14.2.Развитие автомобильной и других областей техники на базе двигателей внутреннего сгорания

Развитие двигателей внутреннего сгорания непосредст-венно связано с автомобильной техникой. С одной стороны, по-явление бензинового карбюраторного двигателя было важнейшей предпосылкой для создания и последующего развития автомоби-ля, а с другой стороны, именно автомобиль, выдвигая свои требо-вания к новому двигателю, способствуя его дальнейшему совер-шенствованию, и подготовил двигатель внутреннего сгорания к использованию в авиации.

История автомобильной техники начинается в 1885 г. с создания одноместной моторной повозки немецкого изобретателя Г. Даймлера. В 1886 г. Даймлер построил первый четырехколес-ный двухместный автомобиль, на котором ему удалось развить скорость до 18 км/час. Почти одновременно с Даймлером немец-кий инженер К. Бенц создал в начале 1886 г. трехколесный авто-мобиль, развивавший скорость до 12-15 км/час.

К началу войны 1914-1918 гг. во всех странах было уже 1,9 млн. автомобилей.

Развитие автомобиля связано, прежде всего, с совершен-ствованием применяемых двигателей, и это уже понимали конст-рукторы первых автомобилей. Первые карбюраторы были скон-струированы еще в 70-х гг. Затем появляются более совершенные карбюраторы поплавкового типа. В 1900-х гг. начинает осущест-вляться переход к более совершенной системе электрического зажигания рабочей смеси, появляются механизмы и устройства для легкого пуска в ход автомобильного двигателя и в 1910 г. в США инженер Ч. Кеттеринг разработал конструкцию электриче-ского стартера.

В конце XIX и начале XX в. в результате работ инжене-ров и изобретателей многих стран был создан автомобиль совре-менного типа, причем в нем было использовано все, что было создано техникой в различных ее областях. Кузов, рама и рессо-ры были заимствованы у пролеток, рулевое управление и шины (а также цепная передача) – у велосипеда.

Важную роль в создании автомобиля сыграло изобрете-ние во второй половине 40-х гг. XIX в. резиновых сплошных шин и пневматических шин с проректором и внутренней камерой. Ко-робку скоростей заимствовали у металлорежущих станков. По-требность в автомобилях быстро росла, и в 1890 г. во Франции было создано одно из первых автомобилестроительных предпри-ятий. По мере развития производства, мощность выпускаемых этой компанией автомобилей все время росла. За 10 лет она уве-личилась с 9-12 до 30 и даже 40 л.с. В 1900 г. здесь был создан автомобиль марки «Мерседес».

Одним из основных показателей качества автомобильного двигателя явилось повышение степени сжатия горючей смеси перед ее зажиганием, т.е. отношение объема цилиндра при край-нем нижнем положении поршня к объему цилиндра при крайнем верхнем положении поршня.

Современная техника позволила вернуться к газовому двигателю на автомобиле, причем в настоящее время применяет-ся сжатый или сжиженный газ. Газ подается в редуктор для сни-жения давления, а затем поступает в смеситель для питания дви-гателя. Газобаллонный автотранспорт получил большое техниче-ское развитие как в Европе, так и в Америке.

Перспективным является применение на автомобиле газо-вой турбины. Автомобильный бензиновый двигатель в 200 л.с. весит около 600 кг, а газотурбинный двигатель такой же мощно-сти весит в 5 раз меньше. Газотурбинный двигатель имеет в 3-4 раза меньше деталей, чем поршневой двигатель.

В 1959 г. создан первый советский многоместный газо-турбинный автобус. Легкие автомобили с газотурбинным двига-телем были созданы в США. В Америке подчеркивают такие вы-годы газотурбинных двигателей, как хорошая уравновешенность масс (благодаря отсутствию деталей, совершающих сложное воз-вратно-поступательное движение), малый вес, возможность рабо-тать, на самых различных жидких топливах.

В середине 50-х гг. появлялись бескарбюраторные бензи-новые автомобильные двигатели. Топливо с помощью специаль-ного насоса стали под большим давлением вводить прямо в каме-ру сгорания мощностью автомобильных двигателей при этом повышается на 15-25% по сравнению с карбюраторными двига-телями, а экономичность двигателей увеличивается на 5-15%.

В трансмиссии современного автомобиля наряду с меха-ническим фрикционным сцеплением с начала 30-х гг. получает применение гидравлическое сцепление (гидромуфта), при кото-рой передача крутящего момента осуществляется за счет кинети-ческой энергии жидкости.

В течение XX в. изменился весь облик автомобиля. Наи-более удачная форма кузова путем аэродинамических исследова-ний, которые производятся с целью уменьшить воздушное сопро-тивление кузова за счет приближения его формы к идеально об-текаемой.

В конце XX в. по дорогам нашей планеты ездило почти 500 млн. легковых автомобилей. А в общей сложности получает-ся около 700 млн. всевозможных автомобилей!

Автомобили делают многие страны, а некоторые собира-ют их из импортных частей. Больше всего легковых автомобилей выпускает Япония (по данным на 1997 г. – 8,5 млн в год). С авто-мобильной промышленностью тесно сотрудничают другие отрас-ли индустрии: шинная, химическая, металлургическая, станко-строительная, электронная.

По компоновке – так называют взаимное расположение в автомобиле важнейших агрегатов и узлов – различают четыре вида легковых моделей. При классической компоновке двига-тель находится впереди, а ведущие колеса – задние, как у «Вол-ги» или «Москвича». В случае заднемоторной компоновки двига-тель объединен в блок с коробкой передач и главной передачей и размещен в хвостовой части автомобиля. При этом ведущие ко-леса – задние.

Важнейшим принципиальным решением в последние го-ды стал почти всеобщий переход на легковые автомобили с пе-редними ведущими колесами. От двигателя к ним идет гораздо более короткая, а значит легкая передача, чем при классической компоновке автомобиля. Кроме того, она делает автомобиль бо-лее безопасным. При задних ведущих колесах сила тяги (тол-кающее усилие) на поворотах направлена по касательной к траек-тории движения машины и стремится сместить заднюю часть ав-томобиля наружу относительно дуги поворота. А сила тяги пе-редних ведущих коле постоянно направлена по ходу машины и «тащит» ее по выбранному пути.

В переднеприводном автомобиле силовой агрегат разме-щается обычно поперек моторного отсека, позволяя максимально использовать внутренний объем кузова. Лишь небольшое число фирм, выпускающих главным образом представительские и спор-тивные модели, сохраняют верность схеме с задними ведущими колесами.

Полноприводная компоновка предусматривает размеще-ние двигателя в носовой части машины. Ведущими служат все четыре колеса («Нива», «Субару»). Эта компоновка применяется не только на внедорожных автомобилях повышенной проходимо-сти, но и на обычных (городских) моделях.