История автомобилестроения

Вот уже более ста лет прошло с того момента, как немецкий изобретатель Карл Бенц (Karl Benz), в 1886 году запатентовал свой Motorwagen. Принято считать, что автомобилестроение началось с этого 3-колесного автомобиля, с бензиновым двигателем внутреннего сгорания, мощностью 0,9 л. с. Однако, французы не перестают спорить с немцами о том, что первый праобраз автомобиля все же был создан их соотечественником – капитаном артиллерии Николя Жозефом Кюньо (Nicolas Joseph Cugnot), построившим в 1769 году 3-колесную телегу с паровым котлом.

Идея самодвижущейся, да еще и компактной тележки, не могла остаться незаметной. Ряды автомобилестроителей стали быстро пополняться, а новые марки продолжают появляться и по сей день.  

Сегодня машины выглядят иначе, и возможностей у них куда больше. Тогда повозка Бенца, сваренная из металлических трубок, могла перевозить всего двух человек и разгоняться до 16 км/час, да и то при попутном ветре.
Немногим позже, в 1888 году, все тем же изобретателем, Карлом Бенцом, после того, как он столкнулся с ездой автомобиля под горку, было создано первое подобие коробки передач.

В 1895 году колеса автомобилей обзавелись съемными шинами с внутренней камерой, придуманными братьями Эдуардом и Эндрю Мишлен (Eduard, Andree Michelin). Такое новшество позволило автомобиль частично избавить от тряски, возникающей при движении.

В 1898 году Луи Рено (Louis Renault) первым устанавливает на свой автомобиль вал, изобретенный итальянским математиком Джироламо Кардано (Girolamo Cardano), названный в честь изобретателя – карданный. Такая конструкция, с пересекающимися под небольшим углом валами, в отличие от применяемого до того времени цепного привода, изобретенного Джеймсом Старли (James Starley), позволила передавать крутящий момент от двигателя к колесам без значительных потерь мощности.

Спустя всего 13 лет после постройки первого автомобиля, в 1899 году, бельгиец Камилль Женази (Camille Jenatzy) на автомобильных соревнованиях, первым в мире преодолел 100-килемеотровый рубеж скорости, и разогнал свой электромобиль, носящий имя "Всегда недовольный", до скорости 105,876 км/час.
В 1901 году на автомобилях американской марки Oldsmobile стали устанавливать спидометр. В этом же году Вильгельм Майбах (Wilhelm Maybach) сконструировал 4-ступенчатую коробку передач. До этого ее роль выполнял набор открытых шестеренок, нуждающихся в периодической смазке.

Долговечность конструкции и комфорт пассажиров становятся все более актуальными вопросами в автомобильной промышленности. В 1904 году на серийные автомобили Peugeot впервые начали устанавливаться амортизаторы.
Мощности двигателей росли, параллельно возрастали и скорости автомобилей. Контролировать технику становилось сложнее. Тормозные системы первых автомобилей требовали больших усилий от водителя: при помощи рычага или системы рычагов тормозные башмаки необходимо было прижимать к самому колесу. Первым значимым изобретением в укрощении автомобиля стали барабанные тормозные механизмы, которые пользуются успехом и сегодня. Сначала такие устройства устанавливали лишь на задние колеса. С 1904 года на автомобилях Lanchester была предпринята попытка использования дисковых тормозных механизмов. Однако их эффективность была невелика: единственный тормозной диск устанавливался на задней оси. Лишь спустя почти 50 лет их стали использовать сначала на спортивных, а уже потом и на серийных автомобилях.
Обнаружив, что при торможении автомобиля, нагрузка на задней оси падала, а на передней наоборот возрастала, в 1910 году тормозными механизмами стали оснащать и передние колеса. Джустино Каттанео (Giustino Cattaneo) стал первым в этой области, применив такую схему на автомобиле "Изота Фраскини" (Isotta Fraschini).

Колеса со спицами радиального расположения быстро выходили из строя и сильно вибрировали, и в 1910 году фирмой "Сэнки" было выпущено первое стальное штампованное колесо. В 1912 году автомобили стали выезжать на дорогу, имея с собой "запаску". Впоследствии она стала обязательным атрибутом любого автомобиля.

