Эволюция автомобиля

Я вам хочу поведать быль о том, как был автомобиль педальным самокатом и чудищем крылатым, как с парусами и рулём был сухопутным кораблём, а в век угля и пара – братишкой самовара, как на бензиновый мотор он перешёл в итоге и верно служит с этих пор всем путникам в дороге.

Цель моего исследования: проследить «эволюцию» развития автомобиля, познакомиться с «забавными» автомобилями и помечтать об автомобиле завтрашнего дня.

Задачи исследования:

- изучить историю автомобилестроения;

- познакомиться с «забавными» автомобилями;

- поразмышлять над автомобилями будущего.

Объект исследования: история развития автомобилестроения.

Предмет исследования: автомобиль в прошлом, настоящем и будущем.

Гипотеза исследования: я предполагаю, что совершенствование автомобилей будущего будет направлено не только на комфорт, но и на экологичность.

Но думать нужно нам друзья не только о дороге.

Ведь забывать никак нельзя о том, что ждет в итоге.

Хоть современное авто легко и быстро едет, но в будущем, лет через 100 что будет на Планете?

2. Основная часть. Эволюция автомобиля.

Во все минувшие века возила лошадь ездока в карете и телеге.

Но у лошадки - что за бег!

Мечтал всё время человек сравняться с ветром в беге.

1. Этапы «развития» автомобиля

Все началось с колеса. Кто его изобрел? Ответа не знает никто. Имя гения затерялось во тьме веков. Известно лишь только, что примерно с середины IV тысячелетия до нашей эры колесо уже было известно в Месопотамии. Именно там археологи раскопали изображения и останки первых повозок.

Первые чертежи автомобиля были обнаружены в рукописях Леонардо да Винчи, но ни действующего образца, ни сведений об его существовании до нашего времени не дошло.

- Вагон на мельничных крыльях.

Человечество давно мечтало о транспорте, который бы сам двигал себя. Древние египтяне, например, использовали самокат – дощечку с двумя колесами и стержнем для удержания равновесия. Затем дощечку приподняли, стали на нее садиться и двигаться, отталкиваясь ногами от земли.

Уже в 1466 году неизвестный изобретатель сколотил вагон, двигающийся на мельничных крыльях. В этой движущейся повозке уже не нужно было использовать мышечную силу людей и животных. Стоило отпустить мельничное колесо, и под напором ветра вагон начинал движение.

- Сухопутная парусная колесница

Парус — полотнище большой площади, предназначенное для преобразования энергии ветра в энергию движения.

Совершенно безошибочно можно утверждать, что первой конструкцией безлошадной повозки была яхта на колесах . Построил ее Симон Стевин приблизительно в 1600 г. В те времена в Китае, России и Англии уже предпринимались попытки использовать ветер как силу, приводящую в движение экипажи. Парусный транспорт Стевина мог перевозить 28 человек и был оснащен двумя парусами. Утверждали, что, передвигаясь на четырех колесах по дороге в окрестностях Шеверингена (Голландия), он развивал скорость до 24 км/ч.

Однако, как только ветер успокаивался, ни вагон на мельничных крыльях, ни сухопутная парусная колесница не могли тронуться с места.

Поэтому поиски практичного и более совершенного способа замены лошадей механическим приводом продолжались.

- Паровая телега Кюньо

Итак, в XVII веке мечта о самодвижущемся транспорте все еще оставалась мечтой. Лишь открытие паровой машины революционизировало способы передвижения. Первые изобретатели экспериментировали с большими паровыми котлами.

Первыми настоящими автомобилями можно назвать паровые дилижансы.

В 1765 г. русский механик Ползунов И. И. построил паровую машину автоматического действия, а в 1769 г. она перебралась на повозку.

Сделал ее французский инженер Николя Жозеф Кюньо. По размерам и весу она не уступала современным тяжелым грузовым автомобилям.

Повозка была грубой формы и предназначалась по замыслу ее создателя для перевозки артиллерии. У нее имелось три колеса, из которых одно впереди, ведущее и одновременно рулевое. Кюньо добавил цепной привод от рукоятки управления к колесу. Только вода и топливо, необходимые для движения, весили целую тонну.

Тяжело груженное рулевое колесо было не под силу повернуть одному. С ним с трудом справлялись два человека. Медный котел с топкой висел тяжелой грушей впереди повозки и шипел, как Змей Горыныч, повозка ковыляла со скоростью не более 4 км/час.

И все-таки она двигалась сама.

