Как и когда был изобретен автомобиль

 С давних времён человек хотел освободиться от физических усилий или облегчить их при перемещении чего-либо, располагать большей силой, быстротой. Создавались сказания о коврах самолётах, семимильных сапогах и волшебниках, переносящих человека за тридевять земель мановением жезла.

    Таская тяжести, люди изобрели тележки, ведь катить легче. Потом они приспособили животных – волов, оленей, собак, больше всего лошадей. Так появились повозки, экипажи. В экипажах люди стремились к комфорту, всё, более совершенствуя их. Стремление людей увеличить скорость ускоряло и смену событий в истории  развития транспорта. Из греческого «аутос» — «сам» и латинского «мобилис» — «подвижный» в европейских языках сложилось прилагательное «самодвижущийся», буквально «авто — мобильный». Оно относилось к часам, куклам-автоматам, ко всяким механизмам, в общем, ко всему, что служило как бы дополнением «продолжением», «усовершенствованием» человека.

     В ХVIII веке попробовали заменить живую силу силой пара и применяли к безрельсовым повозкам термин «автомобиль».    Почему же счёт возраста автомобиля ведут от первых «бензиномобилей» с двигателем внутреннего сгорания, изобретённых и построенных в 1885-1886 годах? Как бы забыв о паровых и аккумуляторных (электрических) экипажах. Дело в том, что ДВС произвёл подлинный переворот в транспортной технике. В течение длительного времени он оказался наиболее отвечающим идее автомобиля и потому надолго сохранил своё главенствующее положение. Доля автомобилей с ДВС составляет на сегодня более 99,9% мирового автомобильного транспорта. Трудно представить себе отрасль народного хозяйства или вид деятельности человека, в которых не использовался бы автомобиль. Наша же страна вступила на путь автомобилизации только после революции 1917 года.

До 1917 года в России автомобили большого воодушевления не вызывали. Их распространение имело как сторонников, так и противников: последних пугали, например, несчастные случаи с лошадьми, выхлопные газы и т. п. На первых порах расширение сферы применения автомобиля в нашей стране выразилось лишь в организации в 1904 году петербургского таксомоторного общества, а позднее – в использовании автомобилей почтовыми и военными ведомствами. Хотя дореволюционная Россия не имела высокоразвитой автомобильной промышленности, русские инженеры совершили ряд успешных попыток по разработке и изготовлению собственных конструкций —  первый отечественный автомобиль был создан в Санкт-Петербурге в мае 1896 года Е.А. Яковлевым и владельцем каретных мастерских П.А. Фрезе. Ситуация существовавшая, в российском автомобилестроение в начале века когда русские автомобили – несмотря на их ограниченное количество – по своим ходовым качествам и качеству отделки не уступали импортным образцам, к сожалению не сохранилась до наших дней.

   Однако автомобилизация несёт людям не только пользу, с популярностью автотранспорта связаны и острые проблемы, переживаемые человечеством в последние годы. Массовость его применения вызвала угрозу истощения ресурсов нефти, загрязнение атмосферы городов, многочисленны случаи дорожно-транспортных происшествий. Для производителей это проблемы сбыта, конкуренции на внутреннем и внешнем рынках, потогонная организация производства и как реакция – активное рабочее движение. Для автолюбителей ограничения проезда автомобилей, их скорости, их технических характеристик. Несмотря на сравнительную сложность и дороговизну, автомобиль стал одним из самых распространённых технических сооружений. Его скоростные, конструкторские качества улучшаются с каждым годом, автомобиль становится всё более комфортабельным. Для безопасности водителей фирмами производителями автомобилей ежегодно тратятся тысячи долларов, что спасает жизни тысячам людей. «Автомобиль не роскошь, а средство передвижения»- эти слова из известного произведения Ильфа и Петрова обрели в наше время реальный смысл.

           

Изобретение двигателя внутреннего сгорания.

    Прежде чем появился автомобиль, был изобретён двигатель. Ещё в 1860 году французский механик Этьен Ленуар (1822-1900) построил газовый двигатель, напоминавший паровую машину. Двигатель Ленуара – двусторонний и двухтактный, т.е. полный цикл работы поршня длится в течение двух его ходов. Но Ленуаровский двигатель оказался малоэффективен.

