столь постепенно, что
никто из пассажиров не был в состоянии заметить ускорения. А резко
повернув клапан, водитель мог рвануть с места так, что лопались шины.
Причем, чтобы с полного переднего дать полный задний ход, было
достаточно лишь прикоснуться к педали...
Три года подряд - с 1901 по 1903 - паромобили выигрывали кубок
Ротшильда, доведя мировой рекорд скорости для сухопутных экипажей до
144 км/ч! [10].
И все-таки паромобиль не смог противостоять машинам с другими
типами двигателей. Главный недостаток - большая взрывоопасность
тогдашних паровых котлов - заставила паромобиль уступить дорогу
автомобилю с поршневым двигателем внутреннего сгорания [2].
4.2	Практичные автомобили Гурнея
Автомобили, созданные Гурнеем, заслуживают особого упоминания,
так как он впервые доказал полную практичность паровых автомобилей
(рис. 4.3). Повозка, созданная Гурнеем в 1826 г., весила 1750 кг. По
отзывам современников, работала она достаточно хорошо. Максимальная
скорость достигала 20 - 24 км/ч. Устройство парового котла,
применявшегося на автомобилях того времени, во многих отношениях
было довольно совершенным.
Рисунок 4.3 - Устройство парового автомобиля Гурнея
22
Паровые котлы, установленные в автомобилях Гурнея, относятся к
водотрубному типу. Средний вес автомобилей Гурнея, имевших
вместимость от восьми до десяти пассажиров, составлял приблизительно
пять тысяч фунтов, а скорость передвижения - от 10 до 30 миль в час. В
1831 г. Гурней изготовил три автомобиля своей системы, которые
предназначались для пассажирского междугородного сообщения. Это
сообщение дало возможность считать вопрос об автомобильных
передвижениях практически окончательно решенным, что уже в те годы
определилось превосходством автомобильного способа передвижения
перед конной тягой [3].
4.3	Развитие и организация перевозок паровыми
автомобилями
Среди первых конструкторов паровых автомобилей значительного
успеха добился Вальтер Ханкок (Великобритания), который за период с
1828 по 1838 г. построил девять автомобилей, причем шесть из них были
предназначены для перевозки пассажиров. Первый автомобиль Ханкока
представлял собой трехколесный экипаж, который приводился в движение
с помощью двух качающихся цилиндров. От них движение передавалось
непосредственно переднему ведущему колесу. Цилиндры под действием
рулевого механизма поворачивались вместе с колесом. В процессе
эксплуатации экипажа были выяснены недостатки такой конструкции,
после чего был применен более совершенный привод на заднюю ось
автомобиля, который был использован на автобусе под названием
«Инфант». Паровые котлы конструкции Ханкока представляли большой
интерес благодаря оригинальности конструкции и высокой
паропроизводительности. Котел состоял из множества плоских камер, так
называемых «водяных мешков», соединенных между собой. С каждых 5
квадратных футов поверхности нагрева получалось количество пара,
достаточное для получения одной лошадиной силы. Для усиления тяги из
топки, а также для более полного и бездымного сгорания топлива
использовался специальный вентилятор. Эксплуатация автомобилей
Ханкока началась в 1833 г., когда автобус «Энтерпрайз» стал курсировать
на маршруте между Лондоном и Коннингтоном. В мае 1836 г. Ханкок
собрал все свои автомобили в Коннингтон, где было организовано
регулярное пассажирское движение по дорогам округа [10].
В этот период паромобилями занимались и другие конструкторы,
которые внесли свой вклад в их развитие. Например, в конструкции Чёрча
с целью ослабления влияния неровностей дороги на комфортность поездки
были применены специальные пружинящие колеса. В 1843 г. Хилл
23
использовал в своей конструкции коробку перемены передач, которая в
дальнейшем стала важным узлом любого автомобиля.
С начала 30-х годов XIX века в Великобритании не только
пассажирские, но и почтовые гужевые кареты стали постепенно заменять
паровыми.
5	Появление четырехтактного двигателя Отто
Создатели первых транспортных ДВС отталкивались от конструкции
паровой машины. Как сделать ее более компактной и производительной?
Самые объемные, к тому же опасные ее элементы - топка и котел.
Значит, их-то и нужно заменить, считали изобретатели. Ответ на этот
вопрос казался простым: нужен резервуар с горючим газом, например
светильным газом. Газ надо смешать с воздухом, ввести в цилиндр
машины и там воспламенить. Горение и расширение смеси произведут
силу, которая заменит пар.
Открытие светильного газа можно смело отнести к разряду
случайностей, каких немало в истроии науки и техники. Однажды бросив
горсть древесных опилок в стоявший на огне стеклянный сосуд, Филипп
Лебон, французский военный инженер, увидел, что из сосуда поднялся
густой дым, ярко вспыхнувший затем на огне. Вскоре Лебон убедился, что
дерево, каменный уголь и иные виды топлива от действия высокой
температуры без доступа воздуха выделяют газ, пригодный для освещения
или отопления. Разрабатывая способы самого разнообразного
использования газа, Лебон создал и проект газового двигателя, почти за 60
лет до Ленуара, но в 1804 он трагически погиб [16].
Еще в 1860 году французский механик Этьен Ленуар построил первый
образец газового двигателя. Современный инженер скажет вам, что
двигатель Ленуара был двусторонним или, говоря иначе, двойного
действия (рабочий процесс происходит с двух сторон поршня) и
двухтактный, т.е. полный цикл работы поршня длится в течение двух его
ходов. При первом ходе происходят впуск, воспламенение и расширение
смеси в цилиндре (рабочий ход), а при втором ходе - выпуск отработавших
газов.
Преимущества нового двигателя перед паровой машиной были налицо
- он не требовал топки и котла, не надо было все время подбрасывать
дрова или уголь... Однако имелось и множество недостатков: газовый
двигатель был тяжел, малоэкономичен и ненадежен [2].
И все - таки Ленуара считают «отцом» двигателя внутреннего сгорания.
Дело в том, что в отличие от предшественников, он построил не опытный
образец, а технологичную, пригодную для производства машину, причем
24
как раз в тот момент и в том месте, где в ней была исключительная
потребность. Она не превосходила ни мощностью, ни эффективностью, ни
коэффициентом полезного действия паровые машины, но значительно
было компактнее своих предшественниц.
Сбыт газовых двигателей сопровождался мощной рекламой и газетной
шумихой. Одна из таких газет случайно попала в руки тридцатилетнего
продавца из немецкого города Кельна, Николауса Отто. Он никогда не
учился в гимназии и не получал профессионально-технического
образования. Прочитав статью, он зажегся мечтой пойти значительно
дальше Ленуара, который кстати тоже никогда не оканчивал специальных
учебных заведений, был самоучкой и испытателем. Заболел идеей
построить универсальный газовый двигатель, способный окончательно
вытеснить из промышленности паровую машину.
После многочисленных опытов Отто смог усовершенствовать мотор
Ленуара так, что его мощность существенно возросла. Он определил
следующее: перед зажиганием смесь необходимо подвергать сжатию, а
взрыв выгоднее всего производить в крайнем верхнем положении поршня.
Стало быть, слепо копировать паровую машину нет совершенно никакого
смысла [15].
Отто понадобилось 15 лет, чтобы сконструировать экономичный
двигатель с КПД (коэффициентом полезного действия) - достигающим
0,15 или 15 %. По сравнению с 3-4 % паровой машины это был
несомненный успех.
Двигатель назвали четырехтактным, так как процесс в нем совершался
в течение четырех ходов поршня и соответственно двух оборотов
коленчатого вала. Кран-золотник в нужный момент открывал доступ в
цилиндр от запальной камеры, где постоянно горел газ. Происходило
зажигание смеси, которая и толкала поршень в течение рабочего хода.
Золотниковое распределение и зажигание горелкой не применяются в
современных двигателях, но цикл Отто полностью сохранился. По этому
циклу работает подавляющее большинство автомобильных двигателей.
