История автотранспортных средств начала чертить в начале разработки двигателя внутреннего сгорания. Но действительно ли это было началом? На мой взгляд, реальное начало транспорта, передвижения, транспортных средств всех видов и транспортных средств стало одним из важнейших моментов в истории человечества, а именно изобретением колеса около 4000 лет до нашей эры в Месопотамии. Именно это, казалось бы, тривиальное изобретение положило начало развитию обоих видов транспорта и оказало влияние практически на все сферы нашей жизни. Колеса всех видов можно найти практически везде. Они найдены в двигателях, транспортных средствах, промышленных машинах, часах и многих, многих других предметах, которые невозможно заменить. Круг революционизировал мир. До 200 года нашей эры он использовался в качестве водяного колеса для движителей на мельницах.
Следующим шагом на пути к созданию первого транспортного средства было изобретение двигателя. Возможно, это был не двигатель внутреннего сгорания, но это изобретение было архетипом для создания современных конструкций, и речь о паровой турбине, изобретенной вокруг Герона в 60-х годах нашей эры в Древней Греции. Хотя это была довольно примитивная конструкция, она представляла идею работы двигателя. Это превратило энергию водяного пара в механическую энергию. Однако это было изобретение, которое послужило игрушкой, техническим новшеством. Потребовалось 1500 лет, чтобы дождаться практического применения этого изобретения. В 17 веке идея парового двигателя была воскрешена и начался ряд экспериментов с его использованием. Эти попытки потребовали внесения необходимых улучшений и исправлений в проекты. Многие концепции паровых двигателей были созданы. Это привело к созданию первого полностью работающего парового двигателя с возможностью работы. Однако это было слишком сложно для проекта, поэтому его не приняли. Продукт Папина, однако, не исчез где-то между другими экспериментами, потому что он интересовался инженером шкипера и шахтера Томасом Савери, который улучшил машину Папина и изобрел паро-атмосферный насос, который наконец нашел практическое применение. Приблизительную дату рождения первого парового двигателя, который использовался на практике, можно принять на рубеже 17 и 18 веков. Это был не только прорыв в календаре, но и техника. Огромный шаг был сделан на пути к известным в настоящее время конструкциям двигателей.
Шли годы, и знания конструкторов различных изобретений росли, электрическая энергия начала приобретать значение, которое было «известно» или, скорее, наблюдалось ранее, хотя никто не понял, что это такое, это только половина В семнадцатом веке человек Отто фон Герике изобрел простую электростатическую машину, с помощью которой он наблюдал способность различных объектов соотноситься с наэлектризованным объектом. В этот момент началась лавина испытаний, экспериментов и изобретений, разрабатывающих темы, связанные с электричеством, электричеством и всем, что с ними связано. Итак, в 1729 году англичанин Стивен Грей сказал, что электрическая жидкость может перемещаться из стеклянной трубки в ее пробку, и отметил, что существуют хорошие и плохие проводники электрического тока. В 1734 году француз Шарль-Франсуа де Систерне дю Фай заявил о существовании двух типов электрических зарядов: положительного и отрицательного. В 1745 году, случайно, голландский профессор Питер ван Мюссенбрук изобрел лейденскую бутылку (название происходит от города, в котором она была изобретена), и независимо от Германии, Эвальд Юрген фон Кляйст создал такое устройство без названия. Они оба подали заявку на патент одновременно в разных местах по всему миру. Было много экспериментов и демонстраций с участием лейденской бутылки.
Следующим шагом вперед стали действия американца Бенджамина Франклина. Именно он в 1752 году «поймал» молнию в лейденскую бутылку с помощью знаменитого воздушного змея на металлическом канате, выпущенном во время шторма. Это привело к созданию первого громоотвода. В 1785 году Чарльз Августин де Кулон сформулировал свои права в отношении электрических зарядов. Аллесандро Вольт изобрел конденсатор в 1782 году, а через несколько лет, в 1800 году, он создал первую электрическую связь.
