Файл: Р.Р. Масленников Лекции по истории автомобильной науки и техники.pdf

ББК 39.32 УДК 656.13.(09)+629.33.(09) М315

Рецензенты:

Областное государственное унитарное предприятие «Кузбассавтотранс»

Кандидат технических наук, доцент Кемеровского сельскохозяйственного института Е.А.Сигаев.

Масленников Р.Р. Лекции по истории автомобильной науки и техники/Кузбас. гос. техн. ун-т. Кемерово, 2000. 175с. 151 ил.

ISBN 5-89070-187-8

Пособие посвящено истории создания отечественных автомобилей. Рассмотрено появление первых автомобилей в Германии, становление автомобильной промышленности США. Описаны конструкции первых автомобилей и биографии их создателей. Рассмотрены этапы развития автомобильной промышленности России.

Предназначено для студентов специальности 150200 "Автомобили и автомобильное хозяйство", 240100.03 "Организация перевозок и управления на транспорте (автомобильном)" и 240400 "Организация дорожного движения", будет интересно и тем, кто интересуется историей автомобиля.

Печатается по решению редакционно-издательского совета Кузбасского государственного технического университета.

2

ПРЕДИСЛОВИЕ

Написание конспекта лекций по курсу «История автомобильной науки и техники» вызвано отсутствием учебников по этому курсу.

В 1986 году отмечался столетний юбилей создания первого в мире автомобиля, а в 1996 году столетний юбилей первого Российского автомобиля. Популярных книг, написанных по этому поводу достаточно много (см. список используемой литературы).

Появление этого курса в учебных планах вызвано тем, что знание истории техники не только расширяет интеллектуальный кругозор человека, но и имеет большое практическое значение особенно для будущих специалистов. Многообразие технических решений в процессе создания той или иной машины стимулирует творческую активность инженеров, экономит силы и время, способствует тому, чтобы не изобретать то, что было известно раньше. Ранее изобретенное в свое время могло не найти практического применения по разным причинам: прежде всего из-за отсутствия потребности или неподготовленности государства или общества, отсутствия конструкционных или эксплуатационных материалов и т.п. А у студентов необходимо вызвать повышенный интерес к изучению как дисциплин социально-экономического цикла, общетехнических и общеинженерных дисциплин, так и специальных. К примеру, знание истории техники имеет юридическое значение. Такие дисциплины дают возможность опротестовать патенты конкурентов путем доказательства отсутствия в них новизны. В ответ на предъявленные иски многие фирмы проводили свой патентный поиск или поиск публикации, описывающих близкие по конструкции изобретения.

Так, в начале XX века, когда появилась потребность ответить на во-

тентов, привилегий, публикаций позволил установить их имена.

В работе последовательно рассмотрена эволюция транспорта, начиная с создания колеса, колесниц, карет, паросиловых установок, электрических двигателей, двигателей внутреннего сгорания и транспортных средств с их применением.

3

ЛЕКЦИЯ ПЕРВАЯ

Основные понятия о транспорте и его проблемы

Привычное слово «автомобиль» появилось от двух слов греческого «autos»- сам и латинского «mobilis» – подвижный. В европейских языках сложилось прилагательное «самоподвижный» или причастие «самодвижущийся», а буквально «автомобильный», а уже от них образовалось существительное «автомобиль». Слово автомобиль очень емкое, под ним можно понимать не только привычный нам образ автомобиля, но и паровоз, электровоз, грейдер, трактор и т.д. Но под словом «autos»

– «сам» человечество понимает и способность самому, т.е водителю выбирать маршрут движения, скорость, где и когда начать движение, где остановиться.

Нет сомнений в том, что паровоз и электровоз не отвечают этим требованиям, а грейдер, трактор и др. машины отвечают этим требованиям не в полной мере, да и количество их ничтожно мало по сравнению с привычными нам автомобилями. В машиностроении появился даже термин «массовое производство», и он относится только к производству легковых автомобилей, все остальное в каких бы количествах ни выпускалось, всего лишь «серийное производство». Массовое производство автомобилей привело к тому, что автомобильный парк мира в настоящее время превысил 500 млн. единиц и продолжает расти темпами около 15 млн. автомобилей в год.

Автомобильный транспорт является большим потребителем материальных и трудовых ресурсов. На территории бывшего СССР к концу восьмидесятых годов в сфере производства и эксплуатации автомобилей и дорожных машин было занято около 15 млн. чел., т.е. примерно один из семи работающих. Во многих странах мира этот показатель выше, т.к. сервисное обслуживание автомобилей и дорог много лучше. Транспортная система страны складывается из нескольких видов транспорта, каждый из которых имеет свою область применения, или, как говорят сегодня, «свою нишу». Различают несколько видов транспорта:

•сухопутный: железнодорожный, автомобильно-дорожный (автомобильный);

•водный: речной и морской;

•воздушный;

4

•трубопроводный;

•транспорт местного значения: канатный и транспортерный. Железнодорожный транспорт выполняет, как правило, регулярные

перевозки основной массы грузов на большие расстояние, осуществляет так называемые межрегиональные транспортные связи.