К недостаткам двигателя Отто относят его тихоходность и большую
массу. Увеличение числа оборотов вала до 180 в минуту приводило к
перебоям в работе и быстрому износу золотника. Большое давление в
цилиндре требовало крепких и кривошипного механизма, и стенок
цилиндра, поэтому масса двигателя была очень большой - иной раз до
полутонны...
Кроме того, для размещения запаса газа нужен был огромный
резервуар, который надо было куда-то поместить и опасаться, как бы он не
взорвался...
Поэтому газовый двигатель Отто оказался все же непригоден для
установки на автомобиль, использовался лишь в стационарных условиях.
25
6	Ключевая роль нефти в истории автомобиля
Технический прогресс во многом обязан нефти. Нефть прежде всего
горючее, всевозможные пластические массы, лаки, спирты, битумы и
прочее.
Нефть прошла путь от аптеки до бензоколонки. На Аравийском
полуострове, где подземные нефтяные моря местами просачивались на
поверхность, бедуины испокон веков натирали больные места этим
«чудодейственным» веществом. Из персидского языка и произошло слово
нефть, что от глагола «нафта» означало просачиваться. Собравшуюся на
поверхности земли или воды нефть арабы использовали для смазки осей
колесниц, для заправки факелов и светильников [1].
Археологическими раскопками на берегу Ефрата установлено
существование нефтяного промысла за 6-4 тысячи лет до нашей эры. Уже в
те времена нефть применялась в качестве топлива.
В Америке нефть получила название «сенека-ойл» по имени
индейского племени, которое извлекало ее из застоявшейся воды и
продавало бледнолицым как чудодейственное лекарство. В те времена
керосин применялся как болеутоляющее средство и один из компонентов
мазей, применяемых при кожных заболеваниях [1].
27 августа 1859 года была пробурена первая в мире скважина для
добычи нефти на реке Ойл-Крик в штате Пенсильвания. 27 ноября 1891
года Российский департамент торговли и мануфактур выдал знаменитую
привилегию № 12926 на «Прибор для непрерывной дробной перегонки
нефти». Но в России тех лет бензин практически был не нужен и этому
способу было суждено возродиться в Америке 10 лет спустя.
В экономически и технически отсталой России вплоть до основания
СССР топливом были дрова и уголь, а керосин и бензин в больших
количествах экспортировался за рубеж [2].
Водители, чтобы заправить свой автомобили, подъезжали к аптеке, где
покупали одну-две бутылки бензина. Однако в 1905 году в американском
городе Сент-Луисе был открыт специальный «склад канистр с бензином
для автомобилей», а затем в Сиэтле открылась и первая бензоколонка.
7	Даймлер, Майбах и Бенц - создатели бензинового
автомобильного двигателя
ДВС для транспорта - быстроходный, легкий и компактный,
работающий на более практичном жидком топливе - придумали и
построили технический директор завода Отто в Дойце Готлиб Даймлер и
26
его ближайший сотрудник Вильгельм Майбах, позднее основавшие
собственную фирму.
Их первый двигатель годился и для транспортного, и для
стационарного применения, работал на газе и на бензине. Но более
позднейшие конструкции рассчитаны исключительно на жидкое топливо -
бензин.
Большую частоту вращения вала двигателя, обеспечиваемую, в
частности, интенсивным воспламенением смеси, Даймлер справедливо
считал главным показателем работы двигателя на транспортной машине.
Она была в 4-5 раз больше, чем у газовых двигателей, и достигала 450-900
об/мин. Соответственно могла быть уменьшена и масса [8].
К этим штрихам добавим закрытый картер (кожух) двигателя,
заполненный смазочным маслом и защищавший подвижные части от пыли
и грязи. Охлаждению воды в окружающей двигатель «рубашке»
способствовал пластинчатый радиатор. Для пуска двигателя служила
заводная рукоятка... Теперь имелось все необходимое для создания легкого
самодвижущегося экипажа - автомобиля.
Наиболее удачную конструкцию «самобеглой коляски» под этот
двигатель сконструировал немецкий изобретатель Карл Бенц. Поэтому
говорят об автомобиле Даймлера-Бенца. Но это вовсе не значит, что авто
создал один человек. Всего изобретателей автомобиля насчитывается
около 500 человек! [8].
Бенц всегда видел свою машину непохожей на громоздкие паровые
тягачи и омнибусы. Его помыслами владела доступная каждому, легкая и
простая конструкция. И весной 1885 года в немецком городе Менгейм,
который общепринято считать родиной первого автомобиля, Карл Бенц и
его жена Берта Рингер построили, хотя и не самую первую в мире, но все
же доведенную до некоторого совершенства повозку с двигателем
внутреннего сгорания.
Немалую рекламу изобретению своего мужа сделала фрау Берта Бенц.
В1888 году тайком от мужа отважная женщина совершила вместе с двумя
сыновьями первый автомобильный пробег длиной в 180 км! По пути
находчивой автомобилистке пришлось заново обшивать кожей тормоз у
деревенского сапожника, укорачивать с помощью кузнеца вытянувшуюся
приводную цепь, изолировать электрический провод резиновой чулочной
подвязкой и прочищать трубку подачи топлива шляпной булавкой. А
бензин путешественники покупали в бакалейных лавках и в аптеках - его
тогда использовали как средство для чистки одежды и перчаток, а также
как лекарство от некоторых кожных болезней [1].
Немалую рекламу изобретению своего мужа сделала фрау Берта Бенц.
Первая машина Даймлера была и вовсе двухколесной, представляла собой
«моторный велосипед», а вторая... И в этом случае помогла супруга
изобретателя. Она пожертвовала своим конным фаэтоном, который и был
27
превращен мужем в автомобиль. Причем в новом качестве фаэтон не
утратил даже такие экипажные детали, как трубка-кронштейн для кнута.
Автомобилисты сохранили кнут для того, чтобы отгонять собак, с
яростным лаем бросавшихся под колеса новому виду транспорта.
Не только собаки яростно атаковали новый вид транспорта. Люди -
тоже. Горожан пугали хлопки от взрывов паров бензина в двигателе (его
не случайно иногда называли «взрывным мотором»), «Полиция не должна
допустить, чтобы бензиновая тележка подвергала весь мир опасности», -
писали в немецких газетах.
Даймлеру пришлось испытывать повозки по ночам, на загородных
дорогах. А Бенцу вменили в обязанность перед каждой поездкой сообщать
в полицию маршрут и места остановок для того, чтобы можно было
привести в готовность пожарные команды. В конце концов это обоим
надоело, и изобретатели продали свои патенты во Францию. В итоге
автомобили, сконструированные немецкими изобретателями, появились в
продаже под марками французских фабрикантов. Так, Франция стала
первой в мире автомобильной державой [2].
Изготовленные самодвижущиеся повозки в 1885 году получили
патенты. Бенц - на «экипаж с газовым двигателем», Даймлер - сначала на
«одноколейный» экипаж, а в 1886 году и на четырехколесный. А
созданным ими автомобильным фирмам суждено было в 20-х годах XX
века слиться в известную компанию «Даймлер - Бенц» [7].
Бенц и Даймлер начинали свою изобретательскую деятельность в
совершенно различных условиях и независимо друг от друга. Несмотря на
увлеченность одним делом, встречи у них ни разу не было.
Бенц был одаренным слесарем и механиком, прирожденным
практиком.
Даймлер был теоретиком чистой воды, в молодости работал механиком
в оружейной мастерской, имея возможность приобретать теоретические
знания не только в Германии, но и во Франции и Англии. Получил
образование инженера по конструированию машин, а его пристрастием
навсегда стало проектирование двигателей внутреннего сгорания. В
течение пяти лет Даймлер занимал должность технического директора
того же завода в Карлсруэ, где ранее работал Бенц. Там он близко
сошелся с Вильгельмом Майбахом. Воспитанник детского дома этот
юноша проявлял незаурядные способности в черчении и рисовании, чем и
привлек внимание к себе технического директора. В дальнейшем они не
расставались никогда [8].
