История двс автомобиля: История двигателя внутреннего сгорания

Содержание

История развития автомобиля: ранние годы

Автомобиль величайшее изобретение, навсегда изменившее человечество. История развития автомобиля тесно связана с великими изобретателями и инженерами. Но в отличие от других крупных изобретений, оригинальная идея автомобиля не может быть приписана одному человеку. Над ней работали множество людей из разных стран мира. В этой статье речь пойдет о начальном этапе развития автомобиля (в привычном нам понимании).

Первый двигатель внутреннего сгорания

Стационарный одноцилиндровый двигатель Отто

Для того чтобы рассказать историю развития автомобиля, надо начать с двигателя внутреннего сгорания (ДВС). Именно он является ключевым элементом любого автомобиля. ДВС служит для преобразования энергии сгорания топлива в механическую работу. В качестве топлива обычно используется бензин или дизельное топливо. Итак, краткая история ДВС по годам:

1807 — Франсуа Исаак де Ривас из Швейцарии разработал и собрал первый в мире двигатель внутреннего сгорания. Этот поршневой двигатель работал на водороде и имел искровое зажигание. В том же году, изобретатель установил свой мотор на карету, таким образом первый примитивный автомобиль был создан еще в начале 19-го века.

1824 — инженер Сэмюэль Браун адаптировал паровой двигатель Ньюкомена под работу на водороде. Между тем, его двигатель имел водяное охлаждение и мощность около 4 л.с.

1858 — изобретатель из Франции Ленуар Этьен собрал ДВС с искровым зажиганием, который работал на угольном газе. В отличие от предшественников, французу удалось сделать свою разработку коммерчески успешной. Его двигатель мощность 12 л.с. использовался в промышленности, а также как лодочный двигатель.

1862 — француз Альфонс Бо де Роша запатентовал, но не построил четырехтактный ДВС.

1876 — Николаус Август Отто изобрел, а затем запатентовал успешный четырехтактный двигатель. Этот мотор был экономичнее и мощнее предшественников. Между тем, изобретение Отто стало исторически значимым. Именно его конструкция легла в основу всех последующих ДВС на жидком топливе.

1885 — Готлиб Даймлер сконструировал бензиновый двигатель в привычном для нас понимании. Этот агрегат имел вертикальное расположение цилиндра и карбюратор. Установка последнего совершило революцию в двигателестроении. Достаточно экономичный и компактный карбюраторный ДВС как нельзя лучше подходил для самоходных транспортных средств.

Первый автомобиль

Motorwagen Карла Бенца

В 1885 году немецкий изобретатель Карл Бенц в своем гараже создал автомобиль под названием Motorwagen. Спустя год он получил на него патент. Официально Моторваген считается первым автомобилем с двигателем внутреннего сгорания, хотя споры по этому поводу не утихают до сих пор. Тем не менее, автомобиль Бенца внес значительный вклад в популяризацию автомобилей. Motorwagen стал первым транспортным средством надежность которого находилась на удовлетворительном уровне, а для управления им не требовалось особых навыков.

Первые автопроизводители

Автомобиль конструкции Панар — Левассор, 1891 года

После появления коляски Бенца, многим предпринимателям из Европы стало понятно, что производство автомобилей это новый и перспективный вид бизнеса. Так в 1886 году, два бизнесмена из Франции Рене Панар и Эмиль Левассор основали компанию Panhard & Levassor. Партнеры решили начать производство и продажу автомобилей, для чего приобрели патент на бензиновый двигатель конструкции Даймлера. В 1890 году Левассор начинает проектирование первого автомобиля, постоянно экспериментируя с расположением силового агрегата. В результате спустя год появляется автомобиль с передним расположением двигателя и задним приводом. Такая компоновка получила название Systeme Panhard, и она стала стандартом на многие десятилетия вперед.

Тем временем, в 1891 году Панар и Левассор поделились лицензией со своим соотечественником Арманом Пежо, что послужило началом истории марки Peugeot.

История развития автомобиля — массовое производство

Ford Model T на сборочном конвейере

Благоприятная экономическая ситуация в США дала возможность все большему количеству людей приобрести автомобиль. Но медленная и дорогая ручная сборка эксклюзивных, штучных моделей не позволяла удовлетворить спрос. Как следствие необходим был быстрый и качественный способ сборки автомобилей. И он был найден.

Oldsmobile Curved Dash — первый массовый автомобиль изготовленный в США. Он был разработан компанией Oldsmobile в 1901 году. Для его ускоренной сборки, на заводе был организован конвейер. Более того, Curved Dash был стандартизирован, то есть все его детали были унифицированы в рамках модельного ряда. Всего до 1907 года было собрано 19 тысяч автомобилей.

Между тем, наиболее важным этапом в истории развития автомобилей можно считать конвейер Генри Форда. Использовав за основу идею компании Oldsmobil, Форд изготовил собственный конвейер и оптимизировал производственный процесс. Таким образом, Ford T (первый автомобиль компании изготовленный конвейерным способом), собирался за 2 часа, а его стоимость не превышала 850 $.

Ford Model T навсегда изменил автомобильную индустрию. С его выходом автомобиль стал по-настоящему массовым и доступным транспортным средством.

История развития автомобиля — итоги первой волны

Методы массового производства Форда были быстро приняты и на других американских компаниях (европейские производители не использовали конвейерную сборку вплоть до 1930-х годов). Таким образом если к 1913 году в мире ежегодно выпускалось около 500 тыс. автомобилей, то всего через 10 лет производство автомобилей увеличилось в 8 раз, до 4,9 млн. единиц в год.

Автомобиль постоянно развивался в сторону улучшения технических характеристик, комфорта и безопасности. Не останавливается этот процесс и сегодня, а значит история развития автомобиля продолжается.

Эволюция двигателя внутреннего сгорания

Как развивался ДВС: основные даты

 

Люди производят автомобили уже более века, и почти под каждым капотом стоит двигатель внутреннего сгорания. В течение последних 100 лет принцип его работы оставался неизменным: кислород и топливо поступают в цилиндры мотора, где происходит взрыв (воспламенение), в результате чего внутри силового агрегата образовывается сила, которая и двигает автомобиль вперед. Но с момента первого появления двигателя внутреннего сгорания (ДВС) каждый год инженеры оттачивают его, чтобы сделать быстрее, надежнее, экономичнее, эффективнее.

 

Благодаря этому сегодня все современные автомобили стали мощнее и экономичнее. Некоторые обычные автомобили сегодня имеют такую мощность, которая еще недавно была только в мощных дорогих суперкарах. Но без огромных прорывов в конструкции ДВС мы бы сегодня до сих пор владели маломощными прожорливыми автомобилями, на которых не уедешь далеко от заправки. К счастью, время от времени подобные прорывные технологии уже не раз открывали новый этап в развитии двигателей внутреннего сгорания. Мы решили вспомнить самые важные даты в эволюции развития ДВС. Вот они. 

 

1955 год: впрыск топлива

 

До появления системы впрыска процесс попадания топлива в камеру сгорания двигателя был неточным и плохо регулируемым, поскольку топливно-воздушная смесь подавалась с помощью карбюратора, который постоянно нуждался в очистке и периодической сложной механической регулировке. К сожалению, на эффективность работы карбюраторов влияли погодные условия, температура, давление воздуха в атмосфере и даже на какой высоте над уровнем моря находится автомобиль. С появлением же электронного впрыска топлива (инжектора) процесс подачи топлива стал более контролируемым. Также с появлением инжектора владельцы автомобилей избавились от необходимости вручную контролировать процесс прогрева двигателя, регулируя дроссельную заслонку с помощью «подсоса». Для тех, кто не знает, что такое подсос:

 

Подсос – это ручка управления пусковым устройством карбюратора, с помощью которой на карбюраторных машинах было необходимо регулировать обогащение топлива кислородом. Так, если вы запускаете холодный двигатель, то на карбюраторных машинах необходимо открыть «подсос», обогатив топливо кислородом больше, чем необходимо на прогретом моторе. По мере прогревания двигателя нужно постепенно закрывать ручку регулировки пускового устройства карбюратора, возвращая обогащение топлива кислородом к нормальным значениям.

 

Смотрите также: Вот что на самом деле означает ‘степень сжатия’, и почему это имеет значение

 

Сегодня подобная технология, естественно, выглядит допотопно. Но еще совсем недавно большинство автомобилей в мире оснащались карбюраторными системами подачи топлива. И это несмотря на то, что технология впрыска топлива с помощью инжектора пришла в мир в 1955 году, когда инжектор впервые был применен на автомобиле (ранее эта система подачи топлива использовалась в самолетах).

В этом году было проведено испытание инжектора на спорткаре Mercedes-Benz 300SLR, который смог проехать, не сломавшись, почти 1600 км. Это расстояние автомобиль преодолел за 10 часов 7 минут и 48 секунд. Испытание проходило в рамках очередной автогонки «Тысяча миль». Эта машина установила мировой рекорд.

 

Кстати, Mercedes-Benz 300SLR стал не только самым первым серийным автомобилем с инжекторным впрыском топлива, разработанным компанией Bosch, но и самым быстрым автомобилем в мире в те годы. 

 

Два года спустя компания Chevrolet представила спорткар Corvette с впрыском топлива (система Rochester Ramjet). В итоге этот автомобиль стал быстрее первооткрывателя Mercedes-Benz 300SLR.

 

Но, несмотря на успех Chevrolet Corvette с уникальной системой впрыска топлива Rochester Ramjet, именно электронные инжекторные системы Bosch (с электронным управлением) начали свое наступление по миру. В результате за короткое время впрыск топлива, разработанный компанией Bosch, начал появляться на многих европейских автомобилях. В 1980-е годы электронные системы впрыска топлива (инжектор) охватили весь мир. 

 

1962 год: турбонаддув

 

Турбокомпрессор является одним из самых драгоценных камней в двигателях внутреннего сгорания. Дело в том, что турбина, которая подает больше воздуха в цилиндры двигателя, когда-то позволяла

12-цилиндровым истребителям во время Второй мировой войны взлетать выше, лететь быстрее, дальше и меньше расходовать дорогое топливо.

 

В итоге, как и многие технологии, система турбин из авиатехники пришла в автопромышленность. Так, в 1962 году в мире были представлены первые серийные автомобили с турбокомпрессором. Ими стали BMW 2002, или Saab 99.

 

После чего компания General Motors попыталась развить дальше эту технологию турбирования двигателей внутреннего сгорания на легковых автомобилях. Так, на автомобиле Oldsmobile Jetfire появилась технология «Turbo Rocket Fluid», которая помимо турбины использовала резервуар с газом и дистиллированную воду для увеличения мощности двигателя. Это была настоящая фантастика. Но затем компания GM отказалась от этой сложной и дорогой, а также опасной технологии. Все дело в том, что уже к концу 1970-х годов такие компании, как MW, Saab и Porsche, заняв первые места во многих мировых автогонках, доказали ценность турбин в автоспорте. Сегодня же турбины пришли на обычные автомобили и в ближайшем будущем отправят обычные атмосферные моторы на пенсию. 

 

1964 год: роторный двигатель

 

Единственным двигателем, который по-настоящему смог сломать форму обычного двигателя внутреннего сгорания, стал роторный чудо-мотор инженера Феликса Ванкеля. Форма его ДВС ничего общего не имела с привычным нам двигателем. Роторный мотор представляет собой треугольник внутри овала, вращающийся с дьявольской силой. По своей конструкции роторный двигатель легче, менее сложный и более крутой, чем обычный двигатель внутреннего сгорания с поршнями и клапанами.

 

Первыми роторные двигатели на серийных авто начали использовать компания Mazda и ныне уже не существующий немецкий автопроизводитель NSU.

 

Самым же первым серийным автомобилем с роторным двигателем Ванкеля стал NSU Spider, который начал выпускаться в 1964 году.

 

Затем компания Mazda наладила производство своих автомобилей, оснащенных роторным мотором. Но в 2012 году она отказалась от использования роторных двигателей. Последней с роторным мотором стала модель RX-8. 

 

Но недавно, в 2015 году, Mazda на Токийском автосалоне представила концепт-кар RX-Vision-2016, который использует роторный мотор. В итоге в мире начали появляться слухи, что японцы планируют в ближайшие годы возродить роторные автомобили. Предполагается, что в настоящий момент специализированная группа инженеров Mazda где-то в Хиросиме сидит за закрытыми дверями и создает новое поколение роторных моторов, которые должны стать основными двигателями во всех будущих новых моделях Mazda, открыв новую эру возрождения компании. 

 

1981 год: технология дезактивации цилиндров двигателя

Идея проста. Чем меньше цилиндров работает в двигателе, тем меньше расход топлива. Естественно, что двигатель V8 намного прожорливее, чем четырехцилиндровый. Также известно, что при эксплуатации автомобиля большую часть времени люди используют машину в городе. Логично, что если автомобиль оснащен 8- или 6-цилиндровыми моторами, то при поездках в городе все цилиндры в двигателе в принципе не нужны. Но как можно просто превратить 8-цилиндровый мотор в четырехцилиндровый, когда вам не требуется задействовать для мощности все цилиндры? На этот вопрос в 1981 году решила ответить компания Cadillac, которая представила двигатель с системой дезактивации цилиндров 8-6-4. Этот мотор использовал электромагнитные управляемые соленоиды для закрытия клапанов на двух или четырех цилиндрах двигателя.

 

Эта технология должна была повысить эффективность двигателя, например, при движении по шоссе. Но последующая ненадежность и неуклюжесть этого мотора с системой дезактивации цилиндров напугала всех автопроизводителей, которые в течение 20 лет боялись использовать эту систему в своих моторах. 

 

Но теперь эта система снова начинает завоевывать автомир. Сегодня уже несколько автопроизводителей используют эту систему на своих серийных автомобилях. Причем технология зарекомендовала себя очень и очень хорошо. Самое интересное, что эта система продолжает развиваться. Например, уже скоро эта технология может появиться на четырехцилиндровых и даже на трехцилиндровых моторах. Это фантастика!

 

2012 год: двигатель с высокой степенью сжатия – воспламенение бензина от сжатия

 

Наука не стоит на месте. Если бы наука не развивалась, то сегодня мы бы до сих пор жили в Средневековье и верили в колдунов, гадалок и что земля плоская (хотя сегодня все равно есть немало людей, которые верят в подобную чушь).

 

Не стоит на месте наука и в автопромышленности. Так, в 2012 году в мире появилась очередная прорывная технология, которая, возможно, совсем скоро перевернет весь автомир.

 

Речь идет о двигателях с высокой степенью сжатия.

 

Мы знаем, что чем меньше сжимать воздух и топливо внутри двигателя внутреннего сгорания, тем меньше мы получим энергии в тот момент, когда топливная смесь воспламеняется (взрывается). Поэтому автопроизводители всегда старались делать двигатели с немаленькой степенью сжатия.

 

Но есть проблема: чем выше степень сжатия, тем больше риска самовоспламенения топливной смеси.

Поэтому, как правило, ДВС имеют определенные рамки в степени сжатия, которая на протяжении всей истории автопромышленности была неизменяемой. Да, каждый двигатель имеет свою степень сжатия. Но она не меняется. 

 

В 1970-х годах в мире был распространен неэтилированный бензин, который при сгорании дает огромное количество смога. Чтобы как-то справиться с ужасной экологичностью, автопроизводители начали использовать V8 моторы с низким коэффициентом сжатия. Это позволило снизить риск самовоспламенения топлива низкого качества в двигателях, а также повысить их надежность. Дело в том, что при самовоспламенении топлива двигатель может получить непоправимый урон. 