«Электродвигатель был изобретен английским физиком и химиком - Майклом Фарадеем. Он открыл в 1831 году явление электромагнитной индукции, способствующее созданию электродинамики, и построил так называемые Диск Фарадея - который запустил электродвигатели. В 1834 г. Мориц Герман Якоби, физик и электротехник немецкого происхождения, построил электрический двигатель и использовал его для приведения лодки в движение. Первый электродвигатель, использованный в станке, был построен в 1837 году американским конструктором Томасом Давенпортом. Затем он использовал его, чтобы вести дрель и токарный станок по дереву. Двигатель достиг 450 об / мин. Первый миниатюрный двигатель был построен Томасом Альвой Эдисоном в 1880 году. Двигатель имел размеры 25 х 40 мм и достигал скорости 4000 об / мин. Эдисон использовал его в электрической ручке, чтобы сделать точечные матрицы множителей, продвигая вибрирующую иглу в держатель. Ручка делала отверстия в матрице, образуя контуры букв. Электрические перья Эдисона были произведены около 60000 штук. В качестве первого применения электродвигателя для управления крупным объектом можно использовать электрический локомотив на 150 вольт, построенный в 1879 году Эрнстом Вернером фон Сименсом. Двухфазный асинхронный двигатель был изобретен в 1887 году Николой Теслой, американским электриком хорватского происхождения. Два года спустя Михал Долово-Добровольский, электротехник польского происхождения, построил трехфазный асинхронный двигатель с рабочим колесом клетки. В 1902 году немецкий инженер Эрнст Даниэльсон построил синхронный двигатель ".
Однако, есть много проблем с электродвигателями, и самая большая из них - их способность путешествовать на большие расстояния. Несмотря на простоту конструкции и чрезвычайно высокую эффективность, которая на данный момент составляет более 90%, батареи обеспечивают несравненно меньший запас хода с традиционным топливным баком. И тут начинается целое приключение с двигателями внутреннего сгорания.
Для зарождения идеи двигателей с двигателями, преобразующими химическую энергию в механическое сгорание путем сжигания вещества, можно рассмотреть начало производства легкого газа в 1783 году. Потом стало задаваться вопросом, можно ли будет использовать это топливо для питания машин. С начала 19-го века стали появляться первые двигатели внутреннего сгорания, которые реализовали идею его работы, однако у них было много недостатков, которые дисквалифицировали их как практически используемый источник привода. Благодаря этим прототипам и проектам стало возможным определить правила, определяющие, как должен быть построен двигатель внутреннего сгорания. Они были отцами концепции двигателя внутреннего сгорания, среди них Филипп Лебон, Сэмюэль Браун, Л. В. Райт, Николо Барсанти и Феличе Матеччи, Кристиан Райтман и Уильям Сименс. Именно их усилия и усилия привели к созданию руководящих принципов для конструкции двигателя внутреннего сгорания.
Первым, кто практически использовал принципы, основанные на предыдущих экспериментах, был Этьен Ленуар. Он создал первый, тяжелый, тихоходный газовый двигатель, который считался первым двухтактным двигателем. Это была не мощная конструкция. Он имел мощность всего 0,5 л.с. при скорости вращения до 50 об / мин. Он был чрезвычайно прост по своей конструкции, его эффективность была близка к нулю, и он не мог работать более 10 минут. Однако именно эта конструкция стала моделью для дальнейшего развития концепции реального и полностью пригодного к эксплуатации двигателя внутреннего сгорания.