Начались пробные поездки с грузом до трех тонн. Не беда, что телегу мог обогнать любой пешеход и приходилось останавливаться каждую четверть часа для добавки топлива. Ужасались и ликовали парижане. Кюньо и его помощник-кочегар в поте лица вращали рукоятку управления. Однажды, когда они не успели повернуть колесо, телега врезалась в стену арсенала и пробила ее как таран; котел сорвался с подрамника, упал и взорвался "с грохотом на весь Париж" (так писали в газетах).

В первой четверти прошлого века наступила эпоха английских паровых омнибусов (приложение 1 рис. 4), еще более громоздких, чем телега Кюньо, но работоспособных. Они соревновались с конными дилижансами. Двигатель находился сзади или внизу и вращал задние колеса, а также передвигал "ноги", которые, по замыслу конструкторов, должны были помогать колесам. Для управления служила особая третья ось на поворотном рычаге как руль у лодки. Обеспокоенные конкуренцией, хозяева дилижансов добились, чтобы парламент принял закон "О дорожных локомотивах". Закон гласил, что перед каждым паровиком должен идти человек с красным флагом для предупреждения прохожих и проезжих о близкой опасности. Тем самым сводился на нет главный козырь омнибусов - скорость. Они исчезли с английских дорог, но возродились во Франции. Двигатели их оснастили керосиновыми горелками. Отпала нужда в запасе угля и разогреве. Машины стали легче и мощнее.

По-французски "шофер" значит "кочегар", "истопник". И в самом деле, водителю первых паровых автомобилей приходилось больше работать кочергой, чем рычагами управления.

Паровая машина сыграла важную роль в автомобильной технике. С ее помощью была доказана собственно возможность механического передвижения. На паровых автомобилях были опробованы и усовершенствованы механизмы будущего автомобиля - рулевая трапеция, тормоза.

- Педальная самокатка И. П. Кулибина

Другим не менее интересным проектом стала разработка Ивана Кулибина — изобретателя и механика.

Понимая, что транспорт с ограниченной силой тяги должен быть прежде всего легким, Кулибин построил в 1791г. трехколесную самоходную коляску , вмещающую двух пассажиров. Привод осуществлялся с помощью педального механизма. Чтобы облегчить усилия человека, Кулибин установил маховик в горизонтальной плоскости, став тем самым первооткрывателем аккумулятора механической энергии. Кроме этого, на коляске изобретателя было установлено устройство, напоминающее современную коробку передач, что давало возможность увеличивать силу тяги при разгоне и преодолении подъемов, а также тормоз в механизме привода задних колес.

Штурвал управления самоходной повозки, как и рулевой привод, напоминал корабельное рулевое устройство.

Кулибин обратил внимание, что для движения по ровной дороге коляске достаточно придать силу, равную 20кг. Человек вполне мог с этим справиться. Но даже при небольшом подъеме необходимо было увеличивать усилие в три раза. Либо слуга начнет работать с большим напряжением, либо следует уменьшить скорость. Это натолкнуло изобретателя на создание прообраза современной коробки передач. Несколько шестеренок различного диаметра, расположенных на одном валу, позволяли уменьшать скорость в два и три раза. При этом во столько же раз можно было выиграть в силе. Это позволяло слуге всю дорогу нажимать на педали равномерно, не напрягаясь.

- Рождение бензинового автомобиля

Самоходные коляски, которые мы сейчас назвали бы веломобилями, не нашли широкого применения из-за того, что сила тяги, развиваемая человеком, была слишком мала.

Оставался последний способ создать «безлошадный экипаж»: — установить на нем двигатель.

Изобретателями бензинового двигателя принято считать немцев Готлиба Даймлера и Карла Бенца.

В 1885 году любящий супруг подарил госпоже Даймлер новенький, только что из магазина, фаэтон. Если бы не это обстоятельство, то, может быть, один из двух первых в мире автомобилей не был бы четырехколесным. Ибо годом позже Готлиб Даймлер установил на фаэтон, сконструированный им, бензиновый двигатель внутреннего сгорания.

Даймлера поддержал один из передовых людей того времени, Елинек, по имени дочери которого — Мерседес — названа ставшая в дальнейшем всемирно известной марка автомобилей.

В 1871 году работавший в мостостроительной фирме в Мангейме Карл обручился с энергичной девушкой Бертой Рингент. Девизом молодой семьи стали слова: "Вера, надежда и борьба". И ныне многие историки вполне серьезно полагают, что именно Берта вывела автостроение на большую дорогу.

В 1885году Карл продемонстрировал бюргерам Мангейма свой трехколесный самодвижущийся экипаж с бензиновым двигателем.