Речной транспорт осуществляет мощные межрайонные перевозки по направлениям судоходных рек в период летней навигации в районах со слаборазвитой дорожной сетью.

Морской транспорт осуществляет, как правило, межгосударственные перевозки, а если в переделах одного государства, то каботажные перевозки.

Автомобильный транспорт в большинстве своем обслуживает внутренние перевозки на сравнительно короткие расстояния. В районах с развитой транспортной сетью и сервисом рентабельными становятся перевозки на расстояние в 3-4 тыс. км.

Воздушный транспорт обладает высокой скоростью и работает по максимально большим расстояниям. Его назначение - перевозка пассажиров, почты, срочных остродефицитных грузов на большое расстояние.

Трубопроводный транспорт осуществляет доставку на сотни и тысячи километров нефти, нефтепродуктов, газа. В меньших объемах используется пневматический трубопроводный транспорт для доставки на расстояние в несколько десятков или сотен километров, сыпучих, пылевидных, зернистых и мелкокусковых материалов.

Существуют еще подвесные канатные дороги. Применяя их, можно осуществлять транспортирование по кратчайшим расстояниям без устройства мостов, эстакад с уклонами 30-40 0.

Транспортерный или конвейерный транспорт осуществляет доставку сыпучих или штучных грузов, как правило, в пределах одного предприятия, выполняя роль технологического транспорта.

На долю перечисленных видов транспорта приходится более 20 % основных производственных фондов и более 10 % капитальных вложений страны. Транспорт, являясь самостоятельной отраслью экономики, обеспечивает деятельность всех остальных отраслей. Доля транспортных затрат в совокупной стоимости продукции составляет около 10-15 %. В стоимости некоторых видов продукции доля транспортных затрат бывает выше. Например, в стоимости угля их более 16-17 %, железной руды 19-22 %, в стоимости нефтепродуктов 25-26 % , продуктов переработки древесины 24%, почти 30 % в стоимости цемента, а также до

5

60 % в некоторых строительных материалах. Из приведенных выше самостоятельных видов транспорта наибольшую популярность у населения имеет автомобильный, т.к. значительная доля его находится в личном пользовании. Для большинства владельцев личного автомобиля, независимо от профессии, автомобиль - это хобби, которому он посвящает все свободное время. Они (владельцы) стараются его улучшить и усовершенствовать, а в разговоре с ними можно убедиться в том, что их знания автомобиля на уровне профессиональных. Поскольку автомобиль не просто средство передвижения, а в его конструкции находят отображение достижения многих отраслей промышленности, современные тенденции развития техники, то, познавая автомобиль, мы повышаем уровень своей технической культуры. Автомобиль, из года в год совершенствуясь, уже на заре своего возникновения способствовал развитию многих отраслей промышленности, таких как машиностроение, металлургическая, химическая, резино-техническая, нефтеперерабатывающая промышленность и др. (со своими научноисследовательскими и конструкторскими институтами.)

Бурно развиваясь, эти отрасли промышленности в свою очередь стали стимулировать совершенствование конструкции автомобиля. Так, достижения автоматики и электроники находят широкое использование в современных конструкциях транспортных средств, организации дорожного движения. Все возрастающие масштабы промышленного освоения природных ресурсов, огромный рост потребления энергии и энергоресурсов, расширяющаяся внешняя и внутренняя торговля, экономические и культурные связи невозможны без мощного развития различных видов транспорта, без широкого строительства транспортных путей и коммуникаций.

Вместе с тем следует сказать и о другой стороне предмета нашего разговора. Пророческими оказались слова Ф. Энгельса в работе «Диалектика природы». Он пишет: « Не будем, однако, слишком обольщаться нашими победами над природой. За каждую такую победу она нам мстит. Каждая из этих побед имеет, правда, в первую очередь, те последствия, на которые мы рассчитывали, но во вторую и третью совсем другие, непредвиденные последствия, которые очень часто уничтожают значение первых». Вредное воздействие автомобиля на окружающую среду сводится к следующему:

•загрязнение воздушного бассейна токсичными компонентами;

•тепловое загрязнение атмосферы;

6

•повышение шумового фона;

•разрушение поверхности земли.

Общая мощность автомобильных двигателей в мире оценивается цифрой около 25 млрд. кВт, а для приведения их в движение ежечасно расходуется топлива примерно 200 гр/кВт.ч. Загрязнение атмосферы как выхлопными газами, так и шумом весьма значительно. Надо учесть, что большая часть автомобилей работает в городах, и большая часть этих загрязнений находится рядом с нами, проникая в наши жилища. Поэтому для автомобилистов представляют интерес такие курсы как: «Экология» (из цикла естественно-научных дисциплин), «Безопасность жизнедеятельности» (из цикла общепрофессиональных дисциплин), «Экология транспорта» (из цикла специальных дисциплин), и многие другие.