Диаграмма цикла двухтактного двигателя
Концепция Ленуара была разработана и усовершенствована немецким самоучкой Николаусом Отто и его инженером-соотечественником Евгением Лангером. Проанализировав эту конструкцию, они заявили, что подача топлива в двигатель должна быть изменена. С этой целью Отто сконструировал карбюратор, но он не получил патент на него, потому что такое устройство уже было создано. Вместе они также начали работать над совершенно новой конструкцией двигателя внутреннего сгорания. На этот раз их интерес был сфокусирован на идее французского инженера Альфонса Бо де Роша, который в 1862 году представил проект четырехтактного двигателя. Идея этой конструкции делится на четыре последовательных этапа. Первым является ход всасывания, во время которого топливная смесь всасывается в цилиндр через один или несколько открытых впускных клапанов. Следующим шагом является сжатие топливной смеси в цилиндре. Поршень движется к верхней части цилиндра. Когда поршень достигает своего верхнего положения, следует третий этап - воспламенение и сгорание смеси. Она инициируется искрой, исходящей от свечи зажигания, наконечник которой ввинчивается в верхнюю крышку цилиндра. Результатом этого является взрыв топлива в цилиндре, в результате которого поршень толкается вниз. Последний шаг - выдох, то есть выброс выхлопных газов. Их толкает поршень, на этот раз двигаясь вверх по камере сгорания и проталкивая выхлоп через клапан или выпускные клапаны. Рочас не разработал свою идею, поэтому Отто и Лангер использовали ее, чтобы представить первый в мире двухтактный двигатель в 1867 году. Он был представлен на всемирной выставке в Париже. Это вызвало большой интерес к этой технологии, и в течение следующих 10 лет было продано 5000 единиц двухтактного двигателя внутреннего сгорания. Однако он был шумным, медленным и работал нерегулярно, поэтому его быстро заменили четырехтактным двигателем Отто.
Диаграмма цикла четырехтактного двигателя
Изобретение Оттона и Лангера было не единственным развитием концепции Ленуара. Некий Дугальд Клерк в 1878 году построил модель первого двухтактного газового двигателя, в котором все рабочие фазы, то есть всасывание топливной смеси в цилиндр, сжатие, зажигание и декомпрессия, а также выдох, происходили во время двух ходов поршня, то есть за один оборот коленчатого вала. Первый двигатель внутреннего сгорания не был концепцией в 1880 году. Дизайн Кларка стал прототипом для более поздних двухтактных двигателей.
Следующим шагом вперед стало создание в 1864 году Отто и Лангеном совместной компании «NA Otto & Cie», преобразованной в 1869 году в «Gasmotorenfabrik Deutz» (сегодня Deutz AG). Сам факт создания компании не был прорывом, но в 1872 году членом правления стал человек, положивший начало революции в конструировании двигателей внутреннего сгорания. Он был немецким конструктором и промышленником г-ном Готтлибом Даймлером. Он привел в компанию выдающегося конструктора Вильгельма Майбаха. Daimler произвел революцию в дизайне двигателя. По своей конструкции мощность в 1 л. С. Не поражала до 1000 кг двигателя (как в случае с двигателем Отто), а всего 100 кг. Это изменение оказало колоссальное влияние на более поздние постройки. Он также улучшил двигатель Отто и в предыдущих 5 л.с. в одноцилиндровом двигателе он генерировал 8 л.с. Это позволило, кроме всего прочего, в 1882 году выпустить первый двухцилиндровый двигатель мощностью 80 л.с.
Десять лет спустя Даймлер прекратил сотрудничество с Оттом и начал работать с Майбахом над новым двигателем небольшого размера, но высокой мощности. После года работы они представили свой проект миру. Это был одноцилиндровый четырехтактный двигатель, работающий со скоростью вращения 800 - 900 об / мин. Их двигатель работал на бензине, и в те дни его было нелегко приобрести. Даймлер хотел проверить, как работает этот «ребенок», и установил его на двухколесный деревянный автомобиль. Это был первый мотоцикл в мире, который мог разогнаться до 12 км / ч.
Разработка двигателя связана с еще одной очень важной фигурой, а именно с немецким конструктором и инженером Рудольфом Дизелем. Он хотел создать двигатель, основанный на общей концепции двигателя внутреннего сгорания, но гораздо более эффективный. В 1893 году он начал интенсивную работу над новым строительством. Эти работы заняли у него четыре года, и в 1897 году он представил миру свой двигатель. Это был двухцилиндровый блок самовоспламенения. Этот двигатель и его конструктор были удостоены Гран-при на парижской выставке, а двигатель был немедленно вывезен с выставки в Варшаву, где он служил генератором привода в отеле «Бристоль».
С тех пор структуры с искровым зажиганием и самовоспламенением начали изменять историю мира. За эти годы эти двигатели получили множество улучшений, дополнений, улучшений, модификаций и вариаций. Тем не менее, это еще гораздо более молодая конструкция, которая заслуживает внимания. Конечно, я говорю о двигателе с вращающимся поршнем.