 

Смотрите также: По каким принципам работает двигатель Инфинити с изменяемой степенью сжатия, подробная информация

 

Но затем при массовом появлении электронного впрыска автопроизводители с помощью компьютера стали применять различные настройки, автоматически регулирующие качество топливной смеси, что позволило существенно улучшить экономичность двигателей и снизить уровень вредных веществ в выхлопе. Но главное, что удалось сделать с помощью компьютерных настроек и регулировки топливной смеси, – это снизить до минимума риск самовоспламенения топлива. В итоге со временем стало невыгодно использовать большие мощные моторы с низкой степенью сжатия.  Так автопромышленность ввела новую моду – уменьшение количества цилиндров. Чтобы сохранить мощность в моторах, автопроизводители стали использовать турбины. Но главное – благодаря электронике, которая управляет качеством топливной смеси, автопроизводители снова могут создавать моторы с большой степенью сжатия, не опасаясь самовоспламенения топлива. 

 

Но в 2012 году компания Mazda удивила весь мир, представив фантастический мотор SKYACTIV-G, который имеет невероятно высокий коэффициент сжатия для серийного двигателя. Степень сжатия этого мотора составляет 14:1. Это позволяет мотору извлекать энергию почти из каждой капли бензина без образования смога. 

 

Следующим шагом для Mazda стал новый мотор SKYACTIV-X, который использует контролируемое зажигание (система SPCCI). Благодаря этой системе появилась возможность воспламенять бензин практически за счет одного только сжатия. То есть как в дизельных моторах. Также в двигателях SKYACTIV-X есть возможность воспламенять топливо обычным образом. Причем электроника автоматически выбирает, как выгоднее воспламенять бензин в камере сгорания. Все зависит от потребностей водителя и условий движения.

 

Например, если вам нужна сила (крутящий момент), то двигатель SKYACTIV-X  будет воспламенять топливо от силы сжатия (почти как дизель). Если вам нужна мощность, то мотор с высокой степенью сжатия будет воспламенять топливо обычным образом. Причем реально для придания мощности будет использована последняя капля бензина.

 

Даже спустя столетие и даже с появлением альтернативных видов топлива, а также с появлением электрокаров двигатели внутреннего сгорания остаются главными силовыми агрегатами в автопромышленности. И несмотря на то что многие эксперты считают, что ДВС изжил себя и в скором времени должен исчезнуть из автомира, нам кажется, что двигатель внутреннего сгорания еще не развился до конца. Также мы считаем, что мир в ближайшие 100 лет все равно не будет готов полностью отказаться от ДВС, работающих на бензине.

 

И кто его знает, что нам подготовят автомобильные компании в ближайшем будущем. Ведь их инженеры не зря получают бутерброды с черной икрой. Вполне возможно, что уже скоро очередной автопроизводитель удивит нас какой-нибудь новой технологией в ДВС.

 

Так что рано сбрасывать со счетов традиционные моторы. Может быть, электрокары – это временное явление? Скорее всего, это более вероятно.

Как появились первые автомобили? Кто придумал первый двигатель? Как Леонардо Да Винчи придумал автомобиль? Когда и как произошло первое в мире ДТП?

История тюнинга и автомобилей.

Автомобиль, как мы знаем, был придуман не в один день и не одним изобретателем. История автомобилестроения отражает эволюцию науки и техники. Подсчитано, что на данный момент в мире действует более 100 000 патентов, посвященных современному автомобилю. Тем не менее, мы укажем первые, самые важные шаги в автомобилестроении.

Автомобиль настолько глубоко внедрился в жизнь современного человека за последние 100 лет, что мало кто может представить себе день без авто транспорта. Люди еще много сотен лет назад мечтали о самоходной повозке. Сказки про Емелю на печи и т.д. существовали задолго до первых экспериментов и работ изобретателей. Но благодаря историческим летописям мы попробуем коротко проследить за развитием современного автомобиля.Первые замыслы и теоретические рассуждения были заложены Леонардо Да Винчи и Исааком Ньютоном.Представьте себе, изобретения Да Винчи действительно работают. Совсем недавно современные ученые энтузиасты, по сохранившимся эскизам и чертежам воссоздали действующий прототип самоходного средства придуманного великим художником и изобретателем (см. видео). Если немного включить фантазию и предположить, что Да Винчи творил бы в наше время — мы по всей вероятности уже летали бы на межгалактических звездолетах. 

ВЕЛИКАЯ ИСТОРИЯ АВТО.

В 1769 году, первым, самоходно-дорожно-транспортным средством стал военный трактор. Его изобрел французский инженер и механик, Николя Иосиф Кугно Cugnot (1725 — 1804). Мсье Кюгно использовал паровой двигатель для движения своего автомобиля, построенного под его руководством в Париже на фабрике»Арсенал». Первые паровые автомобили — История автомобилей и тюнинга.

Прототип автомобиля — Велосипед на паровой тяге! Уникальный трактор был использован Французской армией для перевозки артиллерии с огромной по тем временам скоростью 2.5 мили в час на трех колесах. Автомобиль приходилось останавливать каждые десять, пятнадцать минут, чтобы накопить паровой энергии и подбросить угля.Паровой двигатель и котел были отделены от остальной части «автомобиля» и были расположены спереди (см. гравюра ниже).

На следующий год (1770), мсье Cugnot построил паровой трехколесный велосипед, на котором умещались уже четверо пассажиров.

Принцип работы парового двигателя: Во время сжигания топлива происходит подогрев воды в котле и создание пара. Пар в свою очередь толкает поршни. Поршни вращают коленвал напрямую связанный с колесами по принципу паровозной пары.

Любопытно! Первое ДТП произошло в 1771 году. Мсье Кюгно на одном из своих творений въезжает в каменную стену, став первым в истории участником в дорожно-транспортном происшествии с участием автомобиля. Этот случай послужил началом череды неудач незадачливого изобретателя. Неожиданно для Николя Кюгно один из его инвесторов умирает,второго отправляют в ссылку. Деньги для производства и на эксперименты очень быстро закончились.В тот момент направление паровых машин развивалось очень бурно. Железнодорожный транспорт (видео — Приход Поезда. Братья Люмьер.) и судостроение оставили вклад в паровую эру в значительно более мощных масштабах.

Но не будем забывать, что именно Николя Кюгно — стал первым кто смог построить максимально успешный прообраз автомобиля, пусть даже так сильно похожим на паровоз.

Забавно, но факт — термины «водитель» и «шофер» означали совсем не одно и то же. Водитель — тот кто управляет машиной, а «шофер» — тот кто поддерживает огонь в топке и следит за паром.

Однако у паровых машин была масса проблем.

Огромный вес котла и ужасающий дизайн делали первые автомобили похожими на дьявольские колесницы. Дым, сажа, шипение наводили ужас на мирных жителей. Кроме того, лошади завидев извергающий пары и грохочущий на всю улицу аппарат лишались рассудка и становились неуправляемыми. Мостовые не выдерживали огромного веса громоздких машин и так далее.

Эти факты стали преградой на пути прогресса, но не смогли остановить его.

Водитель подобной колесницы, проехав пару километров, больше походил на кочегара и сегодня вызывает жалость и улыбку.

  • Автомобиль Николя Кюгно был усовершенствован французом Onesiphore Pecqueur, который также изобрел первый дифференциал.
  • В 1789 году, первый в США патент на паровые автомобили был зарегистрирован Оливером Эвансом.
  • В 1801 Году, в Великобритании Ричард Тревитчик построил дорогу, для перевозки по ней грузов в транспорте на паровой тяге.
  • Первый российский паровоз был построен отцом и сыном Черепановыми на Нижнетагильском заводе. Паровоз Черепановых использовали для транспортировки руды общим весом 3,5 тонны со скоростью около 13 км. в час.
  • В Великобритании, с 1820 по 1840, появились паровые дилижансы почтовой срочной службы. Которые позже были запрещены на автом обильных дорогах общего пользования. Этот запрет послужил толчком к организации первой железной дороги в Великобритании.
  • Паровоз в 1850 году (построенный Карлом Дейтцом) впервые перевез несколько пассажирских вагонов вокруг Парижа и Бордо
  • В Соединенных Штатах, многочисленные паровозы были построены с 1860 по 1880 г. Изобретатели: Харрисон Дайер, Джозеф Диксон, Руфус Портер и Уильям Т. Джеймс.
  • Амадей Болли — старший строил модернизированные паровые машины с 1873 по 1883 г. «La Mancelle» , построенный в 1878 году, с передним размещением двигателя, с дифференциалом, цепным приводом на задние колеса, вертикальной рулевой колонкой, сиденьем водителя за двигателем. Котел располагался за спиной водителя.
  • В 1871 г., Д-р Д. В. Чархард, профессор физики Университета Штата Висконсин и Д. И. Касе Компания сконструировали паровой автомобиль, который выиграл 200-мильной гонке.

Зарождение электрических машин

  • В первых автомобилях использовались не только паровые двигатели.
  •  Умы изобретателей будоражило электричество. Между 1832 и 1839 (точный год не известен), Роберт Андерсон из Шотландии изобрел первую электрическую коляску. Электрические автомобили использовали аккумуляторные батареи, питающие небольшой электродвигатель. Автомобили были тяжелые, медленные, дорогие и требовали частой остановки для зарядки батарей.
  • Электрическая тяга добилась большего успеха в использовании трамваев и троллейбусов.Электрические транспортные средства по сей день используют на дорогах, где постоянная подача электроэнергии возможна, в угоду экологии и экономической выгоде.В остальном как паровые, так и электрические дорожно-транспортные средства на тот момент были неудобны. Это послужило скачком в конструировании двигателей автомобилей на основе бензинового топлива.

В 1769 году — по официальному признанию Британского Королевского Автомобильного Клуба, и Автомобильного Клуба Франции Николя Иосиф Кюгно построил самый первый автомобиль. Так почему же так много в книгах по истории говорится, что автомобиль был изобретен Готлибом Даймлером и Карлом Бенцем?

Действительно, Daimler и Benz изобрели и производили в промышленных масштабах прообраз современного автомобиля с двигателем, работающим на бензине. Даймлер и Бенц изобрели машины, которые выглядели и работали, как автомобили, которые мы используем сегодня. Началась эра автомобилей!

ПЕРВЫЕ ГОДЫ СОВРЕМЕННОГО АВТОМОБИЛЯ

Фантастические возможности подарил людям бензиновый двигатель и прочно вытеснил из умов паровую тягу и электромоторы. В сравнении с предшественниками он обладал целым букетом преимуществ: легки й, мощный, безопасный, не требующий постоянных остановок и значительно меньший по размерам бензиновый мотор надолго занял пьедестал среди двигателей, но это в будущем…

.

История Внутреннего Сгорания, Двигатель — Сердце Автомобиля


Двигатель внутреннего сгорания — это любой двигатель, который использует принципы взрывного сгорания топлива, чтобы толкать поршень в цилиндре поршень движения оборотов коленчатого вала, затем поворачивает колеса машин через полуось или коленчатым валом. Виды топлива для двигателей внутреннего сгорания — бензин, керосин (солярка).

Краткий очерк истории двигателя внутреннего сгорания включает в себя следующие события:

  • 1680 — Голландский физик, Христиан Гюйгенс разработал теорию (но так никогда и не построил) двигателя внутреннего сгорания, который должен был работать за счет горения пороха.
  • 1807 — Франсуа Исаак де Риваз из Швейцарии изобрел двигатель внутреннего сгорания, который использует смесь водорода и кислорода для топлива. Разработал двигатель, первый многоклапанный мотор внутреннего сгорания. К несчастью он был крайне неудачным и его идея была надолго забыта.
  • 1858 — Уроженец Бельгии, Жан Жозеф Этьен Ленуа изобрел и запатентовал (1860) зажигание двойного действия электрически искрового типа для двигателей внутреннего сгорания. В 1863 г., Ленуа создает улучшенный движок работающий на нефти и примитивном карбюраторе.
  • Его трехколесная повозка смогла проехать исторические пятьдесят миль по дороге. (См. фото) Это великое событие вошло в историю.
  • 1862 — Альфонс Би Де Роч, французский инженер-строитель запатентовал, но так и не построил четырехтактный двигатель (Французский патент№52,593, 16 января, 1862).
  • 1864 — Австрийский инженер, Зигфрид Маркус, построил моно-цилиндровый двигатель с простым карбюратором. Несколько лет спустя, Маркус разработал автомобиль, который поехал со скоростью 10 миль/ч, что некоторые историки требуют считать предтечей современного автомобильного ДВС, будучи первым в мире бензиновым двигателем транспортного средства с точки их зрения.
  • 1873 — Джордж Брайтон, американский инженер, разработал довольно неудачный двухтактный двигатель на керосине. Однако, именно этот мотор считается первым надежным и практичным двигателем с использованием горюче-смазочных видов топлива.
  • 1866 — Немецкие инженеры, Юджин Ланген и Николаус Август Отто улучшили системы Ленуа и Де Роч и разработали более эффективный бензиновый  двигатель.
  • 1876 — Николаус Август Отто изобрел и позже запатентовал успешный четырех-тактный двигатель, известный как «Отто цикл».
  • 1876 — Первый успешный двухтактный двигатель был изобретен Сэр Даугалд Клерк.
  • 1883 — Французский инженер, Эдуард Деламар-Дебювилль, построил одноцилиндровый четырехтактный двигатель. Его передовые по тем временам идеи, по крайней мере, на бумаге далеко опережали решения его cовременников, таких как Даймлер и Бенц.
  • 1885 — Готтлиб Даймлер придумал прототип бензинового двигателя с вертикальным расположением цилиндров и карбюраторной системой подачи топлива запатентованным им же в системой в 1887 году. Даймлер строит с этим двигателем первое двухколесное транспортное средство — «Reitwagen» или Айншпур (пер. ред. — Одноколейный), а год спустя построен первый в мире четырех колесный автомобиль — «Моторваген».
  • 1886 — 29 Января, Карл Бенц получил первый патент (DRP№37435) для автомобилей с бензиновыми двигателями.
  • 1889 — Даймлер построил усовершенствованный четырехтактный двигатель с тарельчатыми клапанами и V-образным двухцилиндровым блоком.
  • 1890 — Вильгельм Майбах построен первый четыре-цилиндровый, четырехтактный двигатель.

Это были удивительные годы творчества борьбы успехов и поражений. Никогда больше история автомобилестроения не развивалась столь стремительно и никогда больше не приносила столько эмоций простым обывателям ставших невольными свидетелями грандиозного шоу «появления первых автомобилей» и для самих инженеров, механиков-изобретателей.

Персона — Николаус Отто.

Основателем одной из самых важных вех в конструкции двигателя мы по праву считаем Николауса Августа Отто, который в 1876 году изобрел наиболее эффективный на тот момент бензиновый двигатель.

Отто разработал и создал первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания. Вначале он установил его на мотоцикле. Система изобретателя Николауса Отто была названа в его честь и по сей день именуется — «Отто-Цикл». Вклад Николауса Отто в историю двигателестроения неоценим, его четырехцилиндровый двигатель стал на много лет эталоном и отправной точкой в современных моторах. Рекордные в конце 19-ого столетия 5 или 10 лошадиных сил в моторе, буквально через 30 лет стали достигать двухсот и более.

Первый бензиновый двигатель Отто был мощностью 0.75 лошадиных сил.

Персона — Карл Бенц

В 1885 году немецкий инженер-механик, Карл Бенц разработал и построил первый в мире автомобиль работающий с двигателем внутреннего сгорания. 29 Января 1886 года, Бенц получил первый патент (DRP№37435) для бензиновых автомобилей.