Майбах и Бенц создали двигатель внутреннего сгорания с
горизонтальным расположением цилиндров и воздушным охлаждением,
калильной трубкой и неслыханной скоростью вращения коленчатого вала.
Через год после продажи лицензии на выпуск таких двигателей компании
«Панар-Левассор», Майбах занялся построением четырехцилиндрового
28
агрегата, еще три года спустя изобрел карбюратор струйного типа,
двигателя.
Истинными являются слова: «Мы неплохо сделали свое дело, дружище,
- говорил Даймлер Майбаху, - не совсем зря прожили жизнь. Я думаю, что
мы положили начало громадному делу, и нас с тобой не забудут..»[8].
8	Метаморфозы автомобиля с XVIII века до наших
дней
Э. Левассор, хоть и был современником Бенца и Даймлера,
принадлежал уже к новому поколению конструкторов. Он одним из
первых стал понимать, что один человек не может сконструировать
полностью весь автомобиль. И он использовал готовый двигатель
Даймлера, брал все лучшее из конструкций других автомобилистов, но
позаботился о компоновке механизмов, при которой обеспечиваются
большая, по тогдашним понятиям, скорость, устойчивость и кое-какие
удобства для управления.
8.1	Изменение комплектаций и расположения двигателя
Мировое автомобильное «поголовье» достигало к 1930-м годам уже
порядка 30 млн машин, из них 20 млн в США, по миллиону - в Англии и
Франции, полмиллиона - в Германии, по 100-150 тыс. - еще в нескольких
капиталистических странах. Доля грузовиков и автобусов составляла в
среднем 15 % (в Европе до 25 %) [11].
В это время окончательно сформировалась и «классическая» схема
автомобиля. Двигатель с числом цилиндров не менее четырех (и до 16!)
располагался спереди под длинным капотом. Сцепление и коробка передач
- в блоке с двигателем. Усилие от коробки передач передавалось
карданным валом на заднюю ось. Все механизмы крепились к
штампованной стальной раме, покоящейся на листовых рессорах.
В 80-х годах XIX века двигатель внутреннего сгорания, питавшийся
бензином, был установлен на повозку, и новорожденный экипаж вступил в
борьбу с паровыми автомобилями. В немалой степени победе автомобиля
над другими видами транспорта способствовала и его изменившаяся
компоновка. Дело в том, что до конца XIX века двигатель обычно ставили
сзади (под сиденьем). И от него с помощью ремней и цепей осуществляли
привод на задние колеса.
Однако с ростом скорости увеличились мощность, размеры и масса
двигателя. Становилось все труднее размещать его под сиденьем. К тому
же он требовал хорошего охлаждения. Да и приводные ремни не
выдерживали передаваемых усилий, проскальзывали на шкивах.
29
Тогда главный конструктор французской фирмы «Панар-Левассор»
Эмиль Левассор предложил новую компоновку автомобиля: двигатель и
радиатор охлаждения стали располагать спереди, а усилие от него
передавалось через механизм сцепления и коробку передач на
промежуточный поперечный вал, а от него - цепями на задние колеса.
Чтобы проверить правильность своих идей на практике, Левассор
решил принять участие в соревнованиях безлошадных экипажей. В жаркий
июльский день 1894 года на окраине Парижа толпа наблюдала необычную
картину: два десятка самодвижущихся повозок готовы были ринуться по
дороге в Руан, что в 127 км от французской столицы. На участие в гонке
подали заявки экипажи 102 машин - с бензиновыми, паровыми,
электрическими двигателями, а также рычажные, педальные и даже
действующие, как уверяли их конструкторы, «на сжатой воде» и «силе
земного притяжения». Более половины машин так и не смогли тронуться с
места - только 14 бензиновых автомобилей и 7 паровиков двинулись в путь
[2].
Итак, в классическую схему внесли улучшения, которые не изменили
ее в принципе, но на какое-то время разрядили кризис. Вместе с тем они
же его и обострили: к колебаниям передних колес добавилось влияние
тормозного усилия, а мощная рама, призванная устранить скрип, еще
больше утяжелила автомобиль.
Пришлось призвать на помощь науку. Вывод теоретиков прозвучал как
приговор: классическая компоновка смертельно больна; «шимми»
неизбежно, пока не будут изменены связи колес с рамой, рессорами,
тормозами и рулевым приводом. Именно они тянут и толкают колесо в
разные стороны под действием неровностей дороги и других внешних сил.
И еще: должно быть создано такое устройство для подвески колес,
которое обеспечит их перемещение независимо друг от друга по
определенной, очень точной траектории, для чего упомянутое устройство
должно иметь жесткую опору.
Наибольший вклад в теорию устойчивости автомобиля внес
английский инженер и исследователь Морис Оллей (1889-1970),
работавший сначала на фирме «Роллс-Ройс», а затем в концерне
«Дженерал Моторе» (США). Его поддержали и другие специалисты [11].
В частности, итальянец Винченцо Лянча (1881-1937) в своей модели
«Лямбда» постарался вообще обойтись без рамы. Ее роль выполнял сам
кузов, который был превращен в решетчатую коробку вроде фермы моста.
Она несла на себе все механизмы, опираясь на передние и задние колеса,
как мост на быки-опоры. Получился кузов, который впоследствии назвали
«несущим».
Устранение рамы, естественно, облегчило автомобиль. Балки передней
оси тоже не было, листовые рессоры заменены пружинами в трубчатых
стойках. Ось каждого переднего колеса закреплена на стержне, он
30
перемещается внутри стойки, сжимая пружину. Колесо независимо от
другого приспосабливается к неровностям дороги, не подвергая кузов
качке. Так впервые появилась независимая подвеска.
Хотя многие одобряли смелость В. Лянча и считали, что «Лямбда»
опередила свое время лет на двадцать, никто до 30-х годов не решился
последовать его примеру. Не так-то просто было перестроить налаженное
производство^].
Конструктор «Татры» Г. Ледвинка (1878-1967) тоже подверг
общепринятую схему автомобиля весьма существенной модернизации.
Раму он заменил хребтовидной трубой. Двигатель и главная передача
крепились на ее концах, а внутри проходил вал. Кузов покоился на
поперечинах, закрепленных на главной трубе. Капот и крылья
откидывались для доступа ко всем механизмам. Цилиндры охлаждались
встречным потоком воздуха [13].
Иные конструкторы связывали изменение компоновки не с
обтекаемостью кузова, а с наибольшей компактностью, легкостью и
простотой использования автомобиля. Яркий пример тому - автомобиль-
малютка «Ганомаг» (Германия). В его конструкции устранено все, без чего
машина может двигаться, агрегаты размещены так, чтобы лучше
использовать объем кузова [2].
Ширину автомобиля определило двухместное сиденье. Пространство
между передними колесами освобождено от балки оси, рессоры заменены
пружинами. Образовалось место для ног седоков, а между задними
колесами - для механизмов. Исчезли крылья, подножки, карданный вал.
Сами того не ведая, конструкторы предвосхитили схему автомобиля,
получившую распространение три десятилетия спустя.
И тем не менее массовому выпуску «Ганомага» мешала его необычная
форма. Понадобилось несколько лет, чтобы покупатели привыкли к
машине и стали ее покупать. И хотя за три года было продано 16 тысяч
машин, массовым автомобилем «Ганомаг» так и не стал.
Большим событием в развитии компоновки легкового автомобиля
стало появление машины с приводом на передние колеса.
Первым на рынке появился ДКВ - детище осевшего в Германии
датского инженера и промышленника И. Расмуссена. Установив
двухцилиндровый двигатель не вдоль оси машины, а поперек, около самых
передних колес, конструктор одним махом решил сразу несколько
проблем. Ведущим (передним) колесам была обеспечена
удовлетворительная нагрузка и хорошее сцепление с дорогой. Низкая
посадка обеспечила устойчивость авто, а короткий капот - компактность
[11-
Первые автомобили управлялись либо с помощью особого рычага,
прозванного за свою форму «коровьим хвостом», либо с помощью тяговых
поводков, напоминавших вожжи. Лишь в 1898 году молодой французский
31
конструктор Луи Рено догадался поставить рулевую колонку с «рогами»,
как на некоторых самолетах. А еще несколько лет спустя «рога»
превратились в «баранку».