    Сделать газовый двигатель более эффективным удалось в 1876 году коммерческому служащему Николаю-Августу Отто (1832-1891) из Кёльна (Германия) совместно с Евгением Лангеном (1833-1895). Двигатель назвали четырёхтактным, так как процесс в нём совершался в течение четырёх ходов поршня и соответственно двух оборотов коленчатого вала. По этому циклу работает подавляющее большинство автомобильных двигателей.

    К недостаткам двигателя Отто относят его тихоходность и большую массу. Газовый двигатель Отто, так же как и первый его вариант, был непригоден для установки на автомобиль, однако получил широкое распространение в стационарных условиях.

   ДВС стал годным для применения на транспорте, после того как заработал на жидком топливе, приобрёл быстроходность, компактность и лёгкость. Наибольший вклад в его создание внесли инженеры-машиностроители ХIХ века – технический директор завода Отто в Дойце Г. Даймлер (1834-1900) и его ближайший сотрудник В. Майбах (1846-1929) позднее основавшие собственную фирму. В официальной фирменной (1935) биографии Даймлера сказано: «В1881 году Даймлер объездил Россию, чтобы на месте познакомиться с нефтью, ему уже тогда продукты нефти представлялись топливом для транспортного двигателя. 1882 год стал поворотным в жизни Даймлера. Этот год можно считать годом рождения автомобильного двигателя, хотя сам двигатель был готов только в следующем году». Первый двигатель Даймлера годился и для транспортного, и для стационарного применения. Работал на газе и на бензине. Все позднейшие конструкции Даймлера рассчитаны исключительно на жидкое топливо. Изобретение бензинового двигателя внутреннего сгорания справедливо считается одним из важнейших.

    Одним из первых конструкторов российского керосинового двигателя был лейтенант военно-морского флота Е.А. Яковлев, которому удалось в 1884 году основать в Петербурге первое в России отечественное производство двигателей собственной конструкции, главным образом небольшой мощности. В 1891 году завод Яковлева перешёл на серийный выпуск двигателей.

Изобретение и совершенствование автомобиля.

   «Автомобиль… нужно считать сыном паровоза, давшего ему душу, и велосипеда, снабдившего его телом», — так образно об автомобиле писал в 1902 году один из русских журналов.

    Зарегистрировано 416 претендентов на почётный титул «изобретателя автомобиля». Из них наиболее заметный след в истории создания автомобиля оставили не более пяти.                                                                                                                               

    Зигфрид Маркус (1831-1898) был чиновником, инженерных знаний ему не хватало. Его «безлошадная повозка» имевшая  2 — цилиндровый, лежачий четырёхтактный бензиновый двигатель, ¾ л.с. и готовая к действию, оказалась неспособной ездить без помощи лошади. Её копию, можно видеть в техническом музее в Вене. Вторая повозка Маркуса созданная в 1887 году, кое-как действовала, но Маркус предложил интересные решения отдельных    механизмов машины например – карбюратора.

    Джордж Селден (1846-1932) живший в городе Рочестере (США) был тоже чиновником нотариусом, и его самоходный экипаж тоже никто не видел. Но, будучи хорошо знаком, с законами в 1877 году он сделал патентную заявку на устройство автомобиля. По ней оказывалось, что любой экипаж с бензиновым двигателем оказывался изобретённым Селденом. Повозка Селдена хранится в музее Института Стивенса в США.

    В литературе можно встретить упоминание о математике Эдуарде Деламаре-Дебутвиле

(1856-1901) которого вместе с механиком Л. Маланденом называют первоизобретателем автомобиля. В связи с этими именами к столетию автомобиля 1984 год объявили «французким годом автомобиля», тогда как «всемирным годом» официально считался 1986-й год.

     Ни Маркус, ни Селден, ни Деламар-Дебутвиль, ни прочие 411 претендентов не были признаны изобретателями автомобиля. Этой чести удостоены Готлиб Даймлер и Карл Бенц (1844-1929). Оба построили самодвижущиеся повозки в 1885 году и должным образом выправили патенты. Бенц – на «экипаж с газовым двигателем» (немецкий патент №37435 от 29 января 1886года), Даймлер – на «одноколейный» экипаж (№34926 от

3 апреля 1885 года), а в 1886 году и на четырёхколёсный. Силовыми установками, построенными по этому принципу, сегодня снабжены полмиллиарда автомобилей. С примитивных машин Даймлера и Бенца, выпущенных в 1885-1886 годах начинается отсчёт автомобильного века. При жизни они так и не познакомились, хотя созданным ими автомобильным фирмам суждено было в 1926 году слиться в известную ныне компанию «Даймлер – Бенц».