Однако новинка вызвала не столько интерес, сколько раздражение. Когда Бенц решил проехать по городу, шум мотора перепугал лошадь мясника. Она понесла, рассыпав по дороге груз. Чтобы замять скандал, Карл купил испорченный товар, поставил автомобиль под навес и принялся его совершенствовать.

История похищения — переломный момент в жизни и карьере Бенца и уже поэтому заслуживает подробного рассказа.

Машину "угнали" ранним летним утром 1888 года, когда ее создатель спал. Старший сын Евгений сел за руль, рядом с ним мать, сзади — младший брат. Они отправились к родственникам в маленький городок Пфорцхейм.

Впрочем, это был лишь предлог. Приключений и волнений в дороге было предостаточно. В то время бензин можно было купить только в керосиновых лавках, где его продавали как средство для чистки одежды от пятен. Неисправности приходилось устранять подручными средствами — для прочистки засорившегося бензопровода Берта использовала длинную шляпную булавку, а ленту от шляпки — для закрепления деталей системы зажигания.

Каждый раз, спускаясь под гору, мать волновалась за мальчиков — вдруг испортится деревянный тормоз. Приходилось не раз останавливаться и просить деревенских сапожников заново обивать его кожей. Цепи привода задних колес вытянулись и начали соскакивать с зубцов звездочек. Пришлось остановиться еще и у кузницы.

Но за все свои волнения и мытарства путешественники были вознаграждены с лихвой. Жители Пфорцхейма сбегались толпами, чтобы поглазеть на трехколесную "безлошадную повозку".

О дальнем автопробеге Берты узнала вся Германия, пресса обратила серьезное внимание не только на ее путешествие, но и на автомобиль Карла Бенца. С этого времени и начался его путь к славе и успеху.

Первый автомобиль Бенца, сделанный в 1885 году, представлял собой трехколесный двухместный экипаж на высоких колесах со спицами. На него Бенц поставил свой новый четырехтактный бензиновый мотор с водяным охлаждением мощностью 0,9 л. с.

В отличие от деревянной тележки Даймлера, автомобиль Бенца имел раму, спаянную из металлических трубок. Машина развивала смехотворную по нашим меркам скорость — 16 км/ч, но по тем временам это была весьма прогрессивная конструкция.

Как и автомобиль Бенца, путешествие Берты тоже стало достоянием истории. Кстати, историки считают его первым в мире автопробегом.

В 1893 году Бенц создал четырехколесный автомобиль, запатентовав собственную шкворневую систему поворота управляемых колес. Они поворачивались поодиночке, а не целиком на общей оси — это было очередной технической победой Бенца. Открытый двухместный экипаж на высоких колесах с полностью закрытым моторным отсеком, в котором размещался одноцилиндровый трехлитровый движок мощностью около трех "лошадей", был любимым творением Бенца. Недаром он назвал его Viktoria — "победа" .

Интересно то, что два этих гениальных инженера так никогда и не встречались. Каждый из них имел свою собственную фирму, выпускавшую автомобили. В 1926 г. обе эти фирмы слились в одну компанию, соединив в своем названии их имена «Даймлер - Бенц». До сих пор эта компания производит автомобили.

Сначала изобретатели устанавливали двигатель под кузовом или позади него и как можно ближе к ведущей оси - задней или передней. Однако спустя 5-10 лет почти все конструкторы взяли за основу схему, ставшую на долгое время классической: двигатель спереди, ведущие колеса задние.

Классическая схема определилась, но никак не могли договориться о едином названии новой машины. Именовали ее и безлошадным экипажем, и моторной повозкой, и мотором, и самоходом. В конце концов укоренился французский термин "вуатюр ото-мобиль", то есть самодвижущаяся повозка (от греческого слова "аутос" - сам и латинского "мобилис" - двигаюсь). "Вуатюр" для краткости отбросили. Получилось - отомобиль. А теперь автомобиль называют и просто повозкой - вуатюр (французский), ваген (немецкий), кар (английский), поскольку конные экипажи стали редкостью, и всякий понимает, что не о них речь. Повозка нашего века - это автомобиль.

- Современные автомобили

У современного автомобиля выделяют 3 основные части:

* двигатель - без него никуда не уедешь;

* шасси - без них тоже передвигаться не удастся;

* кузов - крепление компонентов авто и уют водителя и пассажиров.

Двигатель - это основа любого автомобиля. ДВС работает на смеси топлива и воздуха - топливной смеси.

По виду топлива выделяют два типа двигателей:

* бензиновые;

* дизельные.

Есть двигатели, работающие на природном газе, а также экологически чистые, которые работают на редких видах топлива.