И если в первых авто водитель садился, где хотел, - с помощью вож-
жей-поводков управлять авто можно было даже с заднего сиденья, то руле-
вая колонка потребовала определенного места. И многие конструкторы
дружно стали ставить ее на правой стороне, у переднего сиденья. Логика
рассуждений тут была такая. Справа (при правостороннем движении)
водителю виднее, кого он обгоняет и людей на близлежащем тротуаре. И
лишь американский конструктор и промышленник Генри Форд первым
догадался, что интенсивное уличное движение потребует большего
внимания от водителя слева, при разъездах со встречным транспортом [2].
8.2	Улучшение обтекаемости и аэродинамических свойств
автомобиля
Начав менять конструкцию и облик автомобиля, изобретатели уже не
могли остановиться. Чтобы уменьшить сопротивление воздуха,
автомобили стали делать низкими и узкими. Потом, глядя на рыб и птиц,
стали сглаживать, скруглять поверхности кузова, заострили радиаторы,
удлинили «хвосты» и брызговики-крылья, убрали выступающие фонари,
закрыли спицы колес накладными гладкими дисками Ведь при скорости
100 км/ч, как показали расчеты, необтекаемый автомобиль тратит на
сопротивление воздуха до трех четвертей мощности двигателя!
Немецкие авиаконструкторы Пауль Ярай и Эдмунд Румплер провели
ряд опытов с моделями автомобилей в аэродинамических трубах и
доказали: чем больший путь должны совершить потревоженные
движением автомобиля частицы воздуха, тем больше трение между ними,
тем большая мощность расходуется на это трение. Если движение частиц
плавное, то трение сравнительно невелико. Когда же частицы
наталкиваются на неровности, проваливаются в углубления, то происходит
завихрение воздушного потока. Трение возрастает (рис. 8.1).
Однако идеально обтекаемая форма (в виде сигары), которую уже
применяли к самолетам, дирижаблям, торпедам, рекордным автомобилям,
для обычных автомашин оказалась малоподходящей: выступающие колеса
нарушали ее, да и невозможно было соблюсти правильную пропорцию
длины и поперечника, который зависит от комплекции людей и не может
быть сильно уменьшен. Чтобы придать автомобилю идеальные пропорции,
пришлось бы удлинить его в 2-3 раза.
Тогда Ярай и Румплер предложили просто закруглять формы обычных
автомобилей, сглаживать их. И хотя опытные машины многие сочли
некрасивыми и сложными в производстве, постепенно к мнению немецких
конструкторов стали прислушиваться [1].
32
Редко бывает, чтобы одна отрасль техники развивалась независимо от
другой. На конструкции автомобилей прежде всего сказывалось влияние
авиации. Дорогие, скоростные, а тем более гоночные автомобили
использовали авиационные двигатели. Детали, узлы авто выполняли из
легких сплавов, кузовам придавали «самолетные» обтекаемые очертания...
Иногда конструкторы «переигрывали». Так, в погоне за удлиненными
пропорциями машин сильно уменьшилась высота окон, и автомобили
сделались как бы «подслеповатыми». А спицы колес некоторых моделей
автомобиля марки «Бугатти» стали похожи на паутину из... рояльных
струн.
Все же и такие машины обладали особенностями, которые по сен день
оцениваются положительно В кузов входили, не сгибаясь, но автомобиль
не казался высоким благодаря большой длине Бесшумность, плавный ход,
изобилие приборов, уютные сиденья - все это делало поездку на
автомобиле приятной и не утомительной.
Рисунок 8.1 - Диаграмма развития обтекаемости автомобилей
Зачастую такие удобства требовали высококвалифицированного
ручного труда мастеров, это сказывалось на стоимости автомобиля
Конструкторы об этом помнили и старались по возможности экономить.
Так, Этторе Бугатти (1881 - 1947), имя которого носили дорогие
автомобили, наряду с колесами-паутинками применял и литые колеса из
легкого сплава, какие используются и поныне [1].
Для Бугатти - воспитанника Миланской школы изящных искусств -
главной оставалась пластическая, внешняя красота конструкции. Ему
зз
нравились, например, четкие грани блока двигателя. Поэтому
прямоугольный блок приходилось целый день полировать вручную.
Другой пример - знаменитая передняя ось «Бугатти». Ее делали из
толстого стального стержня. Сначала растачивали стержень изнутри,
потом в кузнице придавали оси нужную форму, пронзали ее рессорами (у
других автомобилей рессоры проходили над осью). Получалась изящная
конструкция. Но если от сильного удара при наезде на камень ось гнулась,
то вернуть ей первоначальную форму было почти невозможно [9].
Были и другие попытки построить оригинальные обтекаемые
автомобили с двигателем сзади: немецкий дизайнер В Шлер снабдил
«Мерседес» кузовом, похожим на панцирь черепахи, а француз А.
Дюбонне придал машине форму рыбы. И хотя автомобиль «Дюбонне»
развивал скорость до 175 км/ч и расходовал намного меньше топлива, чем
«Форд» с тем же двигателем, едва разгонявшийся до 130 км/ч,
большинство конструкторов не торопилось последовать примеру
рационализаторов. Уж слишком непривычны были их машины -
покупатели относились к ним не только с любопытством, но и с опаской
[1]
8.3	Основные виды кузовов первых автомобилей
Комфорт - значит хорошо оборудованный закрытый кузов и плавность
хода, а плавность хода - значит эластичные рессоры и шины. Скорость
требует сильного двигателя, тем более мощного, чем лучше оборудован
кузов (т е. чем он тяжелее) и чем больше трение шин о поверхность дороги
(т. е. чем они мягче). А мощный двигатель своими габаритами оттеснял
кузов назад. В итоге получилось, что около двух третей массы автомобиля
приходилось на задние колеса.
На практике это означало, что автомобиль с тяжелым кузовом каретной
конструкции и мягкими баллонными шинами на большой скорости вдруг
по непонятным причинам отказывался подчиняться водителю; передние
колеса начинали дрожать, как в лихорадке. И все сооружение, вмещавшее
в себя сотни килограммов металла, дерева и резины, быстро
расшатывалось и отчаянно скрипело.
Кузовщик Шарль Вейман предложил «гибкий» кузов с резиновыми
втулками в соединениях деталей и... кожаной облицовкой вместо стальной
Все эти меры оказывались неэффективными. Единственное, что
помогало избежать аварии при возникновении «шимми» - использование
тормозов на передних колесах. Потому как из простого наблюдения за
поведением автомобиля стало ясно, что при торможении он «клюет
носом», нагрузка массы сосредоточивается на передних колесах, а значит
задние тормоза становятся в этот момент неэффективными! [8].
34
Однако после того как на некоторых автомобилях ввели тормоза на все
четыре колеса, количество аварий не уменьшилось, а, напротив, возросло
Почему? На резко затормозившие авто стали натыкаться владельцы других
экипажей. Пришлось на новых машинах даже устанавливать сзади особый
знак - цифра «4» над изображением колеса предупреждала водителей
других автомобилей о возможном резком торможении.
Еще в начале XX века определились три основных вида автомобилей:
транспортные (легковые, автобусы, грузовые), специальные и гоночные
[1]
Легковыми считаются пассажирские автомобили с числом мест не
более восьми Чтобы точнее описать легковой автомобиль, указывают тип
его кузова Выработано несколько наиболее практичных типов кузова (рис.
8.2).