Это был трехколесный авто; 1891 году Бенц построил свои первые четырехколесные машины. 1900 «Benz & Cie, стал крупнейшим в мире производителем автомобилей в мире. Бенц был первым изобретателем и проектировщиком интегрировавшим ДВС на оригинальное шасси собственного изобретения.

Персона — Готлиб Даймлер (справа) и Вильгельм Майбах (слева).

Не менее знаковая фигура в автомобилестроении — г-н Готлиб Даймлер, ранее технический директор фирмы Deutz Gasmotorenfabrik, принадлежащей Николаусу Отто, так стремительно не творил. Но самозабвенно шел к поставленной цели и совместно с г-ном Майбахом.

В 1885 году они, основав лабораторию, запустили выпуск своих первых двигателей.

В 1887 году Даймлер и Майбах увлеклись изготовлением лодочных моторов и в течении нескольких лет успешно занимались их продажей.

В 1889 году, Даймлер и Майбах построили свой первый автомобиль «с нуля», они впервые не адаптировали части другого транспортного средства, как большинство их соотечественников. Новый

Daimler автомобиль имел четыре скорости и развивал скорость 10 миль в час.

В 1890 году Готлиб Даймлер похоронив первую жену, основал компанию — Daimler Motoren Gesellschaft (DMG). Тогда же появился ее логотип — трехконечная звезда. Легенда торговой марки гласит — мощные моторы на земле, воде и воздухе. 1891 году из компании выходит Майбах.

В 1893 году Даймлер снова женится и в этом же году оставляет молодой жене все патенты и компанию DMG. Далее история компании DMG двигается в направлении Англии, новые заказы от британской королевской семьи делают фирму англо-ориентированной и впоследствии она соединяется с компанией Jaguar.

 

 

В 1899 году выпускается первый Мерседес. Он назван одним из членов правления компании Даймлера Эмилем Еллинеком в честь собственной дочери Адрианы Мануэлы Рамоны Елинек, которую в семье все называли Mercedes (гармония, грация — исп). В последствии, это имя стало товарным знаком компании.

Первые Массовые Производители Автомобилей —

В начале 1900-х годов, бензиновые автомо били превысили по продажам все другие виды автотранспортных средств. Рынок растет. Люди покупают малобюджетные  автомобили. Очевидна необходимость промышленного производства.Первыми коммерческими производителями автомобилей в мире были Французы: Panhard & Levassor (1889) и Peugeot (1891).

Персона — Рене Панар (прав.) и Эмиль Левассор (лев.)

Рене Panhard и Эмиль Левассор были партнерами в деревообрабатывающем бизнесе, когда они решили стать производителями автомобилей. Они построили свой первый автомобиль в 1890 году.

За основу был взят двигатель Даймлера по лицензионному соглашению с Даймлером компания стала оснащать его моторами свои кузова. Эдуардом Саразином достигается договоренность и в действие вступает монопольное право компании Панар и Левассор  эксклюзивно использовать эти двигатели на всей территории Франции.

Партнеры не только в создании кузовов автомобилей, бизнесмены внесли улучшения в техническое оснащение и конструкцию своих авто: Panhard-Levassor совершает прорыв в автомобилестроении.Его транспортные средства оснащаются: педальным узлом сцепления, полноценным дифференциалом, многоступенчатой коробкой передач, передним радиатором.

Левассор был первым конструктором, переместившим двигатель в переднюю часть автомобиля и использовавший заднеприводную систему. Разработки Panhard в области управляемости автомобилей, навсегда увековечили его имя в термине —«Тяга Панара».

Подвеска Панара быстро стала образцом и стандартом для всех автомобилей. Управляемость, баланс и легкость их системы вывела автомобилестроение на новый уровень.Панару и Левассору также приписывают изобретение прототипа современной коробки передач, устанавливаемого в их 1895 Panhard.

Позднее Панар и Левассор разделяет права и лицензию на использование двигателей Daimler с фирмой Armand Peugeot.

Peugeot настроены на победу и успешно участвуют в первых автомобильных гонках, во Франции. С победами Peugeot получает народную славу и рост продаж собственных автомобилей.

По иронии судьбы, в гонке «от Парижа до Марселя» в 1897 году происходит фатальная автокатастрофа, погиб Эмиль Левассор.

На ранней стадии развития промышленного автомобилестроения, французских производителей каждая машина отличается от последующей.

Первый стандартизированный автомобиль

Cоздан в 1894 году, это — Benz Velo, произведенный Карлом Бенцем.

Сто тридцать четыре одинаковых Velo были изготовлены в 1895 году.С этих незамысловатых событий началась автомобильная история и продолжается по сегодняшний день. Сегодня стандартизация к которой так стремились наши прапрадеды вышла на ужасающий уровень. Мы простые смертные ездим на одинаковых автомобилях, мы тешим себя мыслями о разных цветах и ограничены в выборе комплектацией своего авто. Весь тюнинг, который принято позволить себе в современном обществе — необычный освежитель воздуха в салоне и собачки-игрушки, ритмично качающие головой под лобовым стеклом. Тюнинг автомобилей — один из немногих оставшихся сегодня инструментов для индивидуализации личности и возможности вырваться из порочного круга стандартов и ограничений и всеобщей глобализации. Только тюнинг автомобиля сможет сделать ваш автомобиль неповторимым, более быстрым, чем другие в этом же классе, красивым именно с вашей точки зрения, а не отдела маркетинга завода производителя.

Именно тюнинг способен дать вам то, что не даст ни один концерн мира — индивидуальность!

(C) 2011 Top-Tuning.ru

автор: Петровский Виктор

Мотор в будущее

Почему у двигателя внутреннего сгорания все еще нет серьезной альтернативы, узнал Кирилл Журенков


У двигателя внутреннего сгорания, без которого невозможно представить современный транспорт, юбилей — 195 лет. Однако полноценной замены имениннику так и не изобрели

Современный автомобиль, каким мы его знаем, рождался, наверное, целый век, и каждый из его дней рождения — исторический. Судите сами: 125 лет назад двумя венгерскими учеными, Донатом Банки и Яношем Чонка, запатентован карбюратор — устройство, где готовится горючая смесь для автомобильного двигателя. Долгое время его изобретателем вообще-то считался немец Вильгельм Майбах, запатентовавший карбюратор раньше венгерских коллег, и лишь после специальной экспертизы выяснилось — Банки и Чонка опередили его с публикацией. Счет шел на месяцы!

Но, пожалуй, еще важнее другая дата: в 1823 году, то есть 195 лет назад, другой инженер, британец Сэмуэль Браун, запатентовал первый получивший успех и коммерческое приложение двигатель внутреннего сгорания (ДВС)! Оговоримся: и на этот почетный титул — изобретателя ДВС — также претендует множество инженеров, выбирай любого. Вот, к примеру, один из претендентов — француз Жозеф Нисефор Ньепс больше известный как один из изобретателей фотографии. Он еще в 1807 году вместе с братом создал прототип ДВС, названный пирэолофором. Пирэолофор был установлен на корабль и успешно испытан, после чего братьям выдали патент, подписанный самим Наполеоном. Был в истории ДВС и русский след: бензиновый двигатель внутреннего сгорания с электрическим зажиганием — разработка российского конструктора сербского происхождения Огнеслава Костовича, известного проектами дирижабля, вертолета и даже рыбы-лодки.

Парадокс в другом: ни один из изобретателей этого чуда техники не был уверен, что его усилия пригодятся. Сегодня об этом уже не помнят, но с ДВС тогда конкурировали паровой и… электрический двигатель, изобретенный еще в 1828 году!

— Период, когда люди выбирали тип двигателя для безлошадных повозок (так называемое осевое время автомобилизма), пришелся как раз на конец XIX века,— говорит шеф-редактор журнала «Авторевю» Леонид Голованов.— Так вот, вплоть до середины 1900-х параллельно выпускались машины со всеми тремя типами силовых установок: ДВС, электроприводом и паровым двигателем. В результате победил двигатель внутреннего сгорания, причем заслуженно — он оказался эффективнее, проще в эксплуатации и более пригоден для массового производства. Но главное — сочетание энергоемкости, цены и скорости заправки, которое обеспечивало моторное топливо. Альтернативы этому не было!

О «нефтяном факторе» в успехе двигателя внутреннего сгорания говорит и декан транспортного факультета Московского политехнического университета Пабло Итурралде. По его словам, выпуск машин на ДВС в начале ХХ века получил поддержку у нефтяной отрасли — ей нужен был мощный потребитель производимой продукции, и автомобили, работающие на бензине, идеально подошли для этого.

Парадокс нынешнего момента, впрочем, в другом: топливо, которое когда-то помогло двигателю внутреннего сгорания победить конкурентов, сегодня может… его похоронить.

Разберемся.

«Топливо-изгой», «Европа отказывается от двигателей внутреннего сгорания», «Объявлена война дизелю»… Европейские СМИ предупреждают: в Старом Свете решили всерьез взяться за ДВС. Повод нашелся в 2015-м, когда в результате так называемого Дизельгейта выяснилось: крупнейший европейский производитель дизельных моторов занижал количество вредных выбросов во время тестов. И вот время перемен: к примеру, в Великобритании запретить продажи новых автомобилей на бензиновых или дизельных ДВС собираются уже к 2040 году. А Норвегия ставит дедлайн еще раньше — на 2025 год… Чем собираются заменить ДВС? Конечно же, старым добрым электромотором, но и тут все не однозначно.

— Конец ДВС приближают сразу несколько факторов: ужесточившиеся требования к токсичности отработавших газов, истерика по поводу антропогенной природы глобального потепления и, безусловно, электромобили,— уверен Леонид Голованов.— Впрочем, до массового распространения электромобилей еще далеко, и сдерживает его отсутствие аккумуляторных батарей с достаточной энергоемкостью.

Иными словами, современные литий-ионные батареи не способны обеспечить переход на массовую электромобилизацию — нужен качественный скачок, батареи нового типа, например на основе графена. Вот только когда их изобретут… Как открыт и вопрос о перспективах так называемых гибридов — автомобилей, где электродвигатель совмещен с ДВС.

Приговор специалистов: человечество на перепутье. Жить с ДВС больше не хочется, а переходить на электромобили не получается, да и последствия такого перехода никто толком не просчитал.

— Вся инфраструктура наших городов рассчитана под двигатели внутреннего сгорания, и перемены идут с большим трудом: посмотрите на Европу — станции для подзарядки встречаются там гораздо реже, чем автозаправки,— говорит Пабло Итурралде из Московского политеха.— Прибавьте к этому скорость самого процесса — чтобы заправить обычный автомобиль, у вас уйдет пять минут. А для зарядки электромобиля понадобится минимум часа два. Так что переход на новую инфраструктуру в перспективе довольно трудозатратен: всегда есть соблазн потратить эти деньги на что-то другое, например на развитие общественного транспорта.

Леонид Голованов, в свою очередь, уверен, что переход на электромобили неизбежен. Но и он соглашается: последствия такого перехода будут столь масштабны, что сравнить их можно разве что с появлением беспилотных электрических робомобилей. Попробуем представить этот транспорт будущего: никаких дилерских сетей, автозаправочных станций, водителей и даже автослесарей — «умные» машины будут сами «сообщать» в специализированные сервисы о поломках тех или иных систем. Есть и более радикальный взгляд: мол, двигатели будущих робомобилей почти не будут ломаться, а на старомодные ДВС, которые мог разобрать любой мальчишка, мы станем любоваться разве что в музеях. Впрочем, до этого еще надо дожить — или доехать.

экспертиза

Преждевременный энтузиазм

Игорь Моржаретто, партнер аналитического агентства «Автостат», автоэксперт

Появление двигателя внутреннего сгорания (ДВС) — это новый этап промышленной революции, перевернувший всю мировую экономику. До этого она пребывала в полусредневековом состоянии, а с появлением двигателя внутреннего сгорания и дешевого автомобиля, который мог доставить товары и грузы по всему миру на дальние расстояния, изменилась коренным образом. Изменилась и жизнь людей. Специалисты называют это транспортной доступностью «по Форду»: появилась возможность купить автомобиль и поехать на нем куда-то.

Так вот, с моей точки зрения, КПД двигателя внутреннего сгорания далеко не исчерпан. За последние 10–20 лет его параметры очень сильно изменились: он стал более экономичным, мощным, экологичным. К сожалению, сейчас сворачиваются дальнейшие разработки по ДВС, особенно по дизелю. Все кричат, что наше светлое будущее — это электродвигатели. Но перспективы есть и в других отраслях, например в нескольких странах работают над водородными топливными элементами. Возможно, какие-то прорывы будут и с двигателем на ядерном топливе…

А вот что касается электромобилей, то с ними еще очень много нерешенных вопросов.

Ключевой из этих вопросов: на сегодняшний день так и не создан аккумулятор, который позволил бы электромобилю на одном заряде проехать большое расстояние в любую погоду.

Сегодня максимум, который он может преодолеть,— это 300 км при теплой погоде и ровной дороге без пробок. Это много, но, к примеру, в условиях России явно недостаточно.

К тому же современные аккумуляторы чудовищно дороги. Если не будет государственной поддержки, электромобиль просто никто не купит: сегодня он стоит в 2,5—3 раза дороже, чем автомобиль с ДВС того же класса. И соответственно, все те продажи, которые идут в мире, происходят при поддержке разных государственных программ. Когда будет создан дешевый и мощный аккумулятор? Никто не знает. Его обещали создать и год, и пять лет назад…

Еще одна принципиальная проблема, связанная с электромобилями, заключается в том, что при выработке электроэнергии все равно расходуется топливо, просто другое. 60 процентов электростанций (а это они вырабатывают электроэнергию, которая используется для зарядки электромобилей.— «О») в мире сегодня, напомню, работает на угле и, соответственно, загрязняют окружающую среду.

Нельзя не упомянуть и об отсутствии программы утилизации аккумуляторов. Одна компания — мировой лидер по производству электромобилей — после 7 лет эксплуатации забирает эти аккумуляторы и предлагает их владельцам частных домов в качестве аварийного источника энергии. То есть утилизировать их не умеют… В общем, как мне кажется, энтузиазм стран и правительств по поводу электромобилей несколько преждевременен: без госпрограмм поддержки все это долго не продержится. А вот прощаться с ДВС я бы не торопился…

брифинг

Торстен Мюллер-Отвос, гендиректор английской компании, выпускающей автомобили класса люкс

Мы представим электрическую модель в следующем десятилетии, однако не будем спешить убирать ДВС из портфолио. Переход к электрокарам будет постепенным, и какое-то время они пойдут параллельно… Беспилотники станут для нас интересны тогда, когда они будут функциональными, удобными в использовании, не требующими усилий и полностью автономными, то есть тогда, когда они смогут полностью заменить водителя. Вот тогда мы скажем: «Давайте сделаем это».

Александр Фертман, директор по науке, технологиям и образованию фонда «Сколково» 

Александр Фертман, директор по науке, технологиям и образованию фонда «Сколково». Фото: Sk.ru

Те горизонты, которые сегодня нарисованы в Европе по поводу отказа от двигателя внутреннего сгорания, наводят на мысль, что это серьезный технологический рывок. А главное, что создается огромный рынок. <…> Новые виды аккумуляторов постоянно разрабатываются, эта тема одна из самых инвестируемых, если не говорить об IT-секторе. И это не только сама батарея, это и система управления. Здесь, кстати, у России действительно есть интересные проекты. Важно не только то, как вам отдает энергию батарея, но и то, как вы управляете ячейками, чтобы ячейки разряжались одновременно, равномерно.

Коджи Нагано, автодизайнер

— Каким будет автомобиль лет через 30? 

