Студопедия — Возникновение и развитие транспортных средств
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Возникновение и развитие транспортных средств






Привычный для нас сегодня термин «автомобиль» пришел к нам как комбинация греческого слова auto (что означает – сам) и французского слова mobile (что означает – движение). Буквально «авто – мобильный» – «само – движущийся».

Желание освободиться от физических усилий при перемещении чего-либо или облегчить их, располагать большей силой, быстротой, оставить за собой лишь управление работой владело мечтами людей. Они создавали сказания о коврах-самолетах, семимильных сапогах и волшебниках, переносящих человека за тридевять земель мановением жезла. Что касается не сказочных, а реальных транспортных средств (а именно о них идет речь), то роль их двигателя сначала выполняли сами люди (катить легче, чем волочить или нести на себе), потом приспособили животных – волов, оленей, собак, больше всего лошадей. Применение силы домашних животных внесло особый штрих в идею транспорта: живое существо требовало ухода, заботы, вызывало привязанность человека.

Как было бы замечательно, если бы экипаж стал самодвижущимся, безлошадным! Над этой проблемой люди ломали голову с давних пор. Какую силу, какой механизм применить к повозке?

Начиная с XV в., появлялись десятки самодвижущихся (развлекательных или военных) экипажей и их проектов. Тут и конструкции великого итальянца Леонардо да Винчи, которые приводились в действие слугами, шагающими рядом с повозкой или находящимися на ней самой; и повозка германского художника Альбрехта Дюрера со всеми приводными колесами – если одно попадет в грязь и скользит, то другие продолжают катить повозку (прообраз полноприводного автомобиля повышенной проходимости); и русская «самобеглая коляска» Леонтия Шамшуренкова со счетчиком пробега, созданная в 1752 г. и успешно испытанная в Петербурге. Придворный механик Екатерины II – Иван Петрович Кулибин создал диковинную самокатку, предназначенную для прогулок по аллеям парка, в 1784–1791 гг. Слуга, который приводил ее в движение, находился сзади – «на запятках». Ступая на педали, он толкал тяги, они передавали усилие на зубчатое колесо храпового механизма, насаженного на ось маховика.

Хотя Кулибин создавал всего-навсего очередную «диковину», он поставил перед собой те же задачи, которые стоят и в наше время перед конструкторами автомобилей: сделать работу коляски плавной, обеспечить ее движение не только по ровным, но и по пересеченным дорогам и на подъе-мах. Уже в этой самокатке были впервые применены такие элементы автомобиля, как коробка передач, рулевой механизм, тормоза, роликовые подшипники.

В 1863 г. в Санкт-Петербурге, Москве, Минске, Воронеже появляется новый вид городского транспорта – конно-железные дороги. Конка, запряженная двумя лошадьми, двигалась по рельсам и управлялась вожатым. Первоначально конки использовались для перевозки грузов, а затем и для перевозки пассажиров.

В эпоху Возрождения были созданы и такие повозки, у которых живая движущая сила находилась на них самих, а передавали ее колесам и умножали рычаги и шестерни. В XVIII в. попробовали заменить в транспорте живую силу силой пара и применили к безрельсовым повозкам термин «автомобиль». Но ведь и паровоз самодвижущийся? Тут очень существенная тонкость. В словечко «ауто» («сам») человек вкладывал еще один смысл, относящийся и к машине, и к нему самому: сам выбираю маршрут и скорость; сам пускаюсь в путь и останавливаюсь, когда хочу и где считаю нужным; сам добираюсь до пункта назначения, не прибегая к другим средствам передвижения или ходьбе. Именно это и отличает автомобиль особенно личного пользования от других видов транспорта. Эту идею независимости вынашивали изобретатели автомобиля.

Во второй половине XVIII в. паровую машину одновременно попытались установить на безрельсовую повозку, применить на рельсовом и водном транспорте; некоторое время паровые автомобили развивались параллельно с локомотивами, потом – с бензиновыми автомобилями, конкурируя и, вместе с тем, помогая друг другу.

На войны (оборону) и приготовления к ним тратится значительно больше средств и сил, чем на обычную жизнь, и поэтому многие новшества, в том числе и в транспорте, разрабатываются сначала в недрах военных ведомств.

Первым практически действовавшим паровым автомобилем считается «паровая телега» капитана французской армии Никола-Жозефа Д. Кюньо (1715–1804 гг.). Он хотел создать мощную тяговую силу для артиллерийских орудий и перевозки снарядов. Телегу изготовили в 1769 г. в мастерских парижского арсенала, где привыкли к очень прочным и потому тяжелым повозкам с толстыми листами железа, медными втулками, дубовыми брусьями, крупными болтами и заклепками. Материалы и орудия производства наложили свой отпечаток на конструкцию телеги: она весила целую тонну, столько же пришлось на воду и топливо, еще столько же на долю самой паровой машины. Целевое назначение агрегата – тягач для тяжелых орудий.

Д. Кюньо обратился опять-таки к экипажной практике: лошадь находится впереди экипажа и тянет его за переднюю ось, значит и машину следует поставить вперед и осуществить передачу вращательного движения на переднее колесо. Но тут трудность: шток паровой машины перемещается в плоскости, параллельной плоскости колеса. Если закрепить двигатель на платформе телеги, то ось колеса нельзя будет поворачивать. Д. Кюньо смонтировал всю паровую машину на колесе, тогда машина стала отклоняться на вилке влево или вправо вместе с колесом. Котел, как горшок на ухвате, висел впереди телеги.

Две лошадиные силы, которые развивала машина, давались нелегко. Несмотря на большой объем двигателя, давление пара быстро падало. Чтобы поддерживать давление, через каждые четверть часа приходилось останавливаться и разжигать топку. Эта процедура отнимала столько же времени, сколько перед этим длилась поездка.

В начале XIX в. возникли и получили развитие железные дороги. Но они не могли проникнуть повсюду. Им помогал гужевой транспорт. Поэтому появилось множество конструкций безрельсовых паровых повозок, больше всего в Англии, где паровые машины, так же как и ткацкие станки, были основой промышленного переворота.

Мощность экипажных паровых машин уже увеличили в 8–10 раз по сравнению с машиной Кюньо, уменьшились их размеры и расход топлива. Машину располагали, как правило, сзади повозки. Шток, передающий движения поршня храповику на оси колес, заменили качающимся шатуном. Сложился так называемый кривошипный механизм, почти полностью перешедший впоследствии на автомобильный двигатель.

На какое-то время паровые машины возродились во Франции. Их двигатели уже были оснащены керосиновыми горелками вместо угольных топок, не нуждавшиеся в тяжелом запасе угля и долгом разогреве, стали более легкими и мощными. Леон Серполле (1858–1907 гг.) заменил котел многократно изогнутой трубой-змеевиком. Запас воды мог быть уменьшен, змеевик быстро разогревался, непрерывно образовывалось необходимое для работы машины количество пара (без его скопления, которое иногда приводило к взрывам котлов). На паровых повозках начали применять эластичные шины, рулевую «трапецию», механизм для вращения колес одной оси с различными оборотами – дифференциал, цепной и даже карданный привод от паровой машины к ведущим колесам.

Все же несмотря на усовершенствования паровые автомобили второй половины XIX в. оставались весьма неудобными для эксплуатации, машинисту нужны были почти такие же знания и сноровка, как его коллегам на железной дороге.

Паровая машина была недостаточно надежна и практически недоступна для массового потребителя, но все же она сыграла важную роль в развитии автомобильной техники. Была доказана сама возможность механического передвижения, опробованы и усовершенствованы механизмы будущего автомобиля. От паровых автомобилей осталось и слово «шофер» (его раньше писали через два «ф»), что по французски означает «кочегар». И хотя давно нет на автомобиле котла и топки, водителя и по сей день называют шофером.

Начало XIX в. ознаменовалось созданием серии паровых двигателей, развитием рельсового транспорта и паровозов собственно железной дороги. В 1800 г. Ричард Тревитик в США построил серию самодвижущихся повозок на рельсах с паровой машиной. Оливер Эванс в 1803 г. построил первую в Америке дорожную повозку с паровым приводом. Рельсовый транспорт стал развиваться невиданными темпами и на данном этапе опередил автомобиль. Однако, если паровая машина уверенно заняла свое место на рельсовом транспорте, то для дорожных машин она была слишком громоздка и тяжела. Тем не менее, другого решения пока не было, и колесные дорожные машины с паровыми двигателями стали ездить по дорогам Англии. В 1832 г. паровая машина была установлена на омнибус, и в Лондоне было открыто регулярное движение на омнибусах, для перевозки пассажиров. Получился «паровой автобус», эти экипажи были построены несколькими компаньонами, они же и организовали коммерческую эксплуатацию машин. Первый рейсовый междугородный автобус соединил два крупных города в Англии – Лондон и Паддингтон. Первый автобус на десять пассажиров был построен в 1867 г. и открыл регулярную автобусную линю в США.

Формально паровые автомобили – это целая эпоха и отдельное направление в автомобилестроении, существующее и сегодня, хотя лишь в порядке создания экспериментальных моделей. Они выпускались приблизительно 100 компаниями в период конца 1890-х и начале 1900-х гг. Наиболее известная конструкция – автомобиль Стенли Стамер, который создали и успешно выпускали в США братья Стенли. Топливом служили не дрова, а керосин. Недостатком автомобиля было отсутствие коробки передач (ее к этому времени еще не изобрели). Несмотря на многочисленные неудобства паровые автомобили успешно выпускались до 1929 г.