Кузов с двумя рядами сидений и 4 дверями (по две с каждой стороны)
называется седаном. Если за спинкой сиденья водителя имеется
застекленная перегородка, то перед нами уже лимузин; обычно в нем три
ряда сидений, причем в среднем ряду сиденья откидные. Купе (в переводе
с французского - «укороченный», «отрезанный») - это кузов с двумя
дверями, иногда с более покатой, чем у седана, крышей и тесным задним
отделением, предназначенным для детей
Затем получили распространение кузова типа универсал и комби или
хэтчбек (с наклонной задней стенкой). По форме они напоминают
грузовой фургон, но застеклены, оборудованы складными сиденьями,
дверями сбоку и в задней стенке. Универсалы применяются и для
пассажирских, и для грузовых перевозок (отсюда их название).
Легковые автомобили, выпускаемые для работы в сельской местности,
как правило, имели кузова типа фаэтон (со съемными матерчатыми
боковинками).
35
Рисунок 8 2- Типы кузова
1- фаэтон, 2-кабриолет, 3-берлина, 4-купе, 5-ландо
Пассажирский автомобиль с числом мест не менее 9 считается
автобусом У городского автобуса - 2-3 широкие двери для быстрой
посадки и высадки пассажиров; число сидений ограничено, чтобы
предоставить больше места стоящим пассажирам в часы пик.
9	Рудольф Кристиан Карл Дизель - создатель
триумфального двигателя
Подобно Ленуару и Отто, Дизель был выходцем из низов, но тем не
менее ему посчастливилось получить блестящее инженерное образование
Сын немецкого ремесленника по наитию судьбы и благодаря дяде
профессору поступил в Мюнхенскую высшую политехническую школу.
В отличие от самоучек Ленуара и Отто, шедших к цели методом
прикатических опытов, Дизель подходил к проблеме аналитически,
посредством термодинамических расчетов Завершил он их в 1893 году,
когда ему было тридцать пять лет, публикацией брошюры «Теория и
конструкция рационального теплового двигателя, призванного заменить
паровую машину и другие существующие в настоящее время двигатели».
Годом ранее Дизель получил патент на «Рабочий процесс и способ
воспламенения одноцилиндрового и многоцилиндрового двигателя».
Таким образом, новый двигатель был готов на бумаге в виде формул и
схем Теоретически он допускал расход горючего в 10 раз меньше
парового, не нуждался в котле, мог питаться любым топливом, начиная от
угольной пыли, нефти и заканчивая смолой и пальмовым маслом Но в
графики и формулы никто не верил Благодаря пушечному королю
Круппу, в 1893 году Дизель построил первые экспериментальные образцы
двигателя с воспламенением топливной смеси от сжатия Его эксперимнты
с керосином увенчались успехом и «Цикл Дизеля» заслуженно занял свое
место в ряду самых выдающихся изобретений «под занавес» уходящего
века пара [10].
36
К сожалению, триумф победителя сопровождался упреками политиков
Германии, которая не располагает нефтянными запасами, в бесполезности
и вредности его изобретения. К тому же выпуск двигателей по патенту
Дизеля освоили отдельные потенциальные противники Германии, среди
которых была и Россия.
Осенью 1913 года его пригласили в Англию для участия в общем
собрании «Объединенного общества «Дизеля» и знакомства с местными
заводами. В ночь с 29-30 сентября при следовании на параходе Дрезден
Дизель бесследно исчез. Есть предположение, что имперский германский
генерльный штаб, заподозрив его в переговорах с англичанами о продаже
им какого - то нового изобретения, мог рассчитаться с «пособником
неприятелю» в самый канун первой мировой войны [10].
Жизнь Рудольфа Дизеля оборвалась в зените его славы, когда стала
крепнуть новая сфера капиталистического бизнеса, рожденная
распространением двигателей внутреннего сгорания, заинтересованная в
переходе промышленности, энергетики и транспорта на жидкое топливо.
Широкое распространение дизельных двигателей привело к тому, что
страны, обделенные нефтяными ресурсами, старались отобрать их у
других, а те, что имели свои, жаждали прибрать к рукам еще и чужие.
Нефть начала делать политику и мировую, и техническую.
10	Электрический автомобиль. Что это и где его
истоки?
В середине XIX века произошло рождение электродвигателя, которое
стало возможным благодаря открытию в 30-х годах способа превращения
магнетизма в электричество. Майкл Фарадей в результате многочисленных
экспериментов в 1831 году наконец сделал открытие магнитной индукции.
Это удивительное явление давало возможность получать электрический
ток простым движением магнита возле замкнутого пучка изолированной
проволоки. Путь к изобретению электрических генераторов и
электродвигателей был открыт.
Одно из самых важных открытий в этой области сделали академики
Якоби и Ленц. Исследуя электромагнитные явления, они установили
обратимость электромагнитного цикла: когда в электромагнитной машине
вращали катушки, в них возникал электрический ток; но если в катушки
подавать электрический ток от постороннего источника, то катушки сами
начинали вращаться, а машина работала не как источник тока, а как
электродвигатель.
Использование электричества на транспорте и в промышленности
задерживалось теперь только из-за отсутствия мощных источников
37
энергии. Ленуар, человек практики, вскоре понял, что электрический
двигатель по этой причине применить невозможно и занялся
исследованием по освобождению паровой машины от котла.
Самую первую электрическую повозку построил американец Томас
Девенпорт в 1835 году. Источником энергии первых электрических
экипажей служили гальванические элементы с электродами из железа и
цинка, погруженные в серную кислоту. В 1859 году Гастон Плантэ
продемонстрировал окружающим свой первый свинцово-кислотный
аккумулятор, но только через двадцать лет он был усовершенствован
настолько, что электромобили стали достаточно удобными в обращении и
пригодными для широкой продажи [15].
Модель электромобиля Чарльзва Байкера достигла скорости в 130 км/ч.
Серийные машины же были во много крат тихоходнее и имели ничтожный
пробег в 30 километров при 12 часовой перезарядке аккумуляторов.
Первый электромобиль представлял собой что-то громоздкое, с
объемистыми канистрами, в которых находилась серная кислота и
скорость такого автомобиля была очень маленькая. Но они
совершенствовались довольно быстро, компактность, скорость и все
технические характеристики были на порядок выше бензиновых
автомобилей. К 1912 году электромобилей было около 10 тыс, но затем из-
за того, что остановилось развитие аккумуляторных емкостей, электрокары
остановились в развитии и отстали. Учитывая, что на тот момент
единственным видом батареи были свинцовые пластины в кислоте, то для
приличного количества электроэнергии их требовалось больше тонны.
Конечно, тогда это было непозволительно и именно поэтому произошла
остановка развития, а двигатели внутреннего сгорания не заставили себя
долго ждать [4].
В 1899 году было продано 1875 электрических автомобилей против
1680 паровых и 936 бензиновых!
Если сравнивать электрические и бензиновые автомобили, то запас
хода первое время был у них почти одинаков, а одним из главных
недостатков электромобилей являлась довольно сложная система
подзарядки: в те времена еще не было усовершенствованных
преобразователей переменного тока в постоянный. В частности,
применялся электромотор, который работал от переменного тока и вращал
вал генератора, к которому подсоединялись аккумуляторы электромобиля.
Хотя впоследствии, в 1906 году, и появился относительно простой в
эксплуатации выпрямитель тока, проблему подзарядки это не решило.
В 20-е годы XIX века начинается закат эпохи электромобилей
вследствие безуспешных поисков дешевых и мощных аккумуляторов и
стремительного совершенствования бензиновых машин [3].
В настоящее время, ни для кого не секрет, что самым большим
источником загрязнения воздуха и окружающей среды является любой вид
38
транспорта, работающего на сгорающем топливе. Уже существует
множество реальных программ, которые способны снизить угрожающее
воздействие и количество выхлопных газов. Единственным выходом из
этой ситуации считается переход на транспорт с альтернативным
источником энергии, а среди всех вариантов самым оптимальным является
электромобиль.
Хотя электромобили сегодня крайне неразвиты, и многие считают,
что эта молодая ветка автомобильной промышленности, но на самом деле
первый электромобиль был известен еще 1838 голу. Вот почему все чаще
слышно, что альтернативным источникам не дают развиваться, за 180 лет
это направление так и не сдвинулось с места.