Двигатели автомобилей того времени приходилось заводить при помощи металлической ручки, которая была напрямую связана с коленчатым валом двигателя. Смерть Генри Леланда Байрона (Henry Leland Byron), умершего от травм, полученных при запуске мотора стартовой рукояткой, подвигла его друга Чарлза Кеттеринга (Charles Kettering) изобрести устройство, позволяющее запускать мотор менее безопасным способом. Так появился электрический стартер, а с 1912 года его впервые серийно стали устанавливать на автомобили Cadillac. Работал он от 24-вольтовой батареи. Такое внедрение позволило расширить круг покупателей. Благодаря упрощению эксплуатации автомобиля, автомобили стали доступны и женщинам. Так же американцы из Cadillac стали первыми, кто начал устанавливать на автомобили электронное освещение.
В 1916 году автомобили обзавелись стеклоочистителем ветрового стекла.
В 20-е годы конструкторы начали размышлять над созданием автомобилей, имеющих привод на передние колеса. Такая схема позволяла удешевить производство автомобилей. Двигатель, коробку передач и колесные приводы можно было собирать отдельно и устанавливать на уже целиком собранный автомобиль. Так, Жаном-Альбером Грегуаром (Jean-Albert Gregoire), были изобретены первые кулачковые шарниры равных угловых скоростей, названные шарнирами "Тракта". Чуть позже, в 1923 году, Карл Вайс предложил шариковые шарниры равных угловых скоростей. Эти валы представляли собой две соединенные вилки, между внутренними поверхностями которых устанавливались шарики, передающие крутящий момент. А в 1928 Альфред Рцеппа изобрел шариковый шарнир, способный работать при углах до 40 градусов. Одним из первых переднеприводных автомобилей стал DKW.

В 1921 году на Парижском автосалоне Peugeot продемонстрировал первый автомобиль, оснащенный дизельным мотором. 2-цилиндровый, 50-сильный двигатель привлек к себе внимание своими возможностями работать на минеральных и растительных маслах, керосине, нефтяном дистилляте, и при этом расходовать все эти ресурсы в меньшем количестве, чем бензиновый мотор. В 1924 году фирма MAN стала устанавливать такие двигатели на своих грузовиках и автобусах.

В 1926 году бельгийцы изобретают шарниры, не требующие смазки – сайлентблоки (Silentbloc).

В тридцатые годы появляются гидравлические приводы тормозных механизмов, что значительно улучшает эффективность системы.
С увеличением скорости стали замечать, что после 100 км/час автомобиль на преодоление сопротивления воздуха тратит почти три четверти своей мощности. Так, в 30-е годы в автомобильной промышленности стали работать над улучшением аэродинамических характеристик автомобиля. Машины стали все меньше и меньше походить на своих прародителей – каретной формы.
В 1932 году появились первые полно-приводные автомобили. Немецкая фирма Хорьх (Horch) наладила производство подобной техники для армейских целей.
В 1936 году на международной автомобильной выставке в Берлине Mercedes-Benz предложил первый серийный легковой автомобиль с дизельным двигателем. Первые 55 автомобилей не поступили в свободную продажу, а начали использоваться в качестве такси. 

В 1939 году, компания Oldsmobile впервые начинает устанавливать на свои автомобили автоматическую коробку передач – Hydramatic. Само изобретение к этому времени существует на протяжении 36 лет. Гидродинамическая муфта, позволяющая рассоединить без потери мощности судовой мотор и гребной винт, была изобретена в 1903 году. На этом принципе до сих пор основаны современные "автоматы".

В 1940 году на автомобилях марки Packard был установлен первый кондиционер. Правда, тогда он занимал весь багажник.

ДТП, уносящие человеческие жизни, заставляют конструкторов задуматься над безопасностью водителей и пассажиров. В 1959 году Volvo выпускает первые серийные автомобили, оснащенные ремнями безопасностями. Хотя, стоит отметить, патент на изобретение ремня безопасности был получен еще до появления автомобиля на свет – в 1885 году. До сих пор, с 20-х годов ХХ столетия, подобные средства пассивной безопасности применялись лишь на гоночных автомобилях. А в 1909 году ремни, которыми оснащен сегодня каждый автомобиль, называли изобретением чудаков.

Следующим шагом по сбережению жизней, находящихся в автомобиле, стали подушки безопасности. В 1971 году они были впервые установлены на серийных автомобилях Oldsmobile Toronado. Это средство защиты водителя и пассажиров планировалось как альтернатива ремням безопасности, тем более, что в Соединенных Штатах Америки в те годы мало кто ими пользовался. Однако со временем выяснилось, что подушка может сработать "наоборот". Водителя, не пристегнутого ремнем безопасности, она могла просто покалечить, сломав шею. Поэтому сегодня такое средство пассивной безопасности является дополнительным.

Еще одним устройством для обеспечения безопасности стала антиблокировочная тормозная система (ABS – Anti-lock Bracking System). Новое изобретение позволило предотвращать блокировку колес при торможении, сокращая тормозной путь и  управлять автомобилем во время экстренного торможения. Одними из первых, кто применил эту систему на своих автомобилях, стали в 1978 году инженеры из Mercedes-Benz.

Сегодня все перечисленное и многое другое – это обязательная составляющая современного автомобиля. Но более подробно о том, из чего состоит автомобиль, и принципе работы его узлов, читайте в следующих выпусках еженедельника "АвтоТема".