       Вплоть до ХХ века автомобиль рассматривали как занятную механическую игрушку, спортивный снаряд, экипаж для прогулок или торжественных выездов. В США до первой мировой войны в официальных документах фигурировал термин «плежер – кар» (т.е. «повозка для удовольствия»), обозначавший «легковой автомобиль». Его техническая характеристика соответствовала требованиям, обычным для конного экипажа.

В те годы более перспективными считались электрические и паровые автомобили.

В США, например, в 1899 году только 22% всех выпущенных механических экипажей составляли «бензиномобили», 38% — электромобили и 40% — «паромобили». Но уже к

1905 году положение изменилось – 70% автомобилей с ДВС и по 15% электрических и паровых. «Взрывной двигатель» быстро совершенствовался, к началу ХХ века уже показывал удельную энергоёмкость до 60 Вт·ч/кг и мог обеспечить автомобилю запас энергии до 25 кВт·ч/кг с учётом типичного для того времени объёма бака. Так обозначился разрыв между автомобилем с ДВС и их соперниками. К 20 годам запас энергии, и скорость автомобиля удвоились (электромобилю потребовалась бы аккумуляторная батарея массой до 2 тонн).

    Сходство автомобиля с конным экипажем сохранялось до начала ХХ века. Но в 1890-х годах  Эмиль Левассор (1844-1896), главный конструктор французской фирмы «Панар-Левассор», предложил новую компоновку автомобиля: двигатель и радиатор охлаждения расположены спереди; усилие передаётся через механизм сцепления и коробку передач на промежуточный поперечный вал, а от него — цепями на задние колёса. Сцепление состоит из двух конических дисков, которые можно сблизить, «сцепить» во время движения автомобиля или отдалить при перемене передач и на стоянках. В коробке передач находятся два вала с набором шестерён различных диаметров на каждом (это вместо ремённых передач). Новая компоновка выдержала серьёзную проверку на гонках Париж – Руан (127км) 1894 года. Из 102 машин с разными двигателями гонку закончили 13 бензиновых и 2 паровых автомобиля . Поделившие первый приз автомобили Левассора и Пежо с двигателями Даймлера показали среднюю скорость 20,5 км/час, наибольшую экономию, безопасность и удобство обслуживания. Впоследствии автомобильные соревнования стали обычным явлением. Конструкторы извлекали из них полезные сведения для своей работы.

    Гонка Париж – Руан подтвердила необходимость замены жёстких шин  эластичными, рулевого поводка – штурвалом, ремней и хрупких приводных цепей – каким-то другим, более надёжным видом передачи усилия от двигателя к колёсам. Французский конструктор Луи Рено (1877-1944) в 1898 году заменил цепной привод карданным валом, два вала в КП – тремя. Фабрикантам автомобилистам в конкурентной борьбе приходилось применять конструктивные новейшие решения, прогрессивные технологические процессы. Людей перестала удовлетворять скорость 30-40 км/час, шум двигателя утомлял и раздражал, расход топлива представлялся чрезмерным, тормоза – слабыми, тряска нестерпимой. От восторгов и благодарностей перешли к требованиям.

    Профессии автомобильного инженера не было. Конструкторы автомобилей – они же нередко фабриканты – ранее были, например, специалистами по деревообработке (Панар), сантехнике (Бьюик), швейным и пишущим машинам (фирма «Адлер» и др.), оружию (Гочкисс). В лучшем случае – по двигателям, локомотивам (Берлье), экипажам (Студбейкер) и велосипедам. Большинство новоявленных конструкторов терпело неудачу, лишь наиболее предприимчивые и талантливые добивались успеха – В.Лянча (Италия), Г.Ледвинка и будущий конструктор самого распространённого в мире автомобиля «Фольксваген» Ф.Порше (Австро-Венгрия), Г.Ройс и Г.Остин (Англия), Р.Олдс и Г.Форд (США). Проектирование и построение одного автомобиля занимали в ХIХ веке примерно 5 человека-лет работы, к концу века совершенствование технологии и унификации автомобилей каждой фирмы сократили трудоёмкость изготовления одной машины вдвое. «Форд», «Дженерал Моторз», «Додж» впервые предприняли крупносерийное, а затем и массовое производство автомобилей. Немалый вклад в изобретение автомобиля и его совершенствование внесли и российские изобретатели, но о них в следующей главе.