Много интересных проектов применения паровых автомобилей было в России. Так, предприниматель и изобретатель В. Гурьев предложил в 1837 г. создать сеть деревянных дорог (торцевых), по которым могли бы регулярно совершать рейсы паровые автомобили – тягачи с колесными прицепами.

Конец XIX в. ознаменован созданием электрических машин. Электрические движители активно использовались в конструкциях первых автомобилей и в период с 1885 по 1915 гг. было выпущено серийно до 35 тыс. электромобилей. Существенным недостатком была (и остается до наших дней) громоздкость и малая емкость электрических батарей и аккумуляторов. Надо отметить, что в технологии производства аккумуляторов наступил тупик и с начала ХХ в. до настоящего времени пока эффективного технического решения, способного составить конкуренцию другим видам двигателей для автомобилей, не найдено. Тем не менее, конструкции электромобилей регулярно появляются на рынке этого вида техники и привлекают внимание высокой экологичностью. Пока серийный электромобиль в городских условиях способен без подзарядки электрических батарей пробежать не более 100–150 км. Широкое применение электрический привод нашел лишь в конструкциях городских троллейбусов, но они используют источник энергии посредством проводов, натянутых вдоль трассы движения и контактных бугелей. В настоящее время построены единичные варианты автомобилей с подзарядкой электрических батарей от солнечных элементов. Такой сверхэкологичный двигатель создан в США, и трехколесный экипаж с электроприводом преодолел расстояние в несколько тысяч километров по дорогам страны.

Широкое применение автомобиля как транспортного средства начинается с появлением быстроходного двигателя внутреннего сгорания.

Первый двигатель внутреннего сгорания был изобретен французским механиком Этьеном Ленуаром в 1860 г., а в 1862 г. он построил свое первое транспортное средство с таким двигателем.

Преимущества нового двигателя перед паровой машиной не ограничивались ликвидацией котла и топки. Газовые двигатели не требовали разведения пара, обслуживать их было нетрудно. Увы, масса нового двигателя оставалась почти такой же, как и у паровой машины. Единица выработанной мощности двигателя (л. с. или кВт) обходилась в 7 раз дороже, чем у паровой машины. Только 1/25 теплоты сгоревшего газа совершала полезную работу, т.е. коэффициент полезного действия (КПД) двигателя составлял 0, 04.

Сделать газовый автомобиль более эффективным удалось в 1876 г. коммерческому служащему Николаю – Августу Отто (1832–1891) из Кельна (Германия) совместно с Евгением Лангеном (1833–1895).

Двигатель внутреннего сгорания стал годным для применения на транспорте, после того как заработал на жидком топливе, приобрел быстроходность, компактность и легкость.

Наибольший вклад в его создание внесли инженеры – машиностроители XIX в. – технический директор завода Отто в г. Дойц (Германия) Готлиб Даймлер и его ближайший сотрудник Вильгельм Майбах, впоследствии основавшие собственное производство.

Сегодня на авторство в создании автомобиля с двигателем внутреннего сгорания претендуют 416 изобретателей и конструкторов. Однако наиболле заметный след в истории создания автомобиля оставили не более пяти человек: Джордж Селден (США), Эдуард Деламар-Дебутвиль (Франция), Зигфрид Маркус (Австро-Венгрия), Готлиб Даймлер и Карл Бенц (Германия). Официально предпочтение о признании авторства на изобретение автомобиля принадлежит Г. Даймлеру и К. Бенцу.

В своем исследовании «Концепция автомобиля» (1957 г.) видный французский конструктор Фернан Пикар, в течение 30 лет возглавлявший Отдел проектов и исследований фирмы «Рено», делит историю конструирования автомобиля (главным образом легкового) на три периода. Период до Первой мировой войны он называет изобретательским, когда главной задачей была материализация идеи, создание действующих машин, накопление и обобщение опыта. Следующий период (примерно до 40-х гг.) – инженерный. В это время были разработаны основы теории и расчета автомобиля, стали возможными быстроходные, комфортабельные машины, их массовое производство. Третий период Ф. Пикар назвал «стилистическим» или «дизайнерским»; на первый план выдвинулись проблемы соответствия машины запросам потребителя, удобство и безопасность пользования ею, ее эстетические качества.

Как видим, эта периодизация связана и с величайшими политическими событиями, и с общеизвестными радикальными сдвигами в науке, технике, особенно в технологии производства. Изобретательский период, ушедший в далекое прошлое, исследователи и коллекционеры старых автомобилей всех стран, включая и нашу, делят на две части: «предки» – автомобили выпуска до 1905 г. – и «ветераны» (1905–1918 гг.), а инженерный период называют периодом классиков.