Шасси служит для передачи механической энергии от двигателя к колесам автомобиля и для управления им.

В зависимости от того, на какие колеса передается энергия выделяют следующие типы автомобилей:

* переднеприводные,

* заднеприводные (классика),

* полноприводные.

На кузов ложится очень большая эстетическая нагрузка. Существуют специальные ателье, которые придумывают дизайн кузовов. Кузов - это лицо автомобиля. Кроме того в большинстве автомобилей кузов несущий, т. е. на него крепятся все элементы. Существует несколько типов кузовов: седан, универсал, хетчбек, минивен, кабриолет, купе, лимузин.

В настоящее время, выхлопные газы, выделяемые автомобилями, становятся настоящим бедствием для крупных городов. Поэтому ученые изобретают автомобили, которые работали бы не на привычном нам бензине, а на чем-то более экологически чистом.

- Электромобили.

За последнее время было представлено достаточно много электромобилей, некоторые из них достаточно реальны, другие не имеют шансов на выход в ближайшие годы.

Электромобиль состоит из нескольких основных частей, например: электропривода, работающего от аккумуляторной батареи, аккумулятора - который установлен вместо двигателя, колёс и конечно же кузова.

- Солнечные.

Эти машины работают на солнечной батарее . Они с помощью датчиков улавливают солнечный свет и в зависимости от этого автомобиль движется. Toyota разрабатывает серийный автомобиль на солнечных батареях. В движение машина будет приводится с помощью батарей, заряжаемых от солнечных панелей на крыше автомобиля. В будущем будут разработаны модели, которая будет использовать для движения исключительно солнечную энергию.

- Гибридные.

Эти машины очень удобны тем что у них 2 двигателя: один бензиновый, а другой электрический, которые работают в режимах движения, наиболее выгодных для каждого. Согласовать их работу позволяет управляющий компьютер. Аккумуляторы подзаряжаются во время движения на бензиновом двигателе, и во время торможения. Это позволило решить сразу массу проблем: в 10 раз упали выбросы вредных веществ в атмосферу, снизилась масса аккумуляторов на борту, стало возможным отказаться от коробки передач и от постройки станций подзарядки.

- Автомобили на альтернативном топливе.

Это автомобили, использующие в работе не углеродное топливо (не бензин, не дизельное топливо), а высококалорийный продукт переработки биологического сырья – растительное соевое, кукурузное масло, пищевые отходы. Даже небольшое количество растительного масла в дизельном топливе в смеси с традиционным топливом существенно уменьшает объем вредных выбросов и повышает срок службы автомобиля.

Наряду с положительными сторонами у всех этих автомобилей есть и проблемы. Поэтому разработка нового экологически чистого автомобиля – первоочередная задача всех конструкторов автомобилестроения.

2. Автомобили завтрашнего дня

Какими станут автомобили через полвека, а через два? На чем будут передвигаться наши дети, внуки и правнуки. Никто не может сегодня предсказать, каким будет дорожное движение даже через 50 лет. Многие взгляды совершенно противоположны. Граждане хотят передвигаться с комфортом и недорого. Очень часто сегодня проблемы экологические и политические переплетаются, и для решения их необходимо полное сотрудничество политиков, экологов и инженеров.

Одно можно сказать определенно, даже мельком изучив проекты, которые предлагают современные автопроизводители – с нынешними автомобилями, даже самыми совершенными, транспортные средства не такого уж далекого будущего будут иметь крайне мало общего. Автомобиль, (а возможно и это определение останется в прошлом) станет активным борцом за чистоту окружающей среды, едва ли не единым целым с телом человека, будет ему настоящим другом, обретет собственное «Я», даст возможность стать независимым от расстояний каждому члену семьи в отдельности, не разрывая при этом связей между людьми. Звучит неправдоподобно? Проекты японских автопроизводителей выглядят пока не меньшей фантастикой, но на конкретных примерах все становится понятнее .

3. Забавные автомобили

Как только появились первые автомобили, сразу стали спорить: какой среди них самый лучший и быстрый? Создатели пытались доказать, что их машины самые лучшие и быстрые. Доказать это они могли только на соревнованиях – автомобильных гонках.

Сейчас же появились своеобразные соревнования необычных машин. Создатели таких машин хотят показать, что их автомобиль не такой, как все. Они изобретают такие автомобили, которые будут выделяться на дороге.

В современном мире мы уже давно привыкли к рекламе. Ради запоминающейся рекламы многие фирмы превращают автомобили в узнаваемые вещи или даже продукты питания.

Передвигаясь по дороге такой брендмобиль обращает на себя внимание тысяч потенциальных клиентов.