1 Загальні відомості про теорію автомобіля

5. 1.1 Історія розвитку автомобіля

Слово «автомобіль» з'явилося в кінці 90-х років XIX століття і походить від грецького autos – caм і латинського mobilis – рухається та означає самохідну машину з двигуном, на якій перевозять вантажі, пасажирів і спеціальне устаткування.

Поняття автотранспортні засоби (АТЗ) означає автомобіль і причіпні пристрої до нього (причепи і напівпричепи). Отже, АТЗ є комплексною системою, що складається з декількох модулів, які об'єднані загальною розв'язуваною задачею – перевезення вантажів, пасажирів, спеціального устаткування. Основним модулем АТЗ є автомобіль, оскільки він забезпечує цілеспрямований рух.

Важливу роль у житті будь-якої держави відіграє транспорт. Це підтверджується висловами англійського філософа-матеріаліста Ф. Бекона, який зазначав, що три чинники роблять державу багатою і процвітаючою: родюча земля, розвинена промисловість і легкість переміщення людей і товарів.

Серед існуючих видів транспортних засобів (автомобільного, залізничного, водного, повітряного, трубопровідного) особливе місце посідає автомобільний. Особливостями автомобільного транспорту є те, що він може існувати самостійно і рухатися, як по дорогах, так і по бездоріжжю. Жодний з перерахованих видів транспорту цими властивостями не володіє.

Історію розвитку автомобіля можна умовно розділити на шість етапів:

1.Створення самохідного візка, оснащеного основними функціональними системами, властивими автомобілю, який приводиться в рух мускульною силою людини (період до кінця ХYIII ст.).

2. Створення двигуна внутрішнього згоряння (період до кінця ХIХ ст.).

3. Об'єднання колісного шасі з джерелом енергії (кінець ХIХ ст.).

4. Масові винаходи раціональних конструкцій основних елементів функціональних систем автомобіля (кінець ХIХ – початок ХХ ст.).

5. Науково-обгрунтоване вдосконалення і початок автоматизації функціональних систем автомобіля (початок і середина ХХ ст.).

6. Автоматизація, комп'ютеризація і роботизація автомобіля (сучасний етап).

Початком розвитку автомобіля вважається 1741 рік, коли кріпосний Л.Л. Шамшуренков створює самохідний візок, що приводиться в рух мускульною силою двох людей. У 1784-1791 рр. механік І.П. Кулібін удосконалив схожий візок коробкою зміни передач і муфтою вільного ходу.

Відсутність самостійного джерела енергії не дозволяла візку розвивати необхідну швидкість, проте він став у подальшому прообразом сучасного автомобіля. Для конкуренції з кінським і залізничним транспортами потрібне було ефективне джерело енергії.

Парові двигуни І.І. Ползунова (1763 р.) і Дж. Уатта (1765 р.) мали малу енергоємність і великі габарити, а тому проблему не розв'язували. Француз І.Кюньє (1869 р.) створив перший паровий дорожній екіпаж, вантажопідйомністю 3т, потужність двигуна – 2 к.с., швидкість – 5 км /год.

Двигунами внутрішнього згоряння займаються француз Ж. Ленуар (1860 р.), німці М. Отто і Е. Ланген (1867-1876 рр.), наш співвітчизник О.С. Кострович (1889 р.). Двигун Ж. Ленуара працював на світильному газі та мав низький ККД – 0,046. М. Отто і Е. Ланген підвищили ККД до 0,15 при потужності 8,8 кВт. Двигун Р.Даймлера працював на рідкому паливі. Двигун О. Костровича – бензиновий, восьмициліндровий потужністю 58 кВт і масою 240 кг. 29 серпня 1885 року Р. Даймлер уперше реєструє патент візка для верхової їзди з газовим двигуном. Датчанин А. Хаммель створює автомобіль з двоциліндровим двигуном потужністю 2,2 кВт. У 1889 р. у Німеччині Р. Даймлер створює першу автомобільну фірму. У 1884 р. німецький інженер Г. Дизель створює дизельний двигун. Француз Е.Мишлен у 1874 р. оснащує візок еластичними колесами і доводить їх перевагу.

