Тенденции развития дизельных двигателей.

Рудольф Дизель изобразил и описал двигатель, названный впоследствии его именем. 23 февраля 1893 года, началась история, результатом которой стали миллионы легковых автомобилей, грузовиков и кораблей, работающих на дизельных двигателях сегодня.

Секрет успеха его разработки заключался в самовоспламенении топливной смеси – именно это свойство остается ключевым в дизельном двигателе и сегодня. В конструкции Рудольфа Дизеля воздушно-топливная смесь была сжата в соотношении 20:1, что создавало условия для самовоспламенения. В результате эффективность агрегата значительно возросла. Когда Дизель начинал работу над своим двигателем, эффективность бензиновых моделей достигала всего 12%, а газовых – 17%. При этом даже первый прототип изобретателя демонстрировал 25% эффективности.

Дизельные двигатели выходят на рынок: от Mercedes-Benz 260 D до Golf GTD

Уже в 20-х годах прошлого века автомобильные эксперты пророчили дизельному двигателю большое будущее. Первый грузовой автомобиль с дизельным двигателем был выпущен в Германии в 1924 году, и только в 1929 году американский производитель двигателей Cummins в качестве эксперимента использовал дизельный двигатель в легковом автомобиле. Первой серийной легковой моделью, работающей на дизеле, стал Mercedes-Benz 260 D, вышедший в 1936 году. Однако понадобилась еще четверть века, чтобы водители перестали воспринимать дизели как медленные, скучные, шумные и грязные моторы.

После Второй мировой войны дизельные авто стали постепенно завоевывать рынок. А появление в 1975 году автомобиля VW Golf Diesel произвело настоящий фурор. Этот компактный хэтчбек стал первой компактной моделью, оснащенной высокооборотным дизельным двигателем. При этом топливные насосы распределительного типа от Bosch обеспечивали автомобилю еще и высокