Автомобильный транспорт мира

         Рис.2    Автомобиль Бенца. С двигателем объемом 984 куб.см и мощностью 0.9 л.с. при    400          об. в минуту он развивал скорость 15 км в час.  

        Параллельно с Даймлером и Бенцем работы над изобретением автомобиля вели еще 416 инженеров. Однако оформили свое открытие должным образом К. Бенц и Г. Даймлер, не знакомые друг с другом, но работавшие в одно и тоже время в соседних германских городах Мангейме и Бад-Канштатте (пригород Штутгарта) на расстоянии часа езды на современном автомобиле. Они оба построили действующие самодвижущиеся повозки и запатентовали свое открытие. К. Бенц — на трехколесный экипаж (трицикл) (№ 37435 от 29 января 1886 г.), Г. Даймлер — на «одноколейный» экипаж (№ 34926 от 3 апреля 1885 г.), а в 1886 г. — и на четырехколесный.

        «Безлошадные экипажи» К. Бенца и Г. Даймлера первоначально не были восприняты современниками. Горожан пугали хлопки от взрывов паров бензина в двигателе (его и называли «взрывным двигателем»). Даймлер имел право испытывать свои первые образцы только ночью, на загородных дорогах. Бенцу вменили в обязанность перед каждой поездкой сообщать в полицию маршрут и места остановок, для того чтобы можно было привести в готовность пожарные команды. Самодвижущиеся машины оценивались обывателями в лучшем случае как интересное научное достижение, но бесполезный в техническом отношении курьез. Официальные лица также не проявляли к автомобилям особого интереса. Тем не менее, процесс конструирования машин продолжался. На смену инженерам-одиночкам пришли конструкторы.  

          В Америке основателем автомобильной промышленности становится Генри Форд (1863—1947). Создав в 1892—1893 гг. свой первый автомобиль с 4-х тактным двигателем внутреннего сгорания мощностью 4 л.с., Г.Форд в 1903 г. основал компанию «Форд мотор», ставшую в недалеком будущем крупнейшим в мире производителем автомобилей. Знаменитый американец на пути к всемирному успеху столкнулся с трудностями, аналогичными тем, что испытали Г. Даймлер и К. Бенц. Первоначально публика не воспринимала изобретение Форда. «Моя “газолиновая тележка”, - писал Г. Форд, - была первым и долгое время единственным автомобилем в Детройте. К ней относились как к общественному бедствию, так как она производила много шума и пугала лошадей. Кроме того, она стесняла уличное движение... Я стал носить при себе цепь и должен был привязывать тележку к фонарному столбу, если оставлял ее где-нибудь. Затем происходили неприятности с полицией. Почему, я, собственно, не знаю. Насколько мне известно, тогда еще не существовало никаких предписаний относительно темпа езды. Как бы то ни было, я должен был получить от администрации особое разрешение, и таким образом некоторое время пользовался привилегией быть единственным, официально утвержденным шофером Америки».

       Забегая вперед, заметим, что в первой четверти ХХ в. усилиями Г. Форда на автомобильных заводах Америки была введена система организации массово-поточного производства, названная впоследствии фордизм. Основой фордизма и обусловленных им новых методов организации производства и труда стал сборочный конвейер. Каждый из рабочих, размещенный вдоль конвейера, осуществлял одну операцию, состоящую из нескольких (а то и одного) трудовых движений (напр., поворот гайки ключом), для выполнения которых не требовалось практически никакой квалификации. По свидетельству Форда, для 43 % рабочих требовалась подготовка до одного дня, для 36 % — от одного дня до одной недели, для 6 % — одна-две недели, для 14 % — от одного месяца до года.

        Введение конвейерной сборки, наряду с некоторыми другими техническими новшествами (типизация продукции, стандартизация и унификация деталей, их взаимозаменяемость и т. п.), привело к резкому росту производительности труда и снижению себестоимости продукции. Программная речь Г. Форда 1909 г., в которой было заявлено о том, что он «намерен построить автомобиль для широкого употребления. Несмотря на то, что цена будет такая низкая, что всякий человек, получающий приличное содержание сможет приобрести себе автомобиль, чтобы наслаждаться со своей семьей отдыхом на вольном, чистом воздухе», получила реальное подтверждение. Организация выпуска знаменитой модели «Форд-Т» на конвейере позволило снизить ее цену до 1000 долларов, что позволило увеличить объемы производства до десятков тысяч, а потом миллионов машин в год. За неполных 19 лет Форд превратил автомобиль из игрушки состоятельного человека в предмет массового потребления.  