Даже при современном уровне развития это проблемная задача,
батареи по - прежнему очень много весят, цены на них высокие, а запас
автономной энергии слишком мал, хватает не более, чем на 100 км пути.
Эти три вопроса на сегодня являются самыми острыми для всех
производителей электродвигателей. Существуют технологии, которые
позволяют уменьшить вес и прибавить как скорость, так и дальность езды,
но цена на такие двигатели будет заоблачной.
Но уже сегодня есть новейшие разработки в виде топливных элементов
для электрических двигателей, которые реально дали толчок для
дальнейшего развития электромобиля. Аккумуляторные запасы так или
иначе были ограничены, а в данном случае элементы являются
своеобразными мини источниками, пополняющими запас по мере
истощения.
Топливный элемент представляет собой контейнер, в котором
происходит реакция химикатов, вырабатывающих электричество.
Проблема таких элементов на сегодня в том, что одним из компонентов
является водород. Для его получения тратится много энергии из обычных
источников, а полученного количества хватает на меньшее потребление,
находясь в этих топливных элементах.
Получается, что расходы не могут покрыть результатов, и так во всех
видах альтернативных двигателей, поэтому на промышленный поток эти
технологии пока еще не вышли. На сегодняшний день выходом является
двигатель 50/50, когда электродвигатель помогает бензиновому. Одним из
первых таких авто стала Toyota Prius, выпущенная в 1997 году и по сей
день эти двигатели совершенствуются [6].
Мозгом гибридных двигателей является компьютер, который
подключен к обеим тягам, как электродвигателя, так и бензинового, в
программе заложены одновременный и поочередный запуск двигателей.
Здесь ориентиром для компьютера служат скорость и участки дороги,
плюс учитывается уровень зарядки батарей. Компьютер контролирует
уровень питания, и в случае нужды происходит автоматическое
пополнение от топливных элементов или иных источников. Например,
39
электричество моментально отключается при спуске по наклонной дороге
или при торможении. Компьютер контролирует свободное ускорение или
торможение, это позволяет сэкономить немалое количество
электроэнергии. При совместной работе электродвигателя и бензинового
двигателя, происходит очень большая экономия - на 100 км расходуется
всего 3.2 л бензина, а значит и выбросов продуктов сгорания намного
меньше. Стоит отметить, что это в городском режиме, а на трассах такие
автомобили работают только от сгорания топлива.
Хотя окончательно проблема с бензиновыми двигателями не снята, но
прорыв и эффект явно заметен, частота работы двигателя сгорания, а
значит и выхлоп снижается на 90 %.
Сами по себе электродвигатели очень практичны и не требуют
длительного и дорогого обслуживания. В отличие от электродвигателей
постоянного тока, где время от времени нужно менять щетки, в новых
асинхронных и синхронных трехфазных двигателях обслуживание не
нужно как таковое.
Подзарядка современных батарей стала простой и не требующей каких-
либо дополнительных устройств. Заряжается аккумулятор от простой
розетки в течение 12 часов, а если использовать ускоритель, то полная
зарядка происходит максимум за час [4].
11	Конкуренция - двигатель прогресса
Итак, к 50-м годам XX столетия автомобиль окончательно «стал на
ноги». Но вместе с тем кончился и его «золотой век» - к автомобилю
перестали относиться как к экзотике, дорогой игрушке, от него
требовалось умение работать в самых тяжелых условиях.
Во второй половине XX века стало понятно, что неизбежны коренные
изменения в конструкции автомобиля. Возрастет скорость - значит,
потребуются еще более обтекаемые кузова, особые меры по обеспечению
устойчивости автомобиля, мощные тормоза, новые типы шин. Расширится
круг покупателей, все меньшую часть его будут составлять энтузиасты,
мирящиеся с неудобствами и трудностями автомобилизма. Значит
понадобятся комфортабельные закрытые кузова с вентиляцией,
отоплением и радио, мягкие подвески, бесшумные и простые в
обслуживании механизмы, легкое управление. Обострение конкурентной
борьбы вызовет необходимость в особой внешней привлекательности
машин, в оригинальных облицовках радиатора, колесных колпаках и
хромированных накладках. Ну и, конечно, во весь рост встанут
экономические проблемы - ограничение расхода топлива и других
эксплуатационных материалов, а также себестоимости и цены автомобиля
[16].
40
Все это закономерно привело к появлению принципиально новых
конструкций автомобилей, причем если в Европе основной упор был
сделан на экономику, то в США - на комфорт, динамику и эстетику.
В Европе начали распространяться сравнительно компактные авто с
задним расположением двигателя (даже солидная, не стремящаяся к
оригинальным конструкциям фирма «Даймлер-Бенц» выпустила две
модели) и устойчивые на поворотах переднеприводные. А в США -
классические автомобили, но с гидромуфтами сцепления,
автоматическими передачами, двигателями мощностью в сотни
лошадиных сил. И повсюду - с независимой подвеской передних колес
[И].
Как следствие подобных перемен коренным образом изменились
пропорции автомобиля. Типичным становился автомобиль с коротким
капотом, длинным и низким кузовом, выступающим сзади объемом
багажника, а с боков - объемами крыльев. Пользуясь современной
терминологией, такой автомобиль можно назвать семиобъемным (капот,
корпус, багажник и четыре крыла). Чем больше выпускалось машин той
или иной модели, тем с большим размахом применялись в ее производстве
методы холодного прессования. А для них округлые обтекаемые формы
даже более технологичны, чем угловатые.
Мировой автомобильный парк вырос примерно в два раза и достиг 45
млн машин, в том числе 35 млн легковых. В США на каждые из 4-5 млн
выпускавшихся ежегодно автомобилей приходился один человек,
работающий в автомобильной промышленности и смежных отраслях.
Автомобили стали мощнейшей энергетической базой - суммарная
мощность их двигателей уже в 1930 году превысила мощность всех
силовых установок (в промышленности, сельском хозяйстве, на железных
дорогах), вместе взятых.
Большим событием рассмотренного периода явилось возникновение
третьей автомобильной сферы - российской автомобильной индустрии.
Если в 1929 году Советский Союз с его парком в 18 тыс. машин и годовым
выпуском 1700 автомобилей находился на двадцатом месте среди
промышленных стран Европы и на тридцать третьем - в мире, то за годы
трех первых пятилеток по выпуску автомобилей СССР переместился в
первую десятку, а по грузовым автомобилям занял первое место в Европе
и второе в мире [10].
Несложно заметить, что говоря об автомобильных королях не
упомянуто ни об однй из японских автомобильных фирм. И это не
случайно- о «Тойоте», «Ниссане», «Хонде», «Мазде» и других, ныне всем
известных марках, долгое время ничего не было слышно. Автомобильной
индустрии в Японии после окончания Второй мировой войны практически
не существовало. Имелись лишь небольшие предприятия, которые
41
занимались в основном ремонтом автомобилей, ввозимых в страну из-за
океана.
Американцы в то время вообще считали, что в мире есть только одна
автомобильная держава - Соединенные Штаты Америки - в которой
автомобильным бизнесом заправляет «Большая тройка» - концерны
«Крайслер», «Дженерал Моторе» и «Форд». А все то, что выпускают
остальные, - это мелочь, на которую не стоит обращать особого внимания.
США вышли из Второй мировой войны, в отличие от Европы и
Японии, процветающей страной, экономика которой находилась на
подъеме. Заводы Америки не подвергались бомбардировкам, сюда даже
японские бомбардировщики не долетали; они ограничились лишь
разгромом части американского флота в Пирл-Харборе. Но две атомные
бомбы, сброшенные на японские города Хиросиму и Нагасаки, не только
поставили армию Страны восходящего солнца на колени, заставили ее
безоговорочно капитулировать, но и показали всей планете, кто в мире
хозяин [13].
Так полагали американцы. Однако вскоре сама жизнь доказала, что они
глубоко ошибались.