Конец XIX в. явился началом промышленного производства автомобилей. В 1890 г. появляются первые автомобили «Панар-Левассор» и «Де Дион-Бутон» (Франция), в 1892 г. построил свой первый автомобиль Генри Форд (США) и начал их промышленное производство в 1903 г.

Автомобильная промышленность стала потреблять добрую половину произведенных стали и чугуна, три четверти резины и кожи, треть никеля и алюминия, седьмую часть дерева и меди. Автостроение вышло по объему производства на первое место среди других отраслей машиностроения, стало оказывать серьезное влияние на хозяйственную жизнь государств. К началу Первой мировой войны парк автомобилей на земном шаре составил около 2 млн, из них 1, 3 млн приходилось на США, 245 тыс. – на Англию, 100 тыс. – на Францию, 57 тыс. – на Австро-Венгрию, 12 тыс. – на Италию, 10 тыс. – на Российскую империю.

Дореволюционная Россия не имела своей автомобильной промышленности как специализированной отрасли производства. Русско–Балтий-ский вагоностроительный завод в Риге, освоивший выпуск автомобилей в 1908 г., за время своей работы (до эвакуации в 1919 г.) выпустил 451 легковой автомобиль и небольшое количество грузовых и специальных автомобилей. В августе 1915 г. в России на основе госкредита возникли 5 компаний, имевших целью организацию автомобильного производства для обеспечения потребностей армии. Было начато строительство заводов: в Москве – завод Автомобилей московского общества (АМО), в Подмосковье – завод «Русо-балт», в Рыбинске – завод «Русский Рено», в Ярославле – завод В.А. Лебедева, в Ростове-на-Дону – Аксай. На всех этих заводах планировалось в 1916 г. выпускать 6 750 легковых и 3 750 грузовых автомобилей в год, но ни один из этих заводов к указанному сроку построен полностью еще не был.

Развитие автомобильного транспорта в нашей стране мы рассмотрим в последующих лекциях.

Автомобиль становится неотъемлемой частью развития экономики страны. Однако автомобиль становится и источником повышенной опасности на дорогах. Неосторожная езда водителей транспортных средств, нарушение правил дорожного движения, превышение разрешенной скорости движения, плохие погодные условия, ограниченная видимость, гололед, технические неисправности и другие причины приводят к столкновению машин, наездам на пешеходов и животных и другие препятствия. Нередко дорожно-транспортные происшествия приводят к летальным исходам для водителей, пассажиров и пешеходов. По смертности и тяжелым последствиям автомобильные аварии на дорогах соперничают с войнами, а иногда и обгоняют по суммарным показателям. В этих условиях особое значение приобретает деятельность по рациональной организации движения все возрастающего потока транспортных средств, обеспечить которую могут только специалисты, имеющие необходимую подготовку.

 

 







Дата добавления: 2014-10-22; просмотров: 1979. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Вычисление основной дактилоскопической формулы Вычислением основной дактоформулы обычно занимается следователь. Для этого все десять пальцев разбиваются на пять пар...

Расчетные и графические задания Равновесный объем - это объем, определяемый равенством спроса и предложения...

Кардиналистский и ординалистский подходы Кардиналистский (количественный подход) к анализу полезности основан на представлении о возможности измерения различных благ в условных единицах полезности...

Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Приложение Г: Особенности заполнение справки формы ву-45   После выполнения полного опробования тормозов, а так же после сокращенного, если предварительно на станции было произведено полное опробование тормозов состава от стационарной установки с автоматической регистрацией параметров или без...

Измерение следующих дефектов: ползун, выщербина, неравномерный прокат, равномерный прокат, кольцевая выработка, откол обода колеса, тонкий гребень, протёртость средней части оси Величину проката определяют с помощью вертикального движка 2 сухаря 3 шаблона 1 по кругу катания...

Неисправности автосцепки, с которыми запрещается постановка вагонов в поезд. Причины саморасцепов ЗАПРЕЩАЕТСЯ: постановка в поезда и следование в них вагонов, у которых автосцепное устройство имеет хотя бы одну из следующих неисправностей: - трещину в корпусе автосцепки, излом деталей механизма...

Принципы резекции желудка по типу Бильрот 1, Бильрот 2; операция Гофмейстера-Финстерера. Гастрэктомия Резекция желудка – удаление части желудка: а) дистальная – удаляют 2/3 желудка б) проксимальная – удаляют 95% желудка. Показания...

Ваготомия. Дренирующие операции Ваготомия – денервация зон желудка, секретирующих соляную кислоту, путем пересечения блуждающих нервов или их ветвей...

Билиодигестивные анастомозы Показания для наложения билиодигестивных анастомозов: 1. нарушения проходимости терминального отдела холедоха при доброкачественной патологии (стенозы и стриктуры холедоха) 2. опухоли большого дуоденального сосочка...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.014 сек.) русская версия | украинская версия