У 1895-1890 рр. завод «Панар-Левассар» (Франція) приступає до випуску автомобілів із чотирициліндровим двигуном, німець Г. Бош розробив систему електромагнітного запалювання, француз Л. Рено застосовує карданну передачу. У Німеччині на заводі «Даймлер» було створено перший вантажний автомобіль. Заводи «Рено» (Франція), «Опель» (Німеччина), «Фіат» (Італія) починають масовий випуск автомобілів.

У 1900 – 1905 рр. у США встановлено перший спідометр, уводиться пневматичний привод гальм. Інженер Ф. Ланчестер розробляє дисковий гальмівний механізм. Заводи «Форд» і «Бьюїк» починають масовий випуск автомобілів; в Англії компанія «Данлоп» створює шину з рисунком протектора. У Франції на електромобілі Ф. Порше застосовує мотор-колесо. З'являються броньовики із восьмициліндровими двигунами. Кількість марок автомобілів досягає 1000. На той час Росія відставала. Тільки Петербургський завод «Лесснер» випускає невелику партію автомобілів інженера Б.Г. Луцького.

У 1905-1910 рр. починається боротьба за металоємність, якість, безпеку руху автомобіля. У США на заводі «Форд» упроваджуються конвеєр збірки автомобілів, створюють автомобілі з колісною формулою 4х4 з міжосьовим диференціалом, що блокується. У Бельгії створюють двигун з алюмінійовим блоком. У Парижі у 1909 році відбулася міжнародна конференція щодо регулювання безпеки руху. У 1911-1920 рр. автомобілі вдосконалюються. У США створюють гідравлічний гальмівний привод, розробляють гідравлічний амортизатор. У Детройті встановлюють перший трикольорний світлофор. У Франції створюють V-подібний двигун, фірма «Ситроен» вводить конвейєр. Починає випуск автомобілів фірма «Міцубіси».

У 1921-1930 рр. починається п'ятий період, формується теорія автомобіля як наука. З'являються гідромуфти, шарніри рівних кутових швидкостей, синхронізатори, триплекс, змінюється форма кузова, носійний кузов установлюється на автомобілях, з'являються телескопічні амортизатори, шини низького тиску. Розпочався випуск автомобілів «Бенц» з дизелем, у Швейцарії упроваджується двигунний гальмо-сповільнювач. Фірма «Вольво» (Швеція) починає випуск автомобілів. Максимальна швидкість руху автомобіля досягає 327,89 км/год (Англія). У Росії у 1917 року було до 10 тис. автомобілів переважно закордонних. У листопаді 1924 року завод у Москві АМО складає перші 10 автомобілів. У 1931-1940рр. автомобілі розвиваються під впливом теорії автомобіля як науки. З'являються торсійні пружні елементи підвісок, широкопрофільні шини, передньоприводні автомобілі з поперечним розташуванням двигуна, автомобілі зі всіма керованими колесами, автомобілі амфібії.

У 1941-1950 рр. відбувається мілітаризація автомобільної техніки. Створюються автомобілі з централізованою підкачкою повітря, безкамерні шини. У Франції розробляють роторно-поршневий двигун. Створюють підвіску Макферсона (Англія). Виробництво автомобілів перевищило 10 млн. на рік. Максимальна швидкість руху автомобілів досягла 634,26 км/год.

У 1951-1960 рр. США застосовує бесшворневі підвіски коліс, створюються вузли, які не вимагають змащування, електронні системи запалювання, шини з радіальним кордом. Фірма «Ситроен» застосовує гідропневматичну підвіску. Почалися дослідження автомобілів на активну і пасивну безпеку руху.

У 1961-1970 рр. США упроваджують пояси безпеки. Максимальна швидкість досягає 1014,28 км/год. Розроблений місяцехід з дистанційним управлінням, галогенові фари (Франція – Голландія). У Німеччині створюється роторно-поршневий двигун Ванкеля, упроваджується система впорскування палива з електронним керуванням, застосовуються антиблокувальні системи гальм.

1970-1990 рр. вирізняються бурхливим розвитком електроніки та робототехніки. Автомобільне виробництво разом з електротехнікою стає динамічним. Перебудовують автозаводи. Вартість перебудови деяких автомобільних компаній досягає сотні мільярдів доларів, створюються вузли, що не вимагають технічного обслуговування, упроваджуються нейтралізатори відпрацьованих газів, пластмасові ресори, радари для контролю безпечної швидкості руху.