ЛЕКЦИЯ ВТОРАЯ

Колесо

Исторически появление самостоятельных видов транспорта, вероятно, складывалось следующим образом. Прежде всего, человек сам перемещался пешком и переносил для себя жизненно - необходимые грузы, обеспечивая свое существование. Позже для этих целей, правда, несколько возросших, начали использовать рабов. В этом случае путями сообщения были тропы, а потом стали появляться дороги, сначала примитивные, которые со временем непрерывно совершенствовались. Следующим видом транспорта стал водный т.к. не надо было строить пути сообщений, да и средства сообщения были самые примитивные: поваленные деревья, плоты, позже лодки. Потом появилась верховая езда и вьючные перемещения грузов, а также использовались волокуши из шестов, молодых деревьев, веток и шкур. Каменные блоки для пирамид и прочие тяжести перемещались с помощью бревенкатков, которые, вероятно, и подсказали конструкцию колеса. Первое колесо появилось в Месопотамии в середине 4 тысячелетия до н.э. С появлением колеса появился гужевой транспорт, который сегодня используется в очень ограниченном количестве только на селе, а как государственный перестал существовать. Применялся он несколько тысячелетий и за это время достиг большого совершенства, а приоритет транспорта в жизни

7

человека всегда был достаточно высоким. Установлено, что общество, прежде всего, нуждается в еде, одежде, жилище, а уж затем в транспорте. Следующим стал железнодорожный транспорт, который существует около двух веков и в последние годы переживает вторую молодость в виде магнитной подвески, скоростных магистралей и т.д. Далее появился автомобильный транспорт и самый молодой воздушный. Трубопроводный транспорт был известен в древнем мире. Как государственный вид транспорта он начал использоваться одновременно с появлением железной дороги для обеспечения паровозов водой, а с середины XX века этот вид транспорта получил широкое применение как международный вид транспорта для транспортирования нефти, газа и нефтепродуктов.

Рис.2.1. Древнейшие составные колеса

8

тый в горне железный обручшину 4. Остывая, шина накрепко стягивала колесо. Первые шины изготавливали из меди.

С появлением первых мануфактур стали появляться повозки массой до 10 т., которые сильно разрушали относительно тонкие дорожные одежды, поэтому стали вводиться ограничения на ширину колеса. Для таких повозок использовались широкие колеса с многослойными ободьями. Первые дороги с каменной одеждой появились в Риме и строились с использованием труда рабов. Рабский труд позволил Римской империи иметь сеть из 372 каменных магистральных дорог общей протяженностью около 60 тыс.км. (см. рис.2.3). С отменой рабства стала разрушаться Римская империя, а с ней и дороги. Мощение улиц возобновили значительно позже. Первый участок улиц в Париже был замощен в 1184 году, в Лондоне - в 1302 г. Улицы Москвы были вымощены бревнами, и лишь в начале XVIII в Петр I издал указ, который гласил, что с каждых 400 крестьянских дворов должно быть доставлено по четыре кубических сажени камня и песку , а каждый приезжавший в Москву должен был привезти три камня размером не менее гусиного яйца. Конструкции дорог стали усложняться , а это потребовало специальных знаний, и в 1741 г. в Париже было открыто первое высшее транспортное учебное заведение, «школа мостов и дорог», в дальнейшем получившая мировую известность.

Первыми колесными повозками были одноосные арбы, перемещав-

шиеся силой быков (Арбатюркское слово. Название повозки в Средней Азии 2-х колесная высокая на Кавказе и Южной Украине 4-х колесная длинная). [12]

Иногда арбы сцеплялись по две, но ими пользовались редко из-за низкой проходимости. Так появилась двухосная повозка. Когда быков заменили лошадьми, возросли скорости движения, и арбу пришлось за-

менить колесницей. (Колесница , древняя 2-х или 4-х колесная повозка , в которую впрягались одна или несколько лошадей, применялась в боевых действиях, спортивных состязаниях, ритуальных и триумфальных процессиях. Управлялась стоящим в колеснице возничим. Боевые колесницы действовали перед фронтом или на флангах пехоты.) [12]

Корпус колесницы имел три стенки и был открыт сверху и сзади. Конструкция получилась достаточно жесткой и прочной. Кузов мог выдерживать быструю езду без рессор по грубым дорогам, а при боевом использовании стенки колесницы служили броней.( Рессорафранцузское

словобуквально упругость. Упругий элемент подвески транспортных машин, смягчающий удары и выдерживающий рабочую нагрузку без остаточной деформации. Различают рессоры листовые, торсионные, винтовые, а также гидравлические и пневматические) [12]

9