— Думаю, внешний вид автомобилей будет сильно зависеть от типа двигателя. Но, как и раньше, автомобилю нужен будет кузов, внутреннее пространство, колеса. Если говорить об автомобиле будущего, то есть такая жутко интересная вещь, как 3D-принтер. И я могу себе представить, что скоро каждый человек сможет создать автомобиль у себя дома, просто напечатать именно тот, который нужен ему. Возможно, он нарисует этот автомобиль сам или использует готовый дизайн.

     

Источник: kommersant.ru

История появления автомобилей

Краткая сводка

История современного автомобиля начинается 120 лет назад. Тогда немецкие инженеры Карл Бенц и Готлиб Даймлер создали первый автомобиль с двигателем внутреннего сгорания. Именно с появления этого двигателя и начинается история современного автомобиля. Это был прорыв в технике и автомобилестроении, после которого начала формироваться эра машиностроения.
Вообще, первые изобретатели начали создавать паросиловые машины, способные перевозить человека, еще в 17 веке. Они были больше похоже на экипажи. Ездили медленно, сильно шумели и дымили.
Один из таких изобретателей Фердинанд Вербст, член иезуитской общины в Китае, построил первый автомобиль на паровом ходу в 1672 году как игрушку для китайского императора. Автомобиль был небольшого размера и не мог везти водителя или пассажира, но, возможно, он был первым работающим паровым транспортом.

Паровые кареты

В Европе паросиловые самоходные машины были разработаны в конце 18 века. В 1770 году Николя-Жозеф Кюньо продемонстрировал свой экспериментальный тягач артиллерийских орудий с паровым приводом. Конструкция Кюньо оказалась непрактичной и не развивалась в его родной Франции, и центр инноваций переходит в Великобританию.
В 1784 году Уильям Мэрдок построил работающую модель паровой кареты, а в 1801 году Ричард Тревитик ездил на полноразмерной машине по дорогам Камборна. Такие машины какое-то время были в моде и на протяжении следующих десятилетий были разработаны такие новшества как ручной тормоз, многоступенчатая трансмиссия и улучшенное рулевое управление.
Некоторые были коммерчески успешны в обеспечении общественного транспорта, пока общественное сопротивление против этих слишком быстрых машин не повлекло принятие в 1865 году закона, требующего, чтобы на общественных дорогах Великобритании перед самоходными машинами шёл человек, размахивающий красным флагом и дующий в сигнальную дудку.
Это решительно подавило развитие дорожного автотранспорта практически на всю оставшуюся часть 19 века. В итоге усилия инженеров и изобретателей были брошены на железнодорожные локомотивы. Закон не отменялся вплоть до 1896 года, хотя необходимость в красном флаге была устранена в 1878 году.
В России в 1780-ых Иван Кулибин начал работу над каретой с паровым двигателем и педалями. Он закончил работу в 1791 году. В числе его особенностей маховик, тормоз, коробка передач и подшипник, из которых состоит любой современный автомобиль. Его конструкция имела три колеса. К сожалению, как и со многими другими его изобретениями, государство не видело потенциала этих разработок, и они не получили дальнейшего развития.

Первый патент на автомобиль в Соединённых штатах был предоставлен Оливеру Эвансу в 1789 году. Эванс демонстрировал его первую успешную самоходную машину, которая была не только первым автомобилем в США, но также и первой машиной-амфибией, так как была способна путешествовать на колёсах по земле и посредством лопастей на воде.

Изобретение современных автомобилей

В 1806 году появились первые машины, приводимые в движение двигателями внутреннего сгорания, что привело к появлению в 1885 году повсеместно используемого сегодня газолинового или бензинового двигателя внутреннего сгорания. Машины, работающие на электричестве, ненадолго появились в начале 20-го века, но почти полностью исчезли из поля зрения вплоть до начала 21-го века, когда снова возникла заинтересованность к малотоксичному и экологически чистому транспорту.
Изобретателем современного автомобиля считается немецкий инженер Карл Бенц, который придумал множество автомобильных технологий. Четырёхтактный бензиновый двигатель внутреннего сгорания, который представляет самую распространённую форму современного самоходного движения — разработка немецкого изобретателя Николауса Отто.

Электрические автомобили

В 1828 году венгр Йедлик Аньош, который изобрёл ранний тип электрического мотора, создал миниатюрную модель автомобиля, приводимого в движение при помощи его нового двигателя. В 1834 году изобретатель первого электрического мотора постоянного тока, кузнец штата Вермонт Томас Дэвенпорт, установил свой мотор в маленькую модель машины, которой он оперировал на кольцевом электрофицированном треке. В 1838 году шотландец Роберт Дэвидсон разработал электрический локомотив, который достигал скорости 6 км/ч (4 мили/ч). В Англии в 1840 году был предоставлен патент за использование рельсовых путей в качестве проводника электрического тока и подобные американские патенты были выданы в 1847 году Лиллей и Colten. Приблизительно в период между 1832 и 1839 годом гражданин Шотландии англичанин Роберт Андерсон изобрёл первую грубую электрическую карету, приводимую в движение неперезаряжаемыми первичными гальваническими элементами.

Двигатели внутреннего сгорания

Ранние попытки изготовления и использования двигателей внутреннего сгорания были затруднены из-за отсутствия подходящего топлива, особенно жидкого, и ранние двигатели использовали газовую смесь.
Ранние эксперименты с использованием газов были проведены швейцарским инженером Франcуа Исааком де Ривасом (1806), построившим двигатель внутреннего сгорания работающий на водородно-кислородной смеси, и англичанином Сэмюелем Брауном (1826), экспериментировавшим с собственным двигателем на водородном топливе в качестве транспортного средства.
Около 1870 года в Вене изобретатель Зигфрид Маркус поместил жидкостный двигатель внутреннего сгорания на простой тележке что сделало его первым человеком, использовавшим транспортное средство на бензине. Сегодня этот автомобиль известен как «первая машина Маркуса». В 1883 году Маркус получил немецкий патент на низковольтную систему зажигания типа магнето. Это был только первый его автомобильный патент. Эта технология была использована во всех дальнейших двигателях, в том числе в четырехместной «второй машине Маркуса» в 1889 году. Зажигание в сочетании с «карбюратором с вращающимеся щетками» сделали конструкцию второго автомобиля очень инновационной.
Первый реально использующийся автомобиль с бензиновым двигателем был сконструирован одновременно несколькими независимыми немецкими изобретателями: Карл Бенц построил свой первый автомобиль в 1885 в Мангейме. Бенц получил патент на свой автомобиль 29 января 1886 и начал первый выпуск автомобилей в 1888 году после того как его жена Берта Бенц показала с помощью первой междугородней поездки от Мангейма до Пфорсгейма и обратно, что безлошадные экипажи вполне подходят для повседневного использования. С 2008 года это событие отмечено Мемориальной трассой имени Берты Бенц.

Один из первых четырехколесных автомобилей в Британии, работающий на бензине был построен в Бирмингеме в 1895 году.

В этой суматохе были практически забыты многие первопроходцы. Например, Джон Вильям Ламберт из Огайо в 1891 году построил трехколесный автомобиль, который сгорел в том же году. А Генри Надинг из Аллентауна, Пенсильвания сконструировал четырехколесный. Весьма вероятно, что таких изобретателей было больше. Таким образом, 19 век стал расцветом изобретений различных автомобилей.
История автомобиля интересна и многообразна, но самой главной ее особенностью является скоротечность. Потому что история первого автомобиля менее чем за 100 лет переросла в современную историю автомобиля.

Исследовательский реферат «Из истории ДВС»

МБОУ Чупалейская ОШ

Исследовательский реферат

по теме: «Из истории двигателей внутреннего сгорания»

                                Выполнил учащийся 7 класса Зайцев Сергей.

 

Автомобили, автомобили,

Буквально все заполонили.

Там где вековая лежала пыль

Свой след оставил автомобиль.

(слова из песни)

   Человек сейчас не может представить себе жизни без автомобиля – «железного коня», заменившего лошадей, которые верой и правдой служат людям много веков. Свою исследовательскую работу я провожу по истории создания двигателя внутреннего сгорания. Двигатель внутреннего сгорания — это сердце любого автомобиля. Без этой конструктивной детали машину нельзя назвать авто. Именно этот агрегат приводит все в действие, все остальные механизмы, а также электронику. Рывок в истории создания автомобилей, произошел благодаря изобретению двигателя внутреннего сгорания. Это устройство стало реальной движущей силой, дающей скорость.

 

   Идея создания двигателя внутреннего сгорания (ДВС) родилась еще в 17 веке и принадлежала она французскому изобретателю Дени Папену. Но при первом же испытании произошел взрыв. У изобретателя не было средств, чтобы машину сделать заново. Он обратился за помощью к королю, но получил отказ.

   В течение долгого времени идея создания двигателя, сжигающего топливо внутри цилиндра, была забыта. Широкое распространение поучила паровая машина.

  В середине 19 века французский изобретатель Ленуар применил для зажигания газовой смеси в цилиндре двигателя электрическую искру. В 1860 году Ленуар взял патент на свой двигатель. По конструкции он почти ничем не отличался от паровой машины, но в цилиндр поступал не пар, а смесь светильного газа с воздухом, поджигаемая искрой. Продукты сгорания выпускались в атмосферу.

Ж.Ж.Этьен Ленуар
 

  Двигатель Ленуар работал во многих странах мира. Он обладал бесспорным преимуществом перед паровой машиной: компактностью, лёгкостью, простотой пуска и эксплуатации. Жан Этьен Ленуар признан официально изобретателем двигателя внутреннего сгорания, но его слава длилась лишь несколько лет. Однако КПД1 его двигателя был низким, всего 3 – 5 %.

  В истории ДВС начался новый этап – борьба за повышение его КПД.

  Вскоре слава перейдет к его немецкому коллеге инженеру Николаусу Отто, с которым Ленуар познакомился а 1860 г. и которому демонстрировал свой двигатель. Н.Отто, заинтересовался изобретением, увидел как двигатель полезен и сколько в нем недостатков, которые, вероятно, можно устранить. Он первоначально создал с Лангеном фирму по выпуску двигателей Ленуара но одновременно работал над собственным вариантом двигателя. День за днем, месяц за месяцем проводил Отто опыты с двигателем. И достиг успеха – его двигатель расходовал втрое меньше топлива (газа), чем машина Ленуара. Именно за экономичность двигатель Отто получил золотую медаль на Парижской выставке в 1867 году.

                                                      Николас Отто

 

   Его двигатели, премированные на выставке, уже изготовлялись, а Отто все еще работал над своей машиной, изучая каждый момент ее работы. На помощь изобретателю пришел случай. Однажды Отто нечаянно повернул маховик так, что поршень опустился и сжал уже засосанную в цилиндр смесь газа с воздухом. Когда он включил зажигание, поршень поднялся значительно быстрее, энергичнее – маховик сделал втрое больше оборотов, чем обычно. Это было очень важное открытие – горючую смесь надо сжать, прежде чем воспламенить ее. Тут и сделал Отто свое важнейшее изобретение. В 1878 году создал первый двигатель внутреннего сгорания, работающий в работающий в четыре такта. Это был громоздкий и шумный двигатель, но его КПД составлял 16%, в то же время КПД машины Ленуара было в 3 раза меньше (5%). В результате, изобретение Н.Отто вытеснило двигатель Ленуара.

Что это значит 4 такта?

Чтобы двигатель начал работать, поворотом махового колеса или другим способом приводят в движение поршень. Он идет вниз. В это время в верхнюю часть цилиндра всасывается газ и воздух. Это первый такт.

Начинается второй ход поршня. Клапаны, впускавшие газ и воздух, закрываются, поршень, поднимаясь, сжимает горючую смесь. Это второй такт.

Сжатая смесь поджигается электрической искрой. Производится взрыв. Температура в цилиндре резко поднимается (свыше 2000 градусов), и нагретые при этом взрыве газы стремятся расшириться. Они с силой толкают поршень вниз. Это третий такт, во время которого и совершается полезная работа двигателя – поршень поворачивает вал с маховым колесом.

Поршень идет вверх. Открывается выпускной клапан, и отработанные газы выбрасываются из цилиндра. Это четвертый такт.

Затем все повторяется сначала, только уже не надо посторонней силой пускать в ход поршень.

   Новый двигатель Отто работал так хорошо, что начисто отменил все прежние двигатели внутреннего сгорания, в том числе и первый двигатель самого Отто. КПД составил 22%. Этот двигатель нашел применение во многих странах. Он проложил дорогу новым ДВС. Но двигатель Отто работал только на газе.

   Инженер Г. Даймлер построил двигатель, работавший на бензине. В 1885 году он получил патент на применение бензинового двигателя на транспорте и построил первый автомобиль (скорость – 18 км/ч.) Так ДВС проник на транспорт.

Первый самоходный экипаж с ДВС Карл Бенц, Готлиб Даймлера

Борьба за повышение КПД двигателей внутреннего сгорания продолжалась.

   В 1892 году Рудольф Дизель – немецкий инженер, получил патент на двигатель, в котором рабочий процесс отличался рядом особенностей: в цилиндре сжимается только воздух, причем очень сильно; от сильного сжатия температура воздуха возрастает настолько, что при впрыскивании в цилиндр топлива оно воспламеняется; образовавшиеся газы производят рабочий ход поршня. Построенный в 1897 году двигатель работал на керосине и имел высокий КПД – 25%. Его стали называть дизель-мотором или просто дизелем.

   Второй родиной этого двигателя стала Россия. Крупный нефтепромышленник Нобель купил у Дизеля право на постройку этого двигателя. В 1899 году инженеры в Петербурге построили двигатель, работавший на сырой нефти. Его КПД был выше чем у двигателей работавших на керосине. Спрос на дизель-моторы возрастал…

С момента своего появления ДВС совершили триумфальное шествие по всему миру. Они проникли на транспорт. В 1903 году по Волге отправился в плавание первый в мире теплоход «Вандал». На нем были установлены три нефтяных двигателя мощностью по 120 лошадиных сил каждый. Это был первый в мире теплоход. Так стали именовать те суда, которые приводятся в движение не паровой машиной, а двигателем внутреннего сгорания — дизелем. Двигатель «Вандала» и других теплоходов того времени совершали рабочий процесс за четыре такта: всасывание, сжатие, рабочий ход и выхлоп.  «Вандал» — это «дедушка» современных теплоходов.

.

Первый тепловоз отправился в испытательный пробег 6 ноября 1924 года. (КПД — 29%)

   КПД бензинового двигателя, в настоящее время, находится в пределах от 20 до 25 %.. КПД дизельного двигателя – 40 – 50%

 

   Применение ДВС в технике чрезвычайно разнообразно: карбюраторные ДВС установлены на автомобилях, вертолетах, тракторах. Дизели широко применяют на транспорте – в тепловозах, теплоходах, автомобилях. Кроме четырехтактных двигателей внутреннего сгорания, нашли применение двухтактные ДВС, например, на мотоциклах, скутерах.

Литература:

А.Ивич. Приключения изобретений. Издательство «Детская литература» Москва 1966 г. (263 стр)

М.Н.Алексеева (составитель) Физика-юным. Москва «Просвещение» 1980 г. (160 стр)

Открытые Интернет-источники:

— http://www.yandex.ru

— http://velikielyudi.ru/izobretateli/zhan-eten-lenuar.html

— https://www.rockautoclub.com/

 

 

Автор материала: С. Зайцев (7 класс)

История развития автомобиля — Интересные факты

Используя в разговоре привычные автомобильные термины – ДВС, «автомат», кондиционер, дисковые тормоза, ESP – мы даже не задумываемся об истории их возникновения.