К немалому удивлению американских промышленников выяснилось,
что продукция американских концернов - огромные, роскошные лимузины
- не пользуется в Европе и Юго-Восточной Азии особым спросом. У людей
в разоренных войной странах попросту не было денег, чтобы покупать
комфортабельные, дорогие «Шевроле» и «Крайслеры», «Понтиаки» и
«Бьюики»[11].
Первое место по импорту в том же году занял «Минке» -
малоприметный, неказистый, в общем-то ничем не примечательный
автомобиль. Но у него были свои несомненные достоинства: он был
компактным и сравнительно легким (1039 кг против 1139 кг
американского аналога), а главное, очень экономичным. Его мотор
потреблял всего 7,8 л бензина на 100 км пути, что составляло половину
потребности экономичного по американским понятиям «Форда».
Но и на этот «звонок предостережения» никто из американских
магнатов не обратил особого внимания. «Британское вторжение» не
поколебало их мнение, не заставило пересмотреть приоритеты в выпуске
автомобилей [11].
Они оказались в растерянности, когда в страну хлынул поток немецких
«Фольксвагенов». Их стали привозить с собой возвращавшиеся из
Германии солдаты американской армии. Благодаря царившей в ФРГ
инфляции даже рядовые вполне могли купить такой автомобиль за свое
месячное жалование. А купив, не могли нарадоваться своей покупке.
Машина была легкой в управлении, надежной, малошумной и очень
экономичной... [11].
42
Руководитель «Фольксвагена» Хейнц Нордхофф понял, на какую
золотую жилу он напал и отправил в США веселого и общительного
торгового агента Бена Пола с наказом организовать сбыт и ремонт
«жуков» непосредственно в США [3].
Бывший верховный представитель американской администрации в
Японии разрешил возродить автомобильную промышленность.
Знали бы Додж с Макартуром, что делают... Но факт остается фактом, с
их помощью маховик японской автомобильной промышленности был
запущен вторично: «Ниссан», «Тойота» и другие промышленные
предприятия снова начали выпускать автомобили. Причем в отсутствие
американской конкуренции вскоре стали выпускать их куда больше, чем
до войны.
В 1957 году американцев потряс шок: в СССР запустили первый
искусственный спутник Земли. И американцы задумались. Все силы нации
были брошены в развитие космических отраслей.
И пока американцы занимались противоборством с русскими, они
прозевали высадку на свою территорию японского «десанта». Исподволь
японские промышленники начали поставлять на американский рынок кое-
какие товары. Прежде всего, это были часы, фотоаппараты,
радиоприемники и другие изделия электроники. А потом стали появляться
и первые японские автомобили.
Концерн «Мицубиси» тоже выпускает неплохие автомобили! Поначалу
американские промышленники только смеялись, глядя на неуклюжие
японские «самоделки», но к концу 70-х годов им стало уже не до смеха. А
в 1983 году Детройт был вынужден признать, что автомобили фирм
«Тойота» и «Ниссан» фактически превосходят американские модели по
качеству, надежности и цене [11].
Японские производители учли опыт «Фольксвагена», а также
тактический просчет немецких производителей, которые несколько
десятков лет не модернизировали «жука», полагая, что от добра добра не
ищут. Раз машина неплохо продается, стоит ли ее еще улучшать?..
Оказалось, стоит. Часть покупателей тут же переключилась на
японскую продукцию, как только выяснилось, что, например, «Корона»
почти столь же компактная, как «Фольксваген», имеет водяное, а не
воздушное охлаждение двигателя, более комфортабельный салон и
расширенный набор инструментов, в который входила даже такая новинка,
как аварийный фонарь, который можно было подключить к специальной
розетке на передней панели. Кроме того, «Корона» внешне выглядела куда
современней «жука»[11].
Плацдарм для наступления был завоеван. Вслед за «Тойотой» и
«Ниссаном» на американский рынок устремились «Мазда», «Мицубиси»,
«Фудзи», «Хонда» и другие фирмы. Не помогло даже запоздалое
43
предостережение американских производителен, что непатриотично ездить
по Америке на японском автомобиле. Покупатель предпочитал лучшее.
12	Первые средства безопасности в автомобиле
В конце XIX начале XX века «шоффэр» еще казался существом
особого рода, целиком отданным рискованному делу управления
«дьявольской машиной». Такую репутацию они заработали из-за
взрывоопасности своих дорожных аппаратов. В результате общественное
мнение оказалось настроенным враждебно к паромобилям. После того как
в 1896 году в Лондоне под колесами автомобиля погибла англичанка
Бриджет Дрискол и без того незавидное положение водителей намного
ухудшилось. Эту женщину принято считать первой жертвой
автомобилизма [11 ].
Одновременно с автомобилями появились сообщества защитников
конной тяги и «автоненавистников». Чтобы не смущать лошадей, они
настаивали на придании самодвижущейся коляске «лошадиной»
внешности навешиванием на нее чучел животных.
При езде на автомобиле можно было легко врезаться или потерять
управление и просто выпасть из автомобиля. Чаще всего при таких
транспортных происшествиях в живых мало кто оставался.
Ремни безопасности, имеющиеся сейчас в каждом автомобиле, были
изобретены еще в 1909 году. Французский магазин «Практичный
автомобиль» имел в своем ассортименте английскую новинку
подпружиненные ремни, охватывающие тело человека наподобие
парашютных лямок летчиков, предназначенные удерживать пассажира при
столкновении автомобилей. При этом использование этих ремней
предусматривалось с усмешкой, так сказать для сумасшедших гонщиков.
Как уже говорилось, изобретатель автомобиля Карл Бенц, а до него
придворный механик Иван Кулибин и создатель паровой повозки Николя
Кюньо считали, что автомобилю вполне достаточно трех колес: одно
спереди, два - сзади.
Русский инженер П. Шиловский своему «гирокару» оставил всего два
колеса, по-велосипедному стоявших одно позади другого. А чтобы
автомобиль не падал на стоянках, конструктор предусмотрел специальную
систему равновесия. Кричать кучерское «Эй, берегись!» - было
бесполезно; кто услышит голос за шумом мотора?
А вот развитие этой идеи. Итальянские дизайнеры, не столь лихо
продемонстрировавшие опытную модель скоростного междугороднего
автобуса «Дельфин», тоже решили остановиться на двух основных
колесах. Правда, во время стоянок и разгона автобус поддерживают по
бокам дополнительные колесики, но как только он наберет скорость, эти
44
опоры втягиваются под кузов. «Дельфин», по расчетам авторов проекта,
будет развивать скорость до 200 км/ч. [11].
В случае, если авария все-таки происходит, ведущая роль в ситуации
переходит к приемам пассивной безопасности.
В понятие пассивной безопасности входят такие свойства конструкции
транспортного средства, которые помогают уменьшить степень тяжести
ДТП, если таковое случится. Пассивная безопасность проявляет себя,
когда водитель не в силах изменить характер движения машины для
предотвращения аварии, несмотря на принятые меры активной
безопасности.
Пассивная безопасность, как и активная, зависит от множества
нюансов конструкции. Сюда можно отнести, например, устройство
бампера, наличие дуг, ремней и подушек безопасности, уровень жесткости
кабины и прочие условия.
Передняя и задняя части транспортного средства, как правило, менее
прочны, чем средняя - это также делается из соображений пассивной
безопасности. Средняя часть, где размещены люди, обычно защищена
более жестким каркасом, а передняя и задняя смягчают удар и тем самым
уменьшают инерционную нагрузку. У машин с рамной конструкцией из
тех же соображений обычно бывают ослаблены поперечины и лонжероны
- их делают из хрупких металлов, которые разрушаются или
деформируются при ударе, принимая на себя его основную энергию и,
таким образом, смягчая его.
Шведский инженер М. Драгик распорядился двухколесной схемой по-
другому. По внешнему виду его автомобиль больше всего, пожалуй, похож
на среднеазиатскую арбу: кузов подвешен между двумя огромными
колесами, расположенными параллельно друг другу [14].