А в  Европе в этот период (конец ХIХ  — начала ХХ вв.) предлагает принципиально  новую компоновку автомобиля (размещение силовых агрегатов спереди машины) главный конструктор фирмы “Панар-Левассор” Эмиль Левассор создает силовую передачу с карданными шарнирами.

         Луи Рено (основатель всемирно известной автомобильной компании “Рено”) патентует конструкцию штампованной балки задней оси и движущийся со скоростью 90 км/ч автомобиль.

         Винченцо Лянча создает 4-х цилиндровый мотор, мощностью 90 л.с.            Фердинанд Порше  проектирует и реализует проект одного из первых грузовых автомобилей Борис Луцкий и т. д. Подобных примеров развития и, что более важно, воплощения технической мысли можно привести еще множество.

          Металлургические, станкостроительные и машиностроительные предприятия были в состоянии произвести необходимые комплектующие. Еще более важным для перехода от единичного к серийному, а позже и массовому производству автомобиля явилось стремительное развитие нефтехимии. В официальной “фирменной” (1935 г.) биографии Даймлера сказано: “В 1881 г. Даймлер объездил Россию, чтобы на месте познакомиться с нефтью, ему уже тогда продукты нефти представлялись топливом для транспортного двигателя”.

         Совокупность означенных моментов промышленного развития привели к появлению в начале ХХ века в Европе множества мелких автомобильных фирм. Большинство из них жили год-два, а иногда и меньше, строили несколько машин, разорялись или меняли профиль. Автозавод начала прошлого века представлял собой гараж, а точнее, сарай, где на стапелях-козлах собирали сотни, а чаще десятки машин в год. Небольшие фабрики покупали узлы у тех, кто уже успел стать лидером новой отрасли, чьи заводы отдаленно напоминали современные, — “Де Дион-Бутон”, “Бенц”, “Даймлер”. Автомобиль начала ХХ века выглядел как тесная открытая машина на велосипедных колесах с тонкими спицами, мотором мощностью 5-10 л.с., цепной или ременной передачей. Несмотря на весьма несовершенную конструкцию, всего за 15-20 лет автомобиль прочно вошел в жизнь человечества. Воспринимаемый еще как новинка и в технике, и в образе жизни, он занял свое место в общественном сознании.

         Таким образом, завершая краткий экскурс в историю изобретения автомобиля, можно констатировать, что к началу первой мировой войны закончился первый этап конструирования автомобиля, привычно называемый – «изобретательский» . Его главной задачей являлась материализация идеи создания машины ,которая была успешно осуществлена, благодаря созданной к этому времени научно-технической и экономической базе. Началось единичное производство автомобилей.За изобретательским периодом наступил «инженерный» — примерно до 40-х гг. ХХ столетия. В это время были разработаны основы теории и расчета автомобиля. Стали возможны быстроходные и комфортабельные машины, их массовое производство. Третий период, «дизайнерский» , на передний план выдвинул проблемы соответствия машины запросам потребителя: удобство, безопасность пользования и технические качества.  

3. Колесо изобретается заново: революция в эффективности автомобилей 

          "Революция в эффективности автомобилей", которая могла бы позволить миру в потреблении топлива выйти за рамки нефти, зарождается по мере того, как автомобилестроение начинает переходить на более легкие материалы, более обтекаемую аэродинамику, гибридную электрическую тягу и топливо, не содержащее нефти.

 Эмори Б. Ловинс - соучредитель и главный исполнительный директор Института Скалистых гор, некоммерческой организации, которая способствует эффективному и рациональному использованию ресурсов, и председатель фирмы "Файберфордж", занимающейся технологиями композиционных материалов.

          В Сиэтле (штат Вашингтон) испытывается новый дизельный гибридно-электрический автобус.