Пожалуй, всем автомобилистам не помешало бы знать, когда и на каких автомобилях появились нововведения, которыми мы пользуемся каждый день.

ДВС или Двигатель внутреннего сгорания


Николаус Отто, построивший в 1878 году первый четырехтактный двигатель внутреннего сгорания (ДВС), несомненно дал большой толчок автомобилестроению. Однако не менее важным было и изобретение Карлом Бенцем в 1885 году автомобиля с ДВС. Интересно, что первый одноцилиндровый ДВС его «Моторвагена» развивал меньше одной лошадиной силы.

Фары, стартер и зажигание

Все эти совершенно привычные для современного автомобиля атрибуты появились больше века назад, в 1912 году, на одном и том же автомобиле – Cadillac Model 30 Self Starter. В его фарах стояли лампы уже с надежной вольфрамовой нитью.

Благодаря этой машине водители забыли об ацетилене и карбиде, о неэффективных лампах с угольной нитью накаливания и о «кривом стартере», использовавшемся для запуска двигателя раньше. Кроме того, есть мнение, что именно стартер «убил» зарождавшийся в то время рынок электромобилей.

Коробка передач


24 декабря 1898 года Луи Рено принял вызов проехать на своем Voiturette вверх по крутой парижской улице Рю Лепик, что на Монмартре. Благодаря наличию коробки передач у него это получилось – и он тут же получил первые 12 заказов на свою «повозку».

Автоматическая коробка передач


Неудивительно, что «автомат» изобрели американцы, живущие в стране прямых, как стрела, хайвеев. Первыми счастливцами в 1939 году стали покупатели модели Oldsmobile Custom 8 Cruiser, серийно оснащенной четырехступенчатой трансмиссией HydraMatic с гидромуфтой.

 Барабанные тормоза, независимая подвеска, несущий кузов

Как и в случае со стартером и фарами, все эти нововведения появились на одной машине, причем одновременно – это была Lancia Lambda.

На «Лямбде» впервые был использован несущий кузов, впервые применены барабанные тормоза на всех колесах, а также независимая подвеска передних колес. Всего было продано около 13 000 экземпляров Lancia Lambda.

Гидроусилитель руля
В первой четверти XX века крутить «баранку» помогали только бицепсы – никаких усилителей предусмотрено не было. Позднее, в 30-х годах, появились сложные и шумные пневмосистемы, которые облегчали участь водителей, но особого комфорта не обеспечивали.

Лишь в 1951 году корпорация Chrysler приладила к своему огромному фешенебельному седану Chrysler Crown Imperial первый в мире гидроусилитель Hydraguide. В Европе ГУР впервые появился у французов, на модели Citroen DS 19 в 1954 году.

Дисковые тормоза

Тот же самый Citroen DS 19, но четырьмя годами позже, в 1958-м, стал «пионером» еще в одной области: автомобилей с дисковыми тормозами.

На этом список нововведений DS 19 не заканчивался: у него был передний привод, отличная аэродинамика, гидропневматическая подвеска всех колес и руль с единственной спицей. Неудивительно, что в первый же день продаж Citroen получил 12 000 заявок на новую модель.

Указатели поворотов

Сначала роль «поворотников» выполняли специальные фонарики, потом механические указатели в виде стрелочек, указывающих направление движения, и лишь в 1925 году Эдгар Вальтц запатентовал современный и привычный всем «поворотник». Но появиться на серийных автомобилях ему было суждено только через 14 лет – после истечения срока патента. Первым автомобилем с указателями поворота стал Buick Roadmaster 1939 года.

Стеклоочиститель

Женский вклад в историю автомобильной безопасности – «дворники». Зимой 1903 года американка Мэри Андерсон, наблюдая за мучениями своего водителя в сильный снегопад (ему постоянно приходилось выбегать из машины и протирать стекло), не выдержала и придумала механический привод, который и запатентовала. В 1917 году «дворники» с электроприводом запатентовала еще одна женщина – Шарлотта Бриджвуд. Несколько лет ее изобретение пролежало на полке, пока в 1926 году его не присвоила себе фирма Bosch. В том же году электрические «щетки» появились одновременно на огромном количестве автомобилей разных марок.

Ремень безопасности

Шведская компания Volvo едва ли не с момента своего появления уделяла огромное внимание безопасности своих автомобилей, совершенствую конструкцию кузова и систем безопасности, и проводя большое количество краш-тестов.

Несмотря на то, что ремни использовались человечеством в различных областях еще с конца позапрошлого века, именно Volvo принадлежит тот самый механизм, который сейчас спасает жизни многих людей при аварии – трехточечный ремень безопасности. Впервые это устройство появилось в 1959 году на автомобиле Volvo PV 544. До этого существовали простенькие двухточечные ремни, однако сравниться по эффективности со шведским изобретением они не могли.

Кондиционер

Первый в мире автомобиль с кондиционером был представлен лишь в 1939 году на Автомобильной выставке в Чикаго. Это был Packard 12.

Стоимость опции составляла 274 доллара: в то время – более трети цены нового полноразмерного легкового автомобиля. Для включения кондиционера водитель должен был заглушить двигатель и вручную установить ремень на шкив компрессора. Помимо агрегатов, расположенных под капотом, сам «холодильник» занимал половину багажника и со своей задачей справлялся крайне неэффективно.

Навигатор

Первые навигационные приборы для автомобилей появились совсем недавно – около 30 лет назад. Новаторами стали японцы из фирмы Honda, предложив в качестве опции для своих моделей Accord и Vigor в 1981 году навигационную систему Electro Gyrocator, которая работала без GPS. И вообще без какой-либо привязке к спутникам.

Чтобы воспользоваться навигатором Honda, водителю нужно было взять специальную пластиковую карту местности и поместить курсор на место текущего положения, а дальше встроенный гироскоп определял направление перемещения автомобиля и его скорость, а «навигация» вычерчивала маршрут. Сложно. И очень дорого для того времени – четверть цены того же Аккорда.

Первая же встроенная навигация для автомобиля с GPS появилась в 1995 году на автомобиле Oldsmobile 88.

Подушки безопасности

В 1967 году изобретатель из США Аллен Брид придумал шариковый сенсор для определения столкновения автомобиля, который стал ключевым элементом новой системы безопасности – надувных подушек.

Впервые она появилась на опытной партии автомобилей Ford Taunus в 1971 году. Первым же серийным автомобилем с подушками безопасности годом позже стало купе Oldsmobile Toronado. Но широкое распространение «подушки» получили только в середине 80-х годов.

Система стабилизации EPS

Компания Bosch с начала 90-х готов пыталась заставить электронику исправлять ошибки водителя. Работы над созданием системы стабилизации (или системы курсовой устойчивости) привели к тому, что в 1995 году ESP впервые появилась на серийном автомобиле, которым стал самый шикарный седан из Штутгарта – Mercedes-Benz S 600 в монументальном кузове W140.

Антиблокировочная система ABS

Первые попытки внедрения антиблокировочной системы на автомобилях были предприняты еще в 50-х годах, когда она уже активно использовалась как на железных дорогах, так и в авиации. Но первый автомобиль с АБС появился только в 1966 году – им стало британское полноприводное купе Jensen FF, которое стоило сумасшедших денег и в итоге разошлось по миру смехотворным тиражом в 320 штук.
Источник: tut.by

Спонсор публикации

BMW X3 навигация на базе Android. Полноценный планшетный компьютер в оригинальной мультимедийной системе Вашего автомобиля с сохранением гарантии официального дилера.

Двигатель внутреннего сгорания

Двигатель внутреннего сгорания

Блейк Кроу


11 декабря 2012 г.

Представлено как курсовая работа для Ph340, Стэнфордский университет, осень 2012 г.

Рис. 1: Иллюстрация оригинала Ленуара двигатель. [3] (Общественное достояние.)

Проблема Америки

Америка любит двигатель внутреннего сгорания как сердце ее автомобилей привело нас по дороге с односторонним движением к иностранная нефтяная зависимость.Америка — один из крупнейших производителей сырой нефти в мир, но мы по-прежнему импортируем огромное количество ископаемого топлива. [1] С огромные инвестиции в инфраструктуру для поддержки этих транспортных средств мы должны найти способ не только подпитывать их, но и развивать их. Электромобиль может сыграть свою роль в будущем, но это далек от того, чтобы быть автомобилем, которым может владеть обычный человек. В среднем раз у нас есть двигатель с низким КПД, который горит больше всего часть невозобновляемых видов топлива.[2] Имея это в виду, я смотрю на внутренние двигатель внутреннего сгорания по мере необходимости на следующие несколько лет и посмотрите, чтобы увидеть как и где можно сделать улучшения.

Процесс

  • Современный двигатель внутреннего сгорания производит энергию с использованием четырехтактного двигателя, отсюда и название четырехтактного двигателя. В Первый такт — это впуск, в который попадает топливно-воздушная смесь. впрыскивается в цилиндр через впускное отверстие, управляемое таймером кулачок.

  • Далее впуск закрывается и смесь подвергается увеличению давления и температуры, поскольку цилиндр сжимает объем.

  • На T max и P max смесь воспламеняется мощной искрой, создающей и взрыв и силовой удар.

  • Поршень захватывает часть взрывчатого вещества. усилие и передает его на коленчатый вал.

  • Наконец-то выхлоп выходит через другой синхронизированная камера. Как только выпускное отверстие закрывается, впускное отверстие открывается. и цикл начинается заново. [2]

История

Современный двигатель внутреннего сгорания очень похож на двигатель внутреннего сгорания 100-летней давности как по материалу, так и по функциям. В первый патент, выданный на то, что очень похоже на современный двигатель внутреннего сгорания был для некоего Жана Жозефа Этьена Ленуара бельгийским инженером.[3] Его дизайн вызвал повышенное внимание к внутреннему сгоранию двигатель. Катализатор вскоре был добавлен в начале добычи нефти. в конце 19 века. [4] Реакция была взрывной с мотором. управляемые тележки и, в конечном итоге, автомобили, меняющие образ людей перевезли сами.

Заключение

Поскольку мы увеличиваем добычу нефти и используем весь мир закончатся легкодоступные жидкие топлива.[1] Это легче всего транспортировать, например по трубопроводу, и из-за отсутствия кислород и другие тяжелые молекулы больше всего энергии на килограмм. Есть много альтернативных видов топлива, но независимо от того, какие они есть, больше экономичные двигатели будут иметь жизненно важное значение для эффективного использования наших Ресурсы. Самые основные улучшения были сделаны за столетие. в результате появились более надежные, стабильные и мощные двигатели. Исследования в материалы и более точные машины были одними из основных направлений в прошлом, но теперь мы можем проводить гораздо более впечатляющие исследования.Благодаря новому топливу E85 они смогли лучше оптимизировать двигатели. Благодаря большему количеству энергии, выделяемой из-за более высокой теплоты испарения, он способен работать в двигателе на относительно бедных смесях и избегать детонации. [5] Другими преимуществами являются более высокая степень сжатия, которая может привести к меньшие и более легкие двигатели. [6] Другие способы увеличения сжатия передаточные числа — турбо-зарядка и супер-зарядка. Оба эти метода работают за счет получения мощности либо от выхлопных газов, либо от приводного вала и использования они увеличивают давление в ваших цилиндрах.Турбо раздражение было вокруг как способ увеличить мощность любого в в сочетании с более легкими двигателями меньшего размера сокращает срок службы двигателя разработка, похоже, сосредоточена на этих разработках.

© Блейк Кроу. Автор дает разрешение на копировать, распространять и демонстрировать эту работу в неизменном виде, с указание на автора, только в некоммерческих целях. Все остальные права, в том числе коммерческие, принадлежат автору.

Список литературы

[1] Р. Хирш, Р. Бездек и Р. Вендлинг, «Пик мировой добычи нефти: воздействия», Смягчение последствий и управление рисками »(Nova Science, 2006).

[2] Дж. Б. Хейвуд, Двигатель внутреннего сгорания. Основы (McGraw-Hill, 1988).

[3] Э. Дж. Дж. Ленуар, «Газовый двигатель», Патент США. 345596, 13 июля 1886 г.

[4] А.С. Лефон, Дж. Д. Хусар и Р. Б.Гусар, «Оценка исторических антропогенных моделей глобальных выбросов серы для период 1850–1990, «Атмос. ок. 33 , 3435 (1999).

»

[5] Р. А. Штейн, К. Дж. Хаус и Т. Г. Леоне, «Оптимальное использование E85 в двигателе с прямым впрыском с турбонаддувом», SAE Int. J. Fuels Lubr. 2 , 670 (2009).

[6] J. Yi et al. , «Развитие и Оптимизация системы сгорания Ford 3.5 L V6 EcoBoost, SAE Int.Дж. Двигатели 2 , 1388 (2009).

автомобилей | Национальное географическое общество


Автомобиль — это самоходное транспортное средство, предназначенное для перевозки пассажиров по суше. Обычно он имеет четыре колеса и двигатель внутреннего сгорания, работающий чаще всего на бензине, жидком нефтепродукте. Известный чаще как автомобиль, ранее как легковой автомобиль, он представляет собой одну из самых универсальных современных технологий, производимых одной из крупнейших отраслей промышленности мира.В 2017 году во всем мире было произведено более 73 миллионов новых автомобилей.

Научно-технические строительные блоки автомобиля насчитывают несколько сотен лет. Например, в конце 1600-х годов голландский ученый Кристиан Гюйгенс изобрел двигатель внутреннего сгорания, работающий от пороха. «Безлошадный экипаж» в его современном виде был разработан к концу 19 годов. В то время было неясно, какой из трех источников топлива станет наиболее коммерчески успешным: пар, электроэнергия или бензин.Машины, управляемые паровыми двигателями, могли двигаться с высокой скоростью, но имели небольшой запас хода и неудобны для запуска. В 1900 году электромобили с батарейным питанием занимали 38 процентов автомобильного рынка США, но у них также был ограниченный запас хода, и станции подзарядки было трудно найти.

Победил в конкурсе автомобиль с бензиновым двигателем. К 1920 году он охватил улицы и переулки Европы и Соединенных Штатов. Методы производства, введенные американским автопроизводителем Генри Фордом, произвели революцию в промышленном производстве.Форд первым установил на своем заводе сборочные линии, чтобы ускорить производство. Такие методы снижали стоимость Ford Model T, пока она не стала доступной для большинства семей среднего класса. По мере того, как 20 века прогрессировали, современная жизнь стала казаться все более немыслимой или, по крайней мере, очень неудобной без доступа к машине. В настоящее время население США проезжает в среднем более 4,8 триллиона километров (три триллиона миль) в год.

Но этот фундаментальный компонент индустриального и потребительского общества сыграл важную роль в дестабилизации атмосферы Земли, от которой зависят все живые существа.Средний автомобиль выбрасывает от четырех до девяти тонн (от 3629 до 8165 килограммов; от 8000 до 18000 фунтов) углекислого газа и других парниковых газов в год. Каждый галлон бензина, сжигаемый при эксплуатации автомобиля, выделяет чуть менее 9,1 кг (20 фунтов) углекислого газа. Транспортный сектор в целом, включая автомобили, грузовики, поезда и самолеты, стал крупнейшим источником выбросов парниковых газов в США в 2017 году. Загрязнение воздуха выхлопными газами автомобилей также является серьезной проблемой, как и автомобильные аварии, в результате которых погибло более 100 человек. человек в день в США в 2016 году, по данным Национальной администрации безопасности дорожного движения.

Что вы знаете об истории автомобильных двигателей?