Конструктор этого двигателя был немецкий конструктор и изобретатель Феликс Ванкель. Устройство, разработанное в 1960 году, было и остается чрезвычайно уникальным. Основное различие между стандартным двигателем с искровым зажиганием и двигателем Ванкеля заключается в движении, а точнее в направлении поршня в цилиндре. В «обычном» двигателе поршень движется вверх и вниз, тогда как в этом случае поршень вращается в эллиптическом цилиндре. Он вращается на эксцентрике внутри камеры сгорания. В ситуации, когда одна из трех стенок ротора проходит через впускной клапан, топливовоздушная смесь всасывается. Затем эта смесь сжимается и зажигается электрической искрой. Отработавший газ толкает рабочее колесо и затем проходит через выпускной клапан.
Диаграмма цикла двигателя Ванкеля
И в основном, история одной из самых важных частей автомобиля заканчивается здесь. История самого автомобиля началась с образования парового двигателя. Уже тогда люди хотели двигаться быстрее, дальше и удобнее. Первыми были паровые машины. Новаторским изобретением стал трактор французского конструктора Николя-Жозефа Куньо. Был создан в 1771 году трехколесный автомобиль с паровым котлом впереди. За котлом стояла двухцилиндровая паровая машина. Штоки ее поршней продвигали переднее колесо через цепи и шестерни. Транспортное средство могло двигаться самостоятельно в течение 15-20 минут со скоростью до 5 км / ч, после чего ему приходилось останавливаться для накопления новой дозы пара. Это был один из самых больших недостатков этой конструкции.
Паровая машина Кугнота
Другим важным моментом в истории автотранспортных средств стало размещение двигателя внутреннего сгорания в конструкции автомобиля. Первым это сделал австриец Зигфрид Маркус. В 1875 году он установил двигатель на деревянную раму четырехколесного транспортного средства, которая была усилена металлической фурнитурой. Этот автомобиль имел передний рулевой мост. Он мог развивать скорость от 6 до 8 км / ч, в то время как для остановки его с этой скорости подавались деревянные блоки, прижатые к ободам колес. К сожалению, этот автомобиль понравился не выбросам выхлопных газов, а носам общества, поэтому полиция запретила Маркусу использовать его публично.
Автомобиль Зигфрида Маркуса
Другим транспортным средством, приводимым в действие двигателем внутреннего сгорания, который значительно повлиял на историю автомобилизации, был автомобиль Готтлиба Даймлера, конструктора модернизированного двигателя Отто. В 1886 году он создал автомобиль, оснащенный одноцилиндровым двигателем мощностью 1,5 л.с. и задним приводом, который был реализован с помощью ременной передачи, приводного вала и шестерен.
Автомобиль Готлиба Даймлера
Карл Фридрих Бенц, который в 1878 году разработал конструкцию двухтактного двигателя внутреннего сгорания, за которым последовал легкий четырехтактный двигатель, также был значительно зарегистрирован на страницах истории. Он также сконструировал дифференциальный механизм и другие компоненты автомобиля, такие как: свеча зажигания, сцепление, карбюратор, охладитель воды и коробка передач. Затем в 1885 году он построил свой знаменитый трехколесный «авто», который был оснащен двигателем внутреннего сгорания и электрическим зажиганием. Однако, как и в случае с Маркусом, это изобретение не понравилось публике, на что Бенц встретил много насмешек. Однако он не сдался и через 10 лет он создал первый, полностью сформированный автомобиль, со многими элементами, которые мы знаем и используем по сей день (конечно, в модернизированной форме).
Трехколесный велосипед Карла Фридриха Бенца
Важной фигурой также оказался ветеринар. Он изобрел пневматическую шину. Речь конечно о Джоне Данлопе. В 1887 году Данлоп хотел усовершенствовать велосипед своего сына. Он решил поставить на колеса конструкцию из холста, усиленного резиной. Таким образом, он стал изобретателем велосипедной пневматической шины. Год спустя Данлоп запатентовал свое изобретение, используя волшебное слово «пневматика».
И поэтому все эти замечательные люди и великие изобретатели сформировали историю и направление развития отрасли, которая называется автомобильной. Без них, вероятно, по сей день, мы будем ездить на конных экипажах, повозках и других телегах, известных своим временем.