Такая схема, считает Драгик, обеспечивает повышенную безопасность
пассажирам. На испытаниях его автомобиль на скорости в несколько
десятков километров в час наехал на бетонную преграду. И что же?
Основную силу удара приняли на себя массивные колеса, остальную
инерцию погасил кузов, совершив несколько оборотов вокруг оси,
соединяющей колеса. Сам конструктор, сидевший внутри, нисколько не
пострадал.
От размера автомобиля и целостности его каркаса также зависит общая
пассивная безопасность транспортного средства. Детали каркаса при
столкновении не должны менять свою форму - энергия удара поглощается
другими деталями. Для проверки этих свойств каждый автомобиль
подвергается краш-тестам, прежде чем выйти в производство. Итак,
система пассивной безопасности автомобиля в своей полной комплектации
в случае аварии значительно повышает возможность выживания для
водителя и пассажиров и помогает им избежать серьезных травм.
45
Ту же цель - повышенную безопасность движения - преследуют и
многие авторы одноколесных экипажей - моноциклов. Они подвешивают
кузов внутри одного, но огромного колеса. А автомобили на воздушной
подушке вообще не имеют колес, поскольку передвигаются, опираясь на
сжатый воздух. Струи воздуха, нагнетаемые компрессором, приподнимают
кузов над землей, и новое средство транспорта прекрасно движется не
только по дороге, но и по болоту, мелководью, кочковатой тундре...
Впрочем, наиболее распространенная схема автомобиля на
сегодняшний день предполагает наличие четырех колес. На грузовых
автомобилях сзади их часто сдваивают - получается шесть колес. Иногда
на вездеходах ставят три ведущих моста по два колеса в каждом.
Автомобили уже снабжали съемными колесами (вместо съемных
ободов) и запасным колесом. Появились сигналы - стоп-фонарь сзади,
электрогудок с кнопочным управлением (клаксон), стрелочные указатели
поворота. Электрическое освещение, теперь уже почти у всех
автомобилей, допускало безопасную езду в темное время суток. На
ветровых стеклах все чаще стали появляться щеточные «дворники»,
сначала с ручным приводом, а затем с вакуумным и электрическим.
Все новинки плюс повышенная надежность двигателя, шин, рессор
привели к тому, что нужда в специальном «шоффере» отпала -
обслуживать автомобиль и управлять им мог владелец и члены его семьи
[11].
Безусловно, важнейшим определяющим фактором активной и
пассивной безопасности автомобиля, является безотказность всех его
жизненно важных систем, агрегатов и узлов. Наиболее серьезные
требования предъявляются к безотказности тех элементов машины,
которые позволяют ей осуществлять разнообразные маневры. К таким
устройствам относятся системы тормозов и рулевого управления,
трансмиссия, подвеска, двигатель и т.д. Чтобы повысить показатели
безотказности всех систем современных автомобилей, с каждым годом
применяются все новые и новые технологии, используются не
используемые ранее материалы и совершенствуется конструкция
автомобилей всех марок.
В 1967 году инженеры вспоминают о запатентованной идее о
прикрепленном к рулю мешке, который надувается в случае опасности.
Эта разработка принадлежала американцу Джону Хедрику и немцу
Вальтеру Линдереру [2].
Но воплотить идею в жизнь оказалось не так легко, а давление со
стороны американского правительства, которое обязало оснащать все
автомобили подушками безопасности с 1973 года, лишь усугубило
ситуацию [2].
Даже начала разворачиваться кампания против подушек. Для того,
чтобы сегодня мы имели в своем любимом автомобиле подушку
46
безопасности, инженерам понадобилось 10 лет кропотливой работы. В
декабре 1980 года на рынке появляется первый автомобиль, в
комплектации которого была подушка безопасности.
Стоит отметить, что со временем количество подушек, внедряемых в
автомобилях становится все больше, а каждая из них все «умнее».
К сожалению, полностью избежать случаев дорожно-транспортных
происшествий пока не представляется возможным. Однако с каждым
годом с конвейеров сходят сотни и тысячи автомобилей, все более
совершенных в плане активной и пассивной безопасности. Новые
поколения машин, по сравнению с предыдущими, укомплектованы гораздо
более совершенными системами безопасности, позволяющими
значительно снизить риск вероятности аварии и минимизировать ее
последствия в тех случаях, когда избежать аварии не удастся.
47
Заключение
Подводя итог, хотелось бы ответить на вопрос, завершена ли история
автомобиля? Нет, она продолжается, ежедневно и ежечасно.
Вот даже сейчас, когда вы читаете эти строки, в автомобильном мире
что-то происходит. На листках ватмана и экранах дисплеев появляются
наброски новых автомобилей, производятся новые научные исследования
в сфере инноваций на транспорте, пытливые умы молодых ученых
изобретают новейшие приспособления и системы в автомобилях. С
заводских конвейеров съезжают десятки и сотни новеньких «стальных ко-
ней», автомобилисты затевают все новые, длительные и полные
приключений путешествия.
В общем, автомобильная жизнь продолжается. И просуществовав 150
лет, авто не показывает ни малейших признаков старости и деградации.
Его рост и развитие отнюдь не закончены. Наоборот, развитие набирает
все большие и большие обороты, совершенствуется и, возможно, в скором
будущем придется немедленно дописывать в нашу книгу свершившиеся
технологические прорывы на транспорте...
48
Библиография
1.	Гордиенко М., Смирнов Л. От повозки до автомобиля. 1990 г.
2.	Зигуненко С. Н. 1000 увлекательных рассказов о машинах. 2002г.
3.	Рубец А Д. История автомобильного транспорта в России. - 2-е изд.,
стер. - М.: Академия, 2009. - 304 с.
4.	L. Reijnders, М. A. J. Huijbregts. Biofuels for Road Transport: A Seed to
Wheel Perspective 2009 r.
5.	Антонов И.С. Краткая история автомобилестроения.
Ульяновск/Россия: Ульяновский государственный технический
университет., 2001. - 88 с.
6.	Аксенов В И. Транспорт и охрана окружающей среды. Москва:
Транспорт, 1986. - 176 с.
7.	R. Green. The Car: The History of the Automobile. 2013 r.
8.	Малов В. Тайны знаменитых автомобилей. Оникс, 2008 г., 288 с.
9.	J. Heinmann, Т. Thacker. Cars of the 50s. 2009г.
10.	Боулер M. Самые известные автомобили мира с 1945 до наших
дней. Астрель, ACT, 2002 г,- 304 с.
И. Heon Stevenson. American Automobile Advertising, года 1930-1980:
An Illustrated History. 2008 r.
12.	Кузьмина В. Автомобильному транспорту - приоритетное
направление / Кузьмина В. // Автомобильный транспорт. - 2012. - №
5. - С. 6-10.
13.	Сигельбаум Л. Машины для товарищей: биография советского
автомобиля / Сигельбаум Л.; пер. с англ. Лейко М.И. - М.:
Российская политическая энциклопедия (РОССПЭН), 2011 . - 430 с.
14.	Дятчин Н И. История развития техники. - Ростов н/Д: Феникс,
2001.-320 с.
15.	Зворыкин А.А., Осьмова Н И. - История техники /; Под ред. Ю.К.
Милонова. - М.: Соцэкгиз, 1962 г.
16.	Паровые машины. История, описание и приложение их. - СПб.:
тип.Эдуарда Праца и Ко., 1838. - 234 с.
17.	http://www.autoshcool.ru/4180-elektromobili-istoriya-sozdaniya-i-
buduschee.html
18.	http://iyidong.com/content/kolesa-budushchego
49
Учебное издание
Кадыров Адиль Суратович
Интыков Токмирза Смагулович
Смагина Вера Станиславона
История развития автомобильного транспорта
Редактор Б. А. Асылбекова
Подписано в печать 27.04.15 г. Формат 60x90/16.
Объём 3,25 печ.л. Тираж . ...экз. Заказ 61.
Издательство Кар ГТУ. 100027. г. Караганда, Б. Мира, 56.