Автор: Мария Тримарчи

6-минутная викторина

Изображение: wiki commons

Об этой викторине

Хотя человек по имени Роберт Стрит построил первый работающий двигатель без сжатия в 1794 году, именно Леонардо да Винчи был первым, кто описал эту идею еще в 1506 году.Посмотрите, как много вы знаете об основных этапах в истории автомобильных двигателей, от первых дней появления пара до развития двигателей внутреннего сгорания.

Читать далее

TRIVIA

Сколько вы действительно знаете об автомобильных двигателях?

6-минутная викторина 6 мин.

ЛИЧНОСТЬ

Какой классический автомобиль все еще движет вашей душой?

5-минутная викторина 5 минут

TRIVIA

Сколько вы знаете о дизельных двигателях?

7-минутная викторина 7 мин.

TRIVIA

Лучшая викторина по автомобильному двигателю

6-минутная викторина 6 мин.

TRIVIA

Автомобильный двигатель: викторина

6-минутная викторина 6 мин.

ЛИЧНОСТЬ

Можем ли мы угадать, на какой машине вы ездили в 1987 году?

5-минутная викторина 5 минут

TRIVIA

Подтвердите, что вы эксперт по двигателям, пройдя этот тест

7-минутная викторина 7 мин.

TRIVIA

Тест «Двигатель

«: что вы действительно знаете о двигателях?

6-минутная викторина 6 мин.

TRIVIA

Знаете ли вы, как работают автомобильные двигатели?

7-минутная викторина 7 мин.

TRIVIA

Какой автомобиль американский, а какой импортный?

7-минутная викторина 7 мин.

Что вы знаете о динозаврах? Что такое октановое число? А как использовать имя собственное? К счастью для вас, HowStuffWorks Play здесь, чтобы помочь.Наш отмеченный наградами веб-сайт предлагает надежные и простые для понимания объяснения того, как устроен мир. В HowStuffWorks Play каждый найдет что-то для себя: от веселых викторин, которые принесут радость в ваш день, до увлекательных фотографий и увлекательных списков. Иногда мы объясняем, как все работает, иногда мы просим вас, но мы всегда исследуем во имя развлечения! Учиться — это весело, так что оставайтесь с нами!

Играть в викторины можно бесплатно! Каждую неделю мы отправляем на ваш почтовый ящик простые вопросы и тесты личности.Нажимая «Зарегистрироваться», вы соглашаетесь с нашими политика конфиденциальности и подтверждение того, что вам исполнилось 13 лет.

Авторские права © 2021 InfoSpace Holdings, LLC, компания System1

История автомобилей, часть шестая: Двигатель внутреннего сгорания

Итак, где мы были? О, да! Мы только что узнали о паровых автомобилях. Итак, теперь мы узнаем секрет современных автомобилей — двигатель внутреннего сгорания!

Паровая машина — это двигатель внешнего внутреннего сгорания .В паровой машине, как мы видели, есть специальная печь или горелка, которая нагревает резервуар с водой. Затем нагретая вода производит пар, который приводит в действие двигатель. Итак, сгорание происходит вне двигателя. Это, конечно, включает в себя несколько больших отдельных частей, из-за чего небольшой и легкий двигатель, работающий на пару, очень сложно производить.

Двигатель внутреннего сгорания — это двигатель, в котором источник тепла, или сгорание, находится внутри самого двигателя. В основном он состоит из какого-то топлива, чаще всего бензина, которое воспламеняется непосредственно в цилиндре.Сила взрыва (сгорания) приводит в движение поршень, который приводит в действие двигатель.

В 1859 году француз Жан-Жозеф-Этьен Ленуар разработал двигатель внутреннего сгорания. (Были и другие попытки, но никому не удалось создать практическую модель.) Его двигатель был назван двухтактным из-за количества перемещений поршня за каждый полный цикл двигателя. Работал на угольном газе.

Двигатель Ленуара

Хотя его двигатель был успешным, он не был достаточно мощным, чтобы приводить в движение карету.Вместо этого он использовался для питания небольшой техники.

Это было в 1876 году, когда немец по имени Николаус Отто разработал двигатель внутреннего сгорания, который был достаточно силен, чтобы приводить в движение повозку. В этом двигателе использовался четырехтактный цикл, известный как цикл Отто, что значительно увеличивало его эффективность.

Давайте подробнее рассмотрим цикл Отто.

Двигатель Отто был роторным. Другими словами, поршень, двигаясь вверх и вниз в цилиндре, поворачивал стержень, называемый коленчатым валом.Этот коленчатый вал может быть прикреплен к колесу или к чему-то еще, что предполагается вращать.

Как мы уже упоминали, цикл Отто проходит четыре хода за цикл. Каждый раз, когда поршень движется вверх или вниз, называется ходом.

Четырехтактный цикл

Первый ход (1) называется впускным. В этом ходе поршень движется вниз, и впускной клапан открывается. Поскольку поршень плотно прилегает к цилиндру, создается разрежение, и топливо всасывается в цилиндр.

Следующий ход (2) — это ход сжатия. Теперь оба клапана закрыты, и поршень движется вверх. Это сжимает топливо, делая его более горючим.

Далее идет рабочий ход (3). Это когда топливо объединяется, обычно свечой зажигания, и толкает поршень обратно вниз. Это называется рабочим ходом, потому что он обеспечивает полный цикл.

И, наконец, такт выпуска (4). Свое название он получил из-за того, что в этот момент двигатель очень устал.Просто шучу! Он называется тактом выпуска, потому что отработанные или отработанные газы выбрасываются. В этом такте поршень возвращается вверх, и выпускной клапан открывается. Это выталкивает отработанные газы из цилиндра.

Пока топливо подается в двигатель, цикл будет продолжаться, и коленчатый вал будет вращаться.

Эта модель двигателя могла работать с гораздо более высокой эффективностью, чем двигатели предыдущих типов, во многом благодаря такту сжатия. Сам Отто, однако, не считал, что его двигатель лучше всего использовать для автомобилей.Вместо этого он хотел, чтобы его использовали для других типов машин.

Это его менеджер, Готлиб Даймлер, увидел потенциал двигателя, который можно использовать в транспортных средствах.

Но это придется подождать — до следующего раза!

Электрический, паровой или бензиновый? | Национальный музей американской истории

В начале двадцатого века американцам пришлось выбирать технологию движущей силы при покупке новых автомобилей для сравнения. Потребители, которые стремились отказаться от лошадей, ходьбы или поездов в качестве способа передвижения, могли выбирать из многие марки автомобилей.Каждая марка поставлялась предварительно укомплектованной с участием паровой двигатель, двигатель внутреннего сгорания, работающий на бензине, или электродвигатели с аккумуляторными батареями. Сначала эти три энергосистемы были конкурентоспособными, и было неясно, сможет ли какой-то один тип преобладать в быстрорастущих рынок.

Эмблемы производителей бензиновых, электрических и паровых автомобилей в коллекциях «Работа» и «Промышленность».

Выбор энергии, сделанный потребителями и производителями в период с 1900 по 1920 год, имел далеко идущие последствия для сообществ, окружающей среды и способов организации своей повседневной деятельности американцами. Подавляющее предпочтение для бензиновых двигателей из-за их увеличенного запаса хода (миль на заправку), гибкости и превосходного отношения мощности к массе в воздух попадает больше загрязняющих веществ, что в конечном итоге потребовало принятия жестких мер по сокращению выбросов. Выбор автомобилей с бензиновым двигателем также ускоренный использование земельного участка для автомагистралей, стоянок и застройки.

1900 Калибр и двигатель парового автомобиля локомобиля.

Сильные и слабые стороны технологии электромобилей повлияли на выбор энергии. На электромобилях было легко ездить по твердой ровной поверхности. Тысячи потребителей купили их в городах и крупных поселках, где были мощеные улицы и электрический электростанции. Однако электромобили были медленными, тяжелыми и дорогими в эксплуатации, потому что электричество было дорогим.На них нельзя было ездить в небольших городах и сельской местности, где дороги с твердым покрытием и электроэнергия не подавлялись. существует. Грязные дороги, экстремальные температуры и слабые батареи замедляли движение.

Большинство автомобилистов хотели свободы передвижения куда угодно. Бензиновые автомобили удовлетворяли этот спрос; они были быстрее и дешевле электромобилей, и они могли проехать намного больше миль между остановками для заправки. Автозаправочная станция может быть расположена где угодно — в сети или за ее пределами — просто установив бак и ручной насос и заказав оптовые поставки бензина в автоцистернах.Заправка бензинового автомобиля занимала минуты вместо часов, необходимых для подзарядки аккумуляторов. К 1905 году продажи бензиновых автомобилей намного превысили продажи электромобилей. рынок 1920.

Электродвигатель в музее ок. Автомобиль Riker 1900 года выпуска.

Бензиновый двигатель в музейном автомобиле Duryea 1893 года.

Серийные бензиновые автомобили обеспечивали беспрецедентную гибкость и удобство для потребителей, но к 1940-м годам они внесли свой вклад в заметный и постоянно растущий список экологических проблем, включая загрязнение воздуха и смог.Расширяющийся бензиновый автомобиль право собственности привел к импорту нефти из других стран, создавая зависимость от стран-экспортеров, чтобы удовлетворить аппетит Америки к нефти.

К концу двадцатого века многие слои американского общества — правительство, ученые и автомобилестроительная промышленность — считали, что электромобили могут сыграть важную роль в замедлении воздействия загрязнения воздуха и парниковых газов. и сокращение зависимость от импортной нефти. Некоторые производители считали, что потребительский спрос на электромобили будет расти.К 2010 году потребители снова нашли выбор энергии у автосалонов, и продажи электромобилей росли медленно, но неуклонно.

Ранние автомобили: газ, электричество и пар

Еще один очень интересный фрагмент из Energy: A Human History касается ранних автомобилей.

История паровых машин — это отчасти история миниатюризации. Первоначальный двигатель Ньюкомена был огромен: его нужно было разместить в небольшом собственном здании, и он был явно стационарным.Улучшенный двигатель Ватта с более высоким КПД за счет отдельного конденсатора можно было сделать меньше, но все же (я думаю) он был слишком большим, чтобы его можно было использовать в каком-либо практическом автомобиле. Следующим шагом стали двигатели высокого давления, которые можно было сделать меньше по размеру и более эффективными. Думаю, именно эти двигатели двигали локомотивы и пароходы.

Поезда и лодки по-прежнему относительно велики. Поэтому я предположил, что причина, по которой мы ждали до 20 века практичного автомобиля, заключалась в том, что нам нужен двигатель внутреннего сгорания.

Оказывается, я ошибался. Примерно в 1900 году многие люди увидели необходимость в «безлошадной повозке», и было опробовано множество различных моделей. Помимо конструкций внутреннего сгорания, были еще паровые машины, и даже электрические. В моделях с паром и ДВС использовалось множество видов топлива, включая бензин, керосин, спирт и их смеси.

Почему победил ДВС? Мне это до сих пор непонятно. Электромобили не были практичны в качестве машин общего назначения, потому что они были маломощными и медленно перезаряжались (технология аккумуляторов все еще была примитивной), а также потому, что не было электрической инфраструктуры за пределами городов — автомобили нельзя было перезаряжать в сельской местности.Мазут, однако, был более доступным, поскольку его использовали для отопления, освещения и стационарных двигателей.

Но насчет паровых машин я не уверен. В книге упоминается, что некоторые ранние модели паровых машин были чрезвычайно сложными в эксплуатации, но я не уверен, было ли это верно для всех моделей, и я не вижу фундаментальной причины, по которой паровые машины нельзя было упростить. В нем также упоминается, что паровой автомобиль может запускаться медленно, так как для создания полного пара требуется десять минут, что, безусловно, поставит его в невыгодное положение; но затем он говорит, что это было исправлено с введением пилотной лампы — однако, похоже, что это приведет к потере топлива.

Наконец, в нем упоминается, что в ранних конструкциях пар выпускался в воздух, что требовало от них набирать воду каждые 20–30 миль. Это было возможно при использовании поилок для лошадей (отличный пример внедрения новых технологий в старую инфраструктуру!), Пока в 1914 году «эпидемия смертельной болезни копыт и рта среди сельскохозяйственных животных Новой Англии не заставила ветеринарных властей закрыть множество общественных водопоев. желоба вдоль восточных дорог, куда переполняли пароходы ». Однако в ответ, по крайней мере, один крупный производитель паровых автомобилей разработал модель с переконденсацией, которая удерживала воду.Возможно, это было слишком поздно, и / или неудачное время для переломного момента в технологиях и инфраструктуре: в то время количество автомобилей в США росло экспоненциально примерно на 46% в год (по данным из США. Федеральное управление автомобильных дорог).

Но я не думаю, что у меня есть полная история, и я хотел бы понять, был ли автомобиль внутреннего сгорания случайным путем или он руководствовался более фундаментальными соображениями. Учитывая, что паровые двигатели исчезли из повседневной жизни — остались в современном индустриальном мире только как динамо-машины на больших централизованных электростанциях, — я считаю, что, вероятно, есть фундаментальная причина.

Энергия: история человечества

Краткая история электромобиля с 1830 года по настоящее время

Автомобиль и водитель

Автомобили

Electric существуют намного дольше, чем современные Tesla Motors или даже General Motors EV1 конца 1990-х годов. На самом деле электромобили появились задолго до автомобилей с двигателем внутреннего сгорания, и мечтатели никогда не переставали пытаться заставить их работать как в дороге, так и в качестве коммерческого предложения.Отсутствие исторической перспективы иногда приводит к недопониманию того, как все стало так, как есть сейчас, поэтому давайте рассмотрим путь, который привел нас сюда.

Начните с 1830-х годов с Роберта Андерсона из Шотландии, чей моторизованный экипаж был построен где-то между 1832 и 1939 годами. Батареи (гальванические элементы) еще не были перезаряжаемыми, так что это был скорее салонный трюк («Смотри! Ни лошади, ни вол, но он движется!»), Чем транспортное средство. Другой шотландец, Роберт Дэвидсон из Абердина, построил прототип электровоза в 1837 году.Более крупная и лучшая версия, продемонстрированная в 1841 году, могла проехать 1,5 мили со скоростью 4 мили в час, буксируя шесть тонн. Затем потребовались новые батарейки. Это впечатляющее выступление настолько встревожило железнодорожников (которые увидели в этом угрозу своей работе по обслуживанию паровых машин), что они уничтожили дьявольскую машину Дэвидсона, которую он назвал Гальвани.

Батареи, которые можно было подзаряжать, появились в 1859 году, что сделало идею электромобиля более жизнеспособной. Примерно в 1884 году изобретатель Томас Паркер помог внедрить электрические трамваи и построил прототипы электромобилей в Англии.К 1890 году химик из Шотландии, живший в Де-Мойне, штат Айова, Уильям Моррисон подал заявку на патент на электрическую карету, которую он построил, возможно, еще в 1887 году. Согласно Des Регистр Мойна . С передним приводом, мощностью 4 лошадиных силы и максимальной скоростью 20 миль в час у него было 24 аккумуляторных элемента, которые требовали подзарядки каждые 50 миль. Самоходная повозка Моррисона произвела фурор на Всемирной выставке 1893 года в Чикаго, которая также была известна как всемирная колумбийская выставка.Сам Моррисон больше интересовался батареями, чем мобильностью, но он пробудил воображение других изобретателей.