        Не успели автолюбители оценить  автомобили с гибридным силовым  агрегатом, а на горизонте уже появились еще более «зеленые» гибриды

        Когда летом 2005 г. цены на  бензин достигли уровня - $0,66 за  литр, заметно вырос интерес покупателей  к автомобилям с гибридными  двигателями, имеющими под капотом  обычный силовой агрегат и электромотор, работающий от аккумулятора. Средний американский автомобиль потребляет 12 л топлива на 100 км, показатели же Toyota Prius hybrid в два раза лучше (хоть и зависят от манеры вождения ее владельца). Продажи гибридов в период 2004–2005 гг. удвоились и достигли уровня 200 тыс., к 2010 г. составят уже 0,5 млн, а к 2020 г. все производители перейдут на выпуск автомобилей с гибридным силовым агрегатом. Автомобили с комбинированным двигателем способны существенно сократить выбросы двуокиси углерода в атмосферу при условии, что электростанции также сократят объем вредных выбросов  

           Развитие технологий приведет  не только к созданию экономичного  силового агрегата, но и позволит  автомобилистам воспользоваться  дополнительными услугами. Они смогут по дешевому ночному тарифу заряжать аккумуляторные батареи, просто подключив их к стационарным источникам электрического тока в доме или офисе. Кроме того, такая система восполнения энергии позволит уменьшить объем выброса парниковых газов миллионами транспортных средств. Сегодня для получения энергии на электростанциях сжигается уголь или газ, но уже в ближайшем будущем для ее генерации можно будет использовать экологически чистые источники, такие как ветер и солнце. Возможно также создание генерирующих систем, в которых двуокись углерода будет накапливаться в подземных хранилищах.

           Для того чтобы оценить, насколько  перспективны гибридные автомобили, следует оглянуться в прошлое.  Вот уже более 100 лет машины  приводит в движение двигатель внутреннего сгорания, потребляющий бензин или дизельное топливо. Еще в начале прошлого века появилась идея объединить двигатель внутреннего сгорания и электромотор в единый силовой агрегат, но с ростом мощности первого она была благополучно забыта, тем более что топливо было дешевым и доступным. После энергетического кризиса 70-х гг. XX в. стало ясно, что увеличение экономичности автомобиля предполагает изменение его габаритов, веса и динамики. Спустя некоторое время размеры машин и, соответственно, двигателей стали расти, и лишь стабильное повышение цен на бензин в последние годы заставило американцев задуматься об экономичности их транспортных средств.

          Современные гибриды оборудованы  электронной системой управления, задающей оптимальный режим работы двигателя внутреннего сгорания и электромотора. Именно благодаря данной системе достигаются высокая экономичность, хорошая динамика и большой запас хода при низком уровне вредных выбросов газа в атмосферу. При малом объеме двигателя внутреннего сгорания высоких динамических характеристик автомобиля можно достичь за счет электромотора, который включается в работу в режиме ускорения или при возрастании нагрузок. 
 
 
 
 

4. Новые автомобильные материалы. 

         Двигатель, холостой ход, трансмиссия и аксессуары современного автомобиля поглощают семь восьмых его топливной энергии. До колес доходит лишь одна восьмая. Из этого количества половина нагревает шины и дорогу или греет воздух, отталкиваемый машиной. Лишь последние шесть процентов ускоряют автомобиль (а затем нагревают тормоза, когда вы останавливаетесь). А поскольку примерно 95 процентов разгоняемой массы - это автомобиль, а не водитель, менее 1 процента топливной энергии, в конечном счете, передвигает водителя. Не впечатляет, если учесть, что это - плод 120-летних инженерных усилий.

         К счастью, три четверти потребности автомобиля в движущей энергии обусловлены его весом, и каждая единица энергии, сэкономленная на колесах, экономит еще семь единиц, которые нам не надо терять на пути к колесам. Таким образом, производство автомобилей радикально меньшего веса позволяет экономить огромное количество топлива.

        Меньший вес прежде означал такие дорогостоящие материалы, как алюминий и магний. Теперь сверхлегкая сталь может в два раза повысить эффективность автомобиля без дополнительных затрат или снижения безопасности. При умной конструкции даже обычная сталь может давать удивительные результаты. Созданный молодой немецкой фирмой дизельный родстер на 2+2 места весом 450-470 кг (http://www.loremo.com) сочетает предельную скорость 160-220 километров в час (100-137 миль в час) с экономией топлива от 1,5 до 2,7 литра на 100 километров (87-157 миль на американский галлон) и будет продаваться в 2009 году за 11-15 тысяч евро.