Реклама — продолжить чтение ниже

Электробат в Колумбию

Электробат! Разве это не отличное имя? Это первая коммерчески жизнеспособная разработка электромобилей. Жители Филадельфии Педро Салом и Генри Дж. Моррис адаптировали технологию уличных электромобилей и лодок с батарейным питанием и получили патент в 1894 году.Сначала очень тяжелые и медленные (как троллейбус, со стальными «шинами» и 1600 фунтами батарей на борту), их Electrobat [слева] эволюционировал, чтобы использовать пневматические шины и более легкие материалы, так что к 1896 году их кареты с задним управлением использовал два двигателя мощностью 1,1 кВт, чтобы проехать 25 миль с максимальной скоростью 20 миль в час. Электробаты и другой электромобиль от Riker выиграли серию пятимильных спринтерских гонок против бензиновых автомобилей Duryea в 1896 году.

Моррис и Салом объединились в том же году и перешли к фазе «обналичивания» успешного стартапа.Построив несколько электрических кабин Hansom [вверху справа], чтобы конкурировать с гужевыми автомобилями, обслуживающими тогда Нью-Йорк, они продали эту идею Иссаку Л. Райсу, который учредил компанию Electric Vehicle Company (EVC) в Нью-Джерси. Он, в свою очередь, привлек крупных инвесторов и партнеров, и к началу 1900-х годов у них было более 600 электромобилей, работающих в Нью-Йорке, с небольшими автопарками в Бостоне, Балтиморе и других восточных городах. В Нью-Йорке время простоя, необходимое для подзарядки аккумуляторов, было решено путем преобразования ледовой арены в станцию ​​для замены аккумуляторов, куда можно было бы въехать на такси, заменить использованные аккумуляторы на перезаряжаемый и уехать.Великолепно, но, как и многие другие стартапы, он расширился слишком быстро, столкнулся с непредвиденными конфликтами между инвесторами и партнерами, и к 1907 году все предприятие такси развалилось.

Поставщик аккумуляторов EVC (который был инвестором и партнером) стал тем, что мы знаем сегодня как Exide. Его производственный партнер, Поуп (также пионер бензиновых автомобилей), взял эту технологию и применил название своего процветающего велосипедного бизнеса Columbia к серии автомобилей для публичной продажи. Колумбия [внизу справа] достигла рубежа в производстве 1000 единиц задолго до того, как эти дальновидные массовые производители в Детройте, Рэнсом Олдс и Генри Форд, набрали скорость.

Никогда не доволен

Электромобили проявили себя в раннем автоспорте. Бельгиец Камилла Дженатзи, строитель электромобилей под Парижем, участвовал в нескольких скоростных трюках, чтобы продемонстрировать инженерное мастерство своей фирмы, изюминка которых пришлась на весну 1899 года. За рулем своего специального гоночного автомобиля La Jamais Contente («Неудовлетворенные») , он стал первым, кто преодолел барьеры на скорости 100 и 60 миль в час. Пара 25-киловаттных двигателей с прямым приводом, работающих от 200 вольт и потребляющих 124 ампера каждый (около 67 лошадиных сил), приводила в движение машину в форме торпеды, изготовленную из легкого алюминиевого сплава, называемого партиниум.La Jamais Contente использовала шины Michelin; Французский производитель шин использовал копию, построенную в 1994 году, чтобы служить своего рода талисманом для серии ралли экологически чистых автомобилей Challenge Bibendum в 2004–2014 годах.

Имена, которые вы знаете

Конец 19-го и начало 20-го века просто пузырились из-за автомобильных изобретений по всему миру. Ограниченный рынок автомобилей, по-прежнему в основном дорогих игрушек для богатых, привел к преобладанию паровой энергии, затем электромобили и бензиновые автомобили.Некоторые бренды, все еще известные сегодня, в ту эпоху баловались электротехникой.

Рэнсом Эли Олдс построил небольшую серию электрических безлошадных экипажей, прежде чем изобрести первые массовые автомобили Oldsmobile — единственный известный выживший электрический [внизу справа] находится в музее в Лансинге, штат Мичиган, который стал домом для Oldsmobile после пожара в Фабрика мистера Олдса в Детройте. Он не строил электрики в Лансинге, но General Motors строил. . . почти 100 лет спустя.

Еще один уникальный музейный экспонат — Эггер-Лонер К.2 Phaeton [вверху справа] спроектирован 23-летним доктором Фердинандом Порше, сын которого основал сегодняшнюю компанию Porsche после Второй мировой войны. Система электрического привода автомобиля 1898 года весила 286 фунтов, развивала 5 лошадиных сил и могла разогнать багги до 22 миль в час. По спецификации он выглядит не более впечатляюще, чем «автомобиль» Моррисона на Всемирной выставке 1893 года, но он выиграл гонку на 25 миль электромобилей на выставке в Берлине 28 сентября 1899 года. фургоны и экипажи в 19 веке, но вошли в 20-е как производитель электромобилей.На левой фотографии Томас Эдисон на своем собственном «Студебеккер Электрик» 1902 года выпуска. Эдисон и его приятель по кемпингу Генри Форд также попробовали свои силы в электромобиле и построили по крайней мере один прототип, прежде чем оба решили, что у бензинового двигателя есть более многообещающее будущее. Одним из факторов было то, что электричество еще не было широко доступно за пределами городских центров, что серьезно ограничивало рынок автомобилей, привязанных к этой инфраструктуре. Водители могли носить с собой запасные канистры с бензином для длительных поездок, но запасные батареи были намного тяжелее на единицу энергии.

Новый век

Президент Уильям МакКинли был убит во время посещения Храма музыки на Панамериканской выставке в Буффало, штат Нью-Йорк, 6 сентября 1901 года. Его срочно доставили в больницу на машине скорой помощи с электрическим приводом, очень похожей на то, что видно на этой фотографии. Фотография, которая недавно была показана в телесериале HBO / Cinemax «Ник», о больнице Нью-Йорка в 1900–1901 годах. МакКинли выжил после выстрела, но у него развилась гангрена в ране, и он скончался восемь дней спустя.Поездка в больницу была не первой для него поездкой на автомобиле — он стал первым президентом США, который проехался на машине, совершив демонстрационную поездку на пароходе Stanley Steamer. Это различие часто приписывается Теодору Рузвельту, вице-президенту и преемнику Мак-Кинли, потому что Т.Р. был первым, кто совершил публичную поездку на автомобиле, электромобиле Columbia в 1902 году. Сама поездка на электромобиле Мак-Кинли должна обеспечить место жителя Огайо в истории как первая поездка. моторизованный президент.

Ревущие двадцатые

Он мог разогнаться до 25 миль в час с запасом хода 80 миль, но к тому времени, когда в 1923 году была построена Detroit Electric (да, в Детройте), первые слова в области электротехнического бизнеса и этой компании в частности были на стене.Компания начала свою деятельность в 1907 году и преуспела в конкуренции с электромобилями Baker и Milburn, хотя эти две компании были более инновационными. Даже когда автомобили с двигателем внутреннего сгорания начали побеждать в гонке технологий, электромобили удерживали рынок, особенно в городах, где их бесшумная работа и простота использования понравились многим. Часто водителями были женщины, которые не хотели заводить двигатель вручную, чтобы завести его, поэтому в городских торговых районах были зарядные станции, чтобы привлечь этих состоятельных клиентов.

Ford Model T, однако, был намного доступнее и продолжал дешеветь — первая Model T стоила 850 долларов в 1908 году, когда большинство электромобилей были как минимум вдвое дороже. К 1923 году цена Model T составляла менее 300 долларов, а многие электрики стоили в 10 раз дороже. В середине 1910-х годов модернизированная аккумуляторная батарея Detroit Electric (с никель-железными элементами Эдисона) стоила 600 долларов сама по себе. Это не имело большого значения для таких богатых людей, как Клара Форд, жена Генри, которая посчитала, что продукция ее мужа грязная и шумная, и вместо этого с 1908 по 1914 год управляла дочерней компанией Detroit Electrics.

По иронии судьбы именно электродвигатель стал настоящим врагом автомобилей с батарейным питанием и помог преодолеть возражения Клары: с появлением электрического стартера (изобретенного Чарльзом Кеттерингом из Dayton Engineering, первым для Cadillac 1912 года) покончено с этим. проблема ручного управления бензиновыми автомобилями, когда она распространилась по всей отрасли. Электрооборудование получило некоторый импульс во время Первой мировой войны, когда цены на бензин росли, а доступность топлива иногда была нестабильной, но к середине 1920-х годов «новые» автомобили Detroit Electric часто строились на кузовах, которые были построены годами ранее и не были проданы.Тем не менее с 1907 по 1939 год было построено более 35 тысяч автомобилей.

Доставка и такси

Бензин выиграл технологическую битву перед Второй мировой войной, и большинство производителей электромобилей либо перешли на двигатель внутреннего сгорания, либо прекратили свою деятельность. Но у электромобилей все еще были свои сильные стороны, особенно для низкоскоростных поездок на короткие расстояния, типичных для городских центров. Великобритания поддерживала парк электрических «молочных поплавков» для доставки на дом до 1980-х годов и позже, в то время как в послевоенной Японии бензин был дефицитным и дорогим.Правительство поощряло производство электромобилей, и этот Tama 1947 года находится сегодня в музее Nissan (компания Tama стала Prince, а затем Datsun / Nissan). Он мог развивать скорость около 20 миль в час с запасом хода в 40 миль на свинцово-кислотных аккумуляторах, что достаточно для работы в такси, как и электромобили в Нью-Йорке 50 лет назад.

Серьезная попытка

Эксперты по старым автомобилям смотрят на эту фотографию и спрашивают: «Разве это не Renault Dauphine?» Да, но нет, это вовсе не Хенни Киловатт.Интерес к электромобилям никогда не исчезал, и это было одним из результатов того, что люди думали, что это должно работать. Henney, специализированный завод по производству катафалков, машин скорой помощи и лимузинов, часто для Packard, искал более диверсифицированный бизнес, когда Packard умирал. Хенни приобрел Eureka Williams в 1953 году, а затем стал частью конгломерата (National Union Electric Co.), в который входили радиостанции Emerson и аккумуляторы Exide. Поместите аккумуляторную батарею и кузовной завод под одной крышей, и что может быть естественнее, чем дать шанс производству электромобилей?

После консультаций с учеными и инженерами Калифорнийского технологического института для разработки контроллера скорости и системы привода, первый киловатт Хенни в 1959 году имел 36-вольтовую систему и мог проехать 40 миль со скоростью до 40 миль в час.В 1960 году его повысили до 72 вольт, увеличив скорость до более практичных 60 миль в час и дальность полета до 60 миль. Хенни построил кузова, используя инструменты и детали, закупленные у Renault — это были не переделанные французские автомобили, а, скорее, почти идентичные шасси американского производства. Регулятор скорости, использующий диоды и реле, был довольно продвинутым для того времени.

У Хенни не было хорошей системы распределения, продаж и дилеров. Было построено около 100 шасси, но было продано всего 47 готовых машин. Объявленная цена составляла 3600 долларов (цена Dauphine — 1645 долларов), но, похоже, это была невыгодная цель.В основном продажи приходились на автопарк коммунальных предприятий. Горстка сохранилась в коллекциях сегодня.

Электровэйр II

General Motors продолжала экспериментировать с электромобилями, и Electrovair II 1966 года стал одним из результатов. Более ранний Electrovair 1964 года также базировался в Корвэре, но, как выяснилось, его не хватало, поэтому они сделали это в течение 1966 года.

Экзотические серебристо-цинковые батареи давали 532 вольт для подачи на асинхронный приводной двигатель переменного тока мощностью 115 л.с. Последнее было большим делом, поскольку в некоторых конфигурациях давало такую ​​же мощность, как у Corvair с шестицилиндровым двигателем, так что рабочие характеристики были примерно одинаковыми.Аккумулятор в носу наверняка перераспределил вес машины; общий вес был на 800 фунтов тяжелее стандартного Corvair. Максимальная скорость составляла 80 миль в час и диапазон от 40 до 80 миль, но настоящим убийцей с маркетинговой точки зрения было то, что батареи могли выдержать только 100 циклов перезарядки, а стоимость аккумулятора составила 160 000 долларов. Это не прогноз того, сколько он будет стоить сейчас — это то, сколько он стоил в 1966 году. Итак, есть только один, и GM все еще имеет его.

Надермобиль?

В 1965 году Ральф Надер дал показания перед U.Комитет Сената и пожаловался на то, что электромобили жизнеспособны, что он знал, что General Electric может произвести автомобиль, который сможет проехать 200 миль на одной зарядке со скоростью до 80 миль в час. Он предположил, что GE была в сговоре с автомобильной и нефтяной промышленностями, чтобы скрыть эту технологию.

В 1967 году GE показала нам, на что она способна: экспериментальный электромобиль Delta был отвратительно уродливым, но он мог развивать скорость до 55 миль в час и имел запас хода 40 миль, используя никель-железные батареи. В том же году Ford показал экспериментальный электромобиль с еще более дорогими никель-кадмиевыми батареями, которые не могли не лучше.Все согласились с тем, что необходим «прорыв» в технологии аккумуляторов, чтобы улучшить все — стоимость, время цикла перезарядки, емкость, долговечность, диапазон и устойчивость к жаркой и холодной погоде.

Применение ракетостроения

Когда НАСА заключило контракт с Боингом на производство «автомобиля» для использования на Луне, электрический двигатель был очевидным выбором для безвоздушной среды. Подразделение Delco General Motors было основным субподрядчиком системы управления приводом и двигателей лунного вездехода.Было четыре двигателя постоянного тока, по одному на каждое колесо, мощностью четверть лошадиных сил каждое и со скоростью до 10 000 об / мин.

Четыре LRV были построены по цене 38 миллионов долларов, что на 100 процентов превышает первоначальный прогноз в 19 миллионов долларов. Его проехали девять раз (по три экскурсии в каждой из трех миссий), это была самая экзотическая «машина» на свете. Впервые развернутый в миссии Apollo 15 в 1971 году (как показано здесь), LRV использовал неперезаряжаемые батареи из гидроксида серебра и цинка, калия с заявленной емкостью 121 ампер-час.Рулевое управление на обеих осях также осуществлялось электродвигателем, питаемым от тех же аккумуляторов. Построенный из алюминиевых труб и складывающийся в центре для размещения на борту лунного посадочного модуля Apollo, он весил 460 фунтов (в условиях земной гравитации) без пассажиров, чьи скафандры пришлось переделать, чтобы они могли в нем сидеть.

LRV теоретически мог разогнаться до 8 миль в час, но поверхность Луны требовала более осторожной скорости. На Apollo 15 он прошел около 17 миль за 3 часа, в среднем менее 6 миль в час. Во время последней лунной миссии «Аполлон-17» LRV пролетел около 22 миль, а астронавты отошли почти на 5 миль от своего посадочного модуля.

Масляный шок!

То, что эти автомобили действительно нашли рынок, помешало нам назвать более раннюю модель GE Delta «непродаваемой», несмотря на ее уродливость. Когда в 1973 году ОПЕК ввела нефтяное эмбарго и цена за баррель за ночь выросла в четыре раза до 12 долларов, электромобили стали казаться лучшей идеей. Кошмаром для автолюбителей была угроза того, что мы все скоро будем водить что-то вроде автомобилей, которые приехали из Себринг-Авангард в Себринге, Флорида, начиная с 1974 года.

Поистине прославленная тележка для гольфа, Citicar 1974 года [слева] имел две двери, два сиденья, 2,5-сильный двигатель постоянного тока от GE и свинцово-кислотные батареи на 36 вольт. Максимальная скорость: около 25 миль в час. В более поздние модельные годы он стал «лучше» с 48-вольтовой батареей, которая могла разогнать Citicar почти до 40 миль в час. Было сказано, что дальность полета составляет 40 миль. Компания Sebring-Vanguard построила около 2300 таких дрянных танкеток до 1977 года, после чего основатель Роберт Г. Бомонт продал ее компании Commuter Vehicles, Inc., которая переименовала ее в Comuta-Car и немного обновила ее в соответствии с федеральными стандартами безопасности и бампера.

Comuta-Car [вверху справа] имел батареи в бамперах и двигатель мощностью 6 л.с. Самый мощный из них был построен для выполнения государственного контракта на почтовую доставку — с правым рулем и раздвижной дверцей [внизу справа], он получил двигатель мощностью 12 л.с., аккумуляторную батарею на 72 В и трансмиссию (с тремя скоростями). ).

В общей сложности компании Sebring-Vanguard и Commuter Vehicles произвели 4444 единицы, что сделало их крупнейшим производителем электромобилей в Америке с конца Второй мировой войны, и это звание сохранится до 2013 года.

Еще думаю…

Каким бы нелюбимым ни был Chevrolet Chevette в 1977 году, исследователи GM решили посмотреть, на что он способен, если преобразовать его в электрическую силовую установку. Предполагалось, что в Electrovette будут новейшие никель-цинковые батареи, но в прототипах использовались стандартные свинцово-кислотные. Они были установлены вместо заднего сиденья.

При скорости 30 миль в час он мог проехать до 50 миль, но новые батареи должны были удвоить этот диапазон.О чем они думали? Некоторые внутренние экономисты GM прогнозировали, что к 1980 году цена на газ может упасть до 2,50 доллара за галлон (сейчас это будет около 7,25 доллара). Они тестировали Electrovette в течение трех лет, но когда цены на газ не поднялись так высоко даже во время нефтяного кризиса ОПЕК во втором раунде 1979 года, автомобиль был поставлен на полку.

Лунный выстрел

В ответ на введенный в 1996 году в Калифорнии мандат, согласно которому автопроизводители продают небольшой процент автомобилей без выбросов (стандарту соответствовала только электрика), General Motors не пошла по следу Electrovair / Electrovette, преобразовав существующую модель.В то время как другие автопроизводители поступали именно так, создавая подобные Toyota RAV4 EV, GM полетела на луну, применив все технологии, которые она могла принести, с целью установления лидерства в отрасли с концептуальным автомобилем Impact.

Серийная версия GM EV1 оснащена всеми последними технологиями, за исключением использования свинцово-кислотных аккумуляторов для сохранения затрат в разумных пределах после того, как разорились сплавы, это и магний, система индукционной зарядки и серьезно продвинутая электроника для управления аккумулятором. эффективный двигатель переменного тока.Многое было вложено в инвертор, который смог изменить питание батареи постоянного тока на переменный, чтобы использовать двигатель, и обратно на постоянный ток, чтобы перезарядить батареи в режиме регенерации.

Чтобы добиться максимальной производительности, EV1 был крошечным двухместным автомобилем, но он стал популярным на рынке гигантских внедорожников. Кроме истинно верующих, люди этого не приняли. В период с 1996 по 2003 год в Лос-Анджелесе, Тусоне и Фениксе было арендовано около 800 автомобилей (последние автомобили были построены в 1999 году).

Добавление никель-металл-гидридной (NiMH) батареи, которая обеспечила запас хода от 70 до 160 миль, обещанный для свинцово-кислотной версии, не устранил тот факт, что: A) EV1 был деньгами в масштабе НАСА. яма для компании, которая, как показывают последующие события, могла бы лучше потратить свои ресурсы на ее основные продукты, B) Калифорнийский «мандат» был снят в ответ на интенсивное лоббирование со стороны автопроизводителей, включая GM, а также, C) многих других, которые не выделяли ресурсы на побудить потребителей использовать электромобили.GM сильно ударила по общественному имиджу, когда отказалась продавать автомобили арендаторам и раздавила большинство из них (каким-то образом Фрэнсис Форд Коппола удержал его), но технологический опыт был применен к текущим моделям, таким как автомобили с увеличенным запасом хода. Электромобиль Chevrolet Volt и полностью электрический Bolt.

Пропущенная ссылка

Алан Коккони основал AC Propulsion в Сан-Димасе, Калифорния, в 1992 году. Он предоставил GM большую часть гениальности, связанной с электричеством, благодаря которой концепция Impact и последующий EV1 работали должным образом, включая вклад в его инвертор.

В 1997 году компания AC Propulsion показала то, что здесь видно, с мощностью 150 кВт (201 л.с.) и свинцово-кислотными аккумуляторами (Johnson Controls Optima Yellow Tops). Кузов и шасси были в основном из ранее существовавшего комплекта стекловолокна Piontek Sportech. Литий-ионные элементы только становились доступными (во многом благодаря потребительской электронике и инвестициям правительств и промышленности в фундаментальные исследования аккумуляторов в эту эпоху), и в конечном итоге соучредитель Tesla Motors Мартин Эберхард поручил использовать их вместо нуля.Более легкие и более энергоемкие, они показали потрясающее время разгона от нуля до 60 миль в час за заявленные 3,7 секунды. Эй, это может быть весело! Недешево, оценивается в 220 000 долларов, но что с того?

Когда Коккони и его партнер Том Гейдж сопротивлялись запуску автомобиля в производство, Эберхард и Марк Тарпеннинг учредили Tesla Motors в 2003 году. Заимствовав литий-ионный церо в качестве демонстратора, они предложили свою идею венчурным капиталистам Кремниевой долины. Детали их счетов различаются (и стали предметом судебного процесса), но к одному потенциальному инвестору подошел Илон Маск, который первым попытался заставить AC Propulsion начать производство церо, как это сделал Эберхард.Вместо этого Gage и AC Propulsion решили провести электрические преобразования на Scion xB (они назвали его eBox) и продолжить работу по контракту, например, помочь электрифицировать Mini. В итоге Маск вложил свои деньги в Tesla Motors, и идея Эберхарда стала набирать обороты. Остальное становится историей электромобилей, но просто помните, что вы можете провести линию от EV1 до Tesla — и что эта линия проходит через Сан-Димас.

Маленькая птичка

Corbin Sparrow не разгоняется до 100 км / ч менее чем за четыре секунды.Майк Корбин сделал свою славу и состояние на производстве сидений для мотоциклов. Полуавтомобиль / полубайк, который он представил в 1999 году под названием Corbin Sparrow, мог разгоняться до 70 миль в час и иметь запас хода около 40 миль. Это больше похоже на пригородную поездку с третьим автомобилем — представьте себе Citicar, который вы, возможно, действительно могли бы использовать, иногда, — чем что-либо, что сделала Tesla, но также гораздо менее успешная.

Corbin Motors продала менее 300 электрических Sparrow, прежде чем она попала в банкротство по главе 7 в 2003 году, но идея не умерла.Его интеллектуальная собственность перешла к нескольким последующим владельцам, последним из которых является компания ElectraMeccanica Vehicles из Британской Колумбии, обещающая к 2017 году модернизированную версию с литий-ионным аккумулятором. пока что.

Кий британский акцент

Tesla Motors начала производство в 2008 году с Roadster, первое поколение которого можно было бы справедливо охарактеризовать как «AC Propulsion tzero» с заменой комплектующих на компоненты Lotus Elise на один класс выше, чем у комплектных автомобилей.Более поздние модели (например, показанный здесь Roadster 2.5 2011 года) используют запатентованную технологию трансмиссии, разработанную в Tesla, но первый запуск зависел от лицензированной силовой установки переменного тока и систем понижающей зарядки.

Первым, кто установил литий-ионные аккумуляторы в серийный автомобиль и первым, кто продемонстрировал 200-мильный запас хода (хотя и не так сильно, как на Elise), Roadster использовал трехфазный, четырехполюсный Асинхронные двигатели переменного тока. Они постепенно укреплялись по мере того, как производство продолжалось до 2012 года.Продав более 2400 единиц за четыре года, несмотря на цену 109000 долларов в 2010 году (средний модельный год), Tesla, наконец, нашла достаточно людей, чтобы начать думать об электричестве как о привлекательной альтернативе, и заменила Citicar в качестве образа, который представлял себе широкая публика. ответ на слова аккумулятор, электрический и автомобиль.

Получение идеи

Такие автомобили, как этот Smart Fortwo Electric Drive — это то, как крупные мировые автопроизводители по-прежнему думают об электричестве и удовлетворении своей потребности в производстве автомобилей с нулевым уровнем выбросов: возьмите автомобиль, который вы уже спроектировали, преобразуйте его в электроэнергию и закончите .Это не обязательно глупо. Рынок по-прежнему ограничен, а стоимость конструкции автомобилей с чистым листом все еще высока, в то время как цены на топливо остаются неизменно доступными. Tesla впечатляет всех, но пока не показала операционной прибыли от продаж автомобилей.

Итак, мы получаем подобные Smart и Chevy Spark EV (что намного веселее, чем бензиновая версия), и множество гибридов на полпути. Литий-ионные элементы, подобные тем, что используются в этом Smart, сильно снизились в цене — они были примерно в четверть того, что они стоили, когда был построен tzero.Они быстро заряжаются и, предположительно, выносливы, но потребовался бы еще один раунд улучшения времени зарядки, большего снижения затрат и более высокой плотности энергии, чтобы действительно конкурировать с эффективностью, стоимостью, удобством и производительностью. современных автомобилей внутреннего сгорания.

Делая поворот

Nissan — один из немногих крупных автопроизводителей, выпускающих электромобили с батарейным питанием на специальной платформе. Leaf поступает на рынок как модель 2011 года с литий-ионным аккумулятором на 24 кВтч под сиденьями, а обновленную для 2016 года версию можно заказать с 30-киловаттным аккумулятором в том же месте.Построенный в Японии, США и Великобритании, он продается по всему миру и полностью способен развивать скорость по шоссе, хотя только более поздняя модель может проехать 100 миль без подзарядки. Тем не менее, Leaf становится самым продаваемым полнофункциональным электромобилем в истории: в январе 2018 года общий объем продаж превысил 300 000 единиц. Около 115 000 из них отправились в Соединенные Штаты — большинство из них построено в Смирне, штат Теннесси, — и это еще до появления его модель второго поколения. Другие могут работать лучше, лучше выглядеть и лучше танцевать и петь, но Leaf уже заслужил свое место в качестве электромобиля, благодаря которому электромобили кажутся такими же нормальными, как в 1901 году.

Путь не усыпан роз

История пишется победителями, и мы часто забываем, что неудачи гораздо чаще встречаются среди стартапов. Это особенно верно в автомобильной промышленности, где в список не очень впечатляющих идей электромобилей в последнее время вошли Coda, Aptera и Venture Vehicles. Недавнее исследование того, как громкие и многообещающие инициативы могут превратиться в пыль мечты, было «Лучшее место».

Мечтателем был Шай Агасси, основавший компанию Better Place в 2009 году.Более 850 миллионов долларов, вложенных в Better Place, едва хватило на то, чтобы его амбиции продержались до 2013 года, когда он развалился, но он продвинулся далеко по пути при поддержке народов Израиля (где находилась штаб-квартира) и Дании, партнерства с Renault, в результате чего был создан автомобиль с аккумуляторным блоком в соответствии с его стандартами (здесь показан Fluence ZE), а также бизнес-план, выходящий за рамки пресловутого бизнес-плана, который основывался на идее стандартизированного аккумуляторного блока, который можно было бы скорее заменить. чем заряжаться на борту (оттенки начала 1900-х годов и тех нью-йоркских такси).

Агасси преуспел в реализации идеи, но также в оскорблении других автопроизводителей, чья готовность создавать аккумуляторные батареи для электромобилей в соответствии со стандартом, который можно было бы быстро вытащить и переустановить, была необходимым элементом долгосрочного плана. Станции для подзарядки батарей Better Place появились на обочинах дорог, готовые обслуживать автомобили, которые, ммм, покупали немногие. Ой. В общей сложности было продано менее 1500 Renault Fluences. По крайней мере, у индустрии аккумуляторных автомобилей теперь есть свои современные истории о пламени, которые можно поставить в один ряд с такими заметными приключениями, как приключения Такера, ДеЛориана и Бриклина.

Создание истории

Представленный в 2012 году, он входит в наши списки 10 лучших автомобилей 2015 и 2016 годов. Это и большой роскошный автомобиль, и мощный автомобиль с доступным, метко названным Ludicrous Mode. При весе от 4600 до 5000 фунтов и от 70 до 90 кВтч литий-ионных элементов, Tesla Model S — это своего рода лунный выстрел с совершенно другим подходом к тому, что это означает, чем GM EV1. Существует даже дополнительная система автопилота, которая в значительной степени способствует развитию автономных навыков вождения.

Тринадцать лет с момента основания и восемь орбит вокруг Солнца с момента выпуска своего первого серийного автомобиля, в этих условиях Tesla пережила почти все новые стартапы автомобильных компаний с тех пор, как после Второй мировой войны родились Porsche, Ferrari и Lamborghini. Компания имеет 20-летний опыт разработки аккумуляторов и электроники помимо EV1, который можно использовать в своих последних продуктах. Но беспокойство по поводу дальности полета и необходимость тщательного планирования поездок по местам подзарядки по-прежнему являются проблемами для этого электромобиля, как и его стоимость (базовая цена составляет 71 200 долларов США, и она будет повышаться).

Модель S, несмотря на свою невысокую цену, почти каждый месяц превосходит Leaf по продажам. Это ореол для всего класса, и заслуга Илона Маска в том, что он сделал это, даже если его рот иногда говорит так же громко, как и большие деньги, которые он тратит. Далее на повестке дня Tesla: кроссовер Model X и более доступный седан Model 3.

Снова в мейнстриме?

Chevrolet Bolt 2017 обеспечивает запас хода более 200 миль без подзарядки по розничной цене, которая ниже средней для всех продаж новых автомобилей.General Motors опирается на свой опыт работы с EV1 и подключаемым гибридом Volt, чтобы загрузить в Bolt литий-ионный аккумулятор емкостью 60,0 кВтч с жидкостным охлаждением и электродвигатель, достаточно мощный, чтобы заставить замолчать этих шутников из «гольф-каров». В наших тестах Bolt разгоняется от нуля до 60 миль в час за 6,5 секунды, а его EPA оценивает диапазон 238 миль, который мы проверяем как достижимый. Это также не шутка, поскольку он полезен для повседневного использования и может быть прямой заменой эквивалента двигателя внутреннего сгорания. Насколько это хорошо? Автомобиль и водитель помещает его в наш список 10 лучших автомобилей 2017 года.А затем Chevy заявляет, что это еще один шаг вперед, чтобы начать тестирование Bolts, которые могут управлять собой.

Tesla сокращает объем продаж

После того, как Chevrolet вырвалась на рынок доступных электромобилей дальнего действия из всех компаний (см. Bolt), Tesla наконец выпускает свою Model 3 в конце 2017 года. Хотя обещано, что 3 будут массово производиться в значительных количествах, Проблемы с производством на раннем этапе изначально сдерживают это радужное будущее.

Оригинальный основной электромобиль вернулся

В 2018 году Nissan запускает Leaf второго поколения.Укомплектованный более мощным аккумуляторным блоком на 40,0 кВтч, достаточным для запаса хода в 151 милю, согласно оценкам Агентства по охране окружающей среды, новый Leaf значительно превосходит батарею своего предшественника на 29,9 кВтч и запас хода 107 миль. Да, и Leaf 2018 выглядит намного менее дурацким, но при этом включает в себя новейшие технологии активной безопасности Nissan. Базовая цена ниже, чем раньше, чтобы поддержать интерес покупателей к все более доступным (но все же более дорогим) электромобилям с большей дальностью хода, таким как Chevrolet Bolt и Tesla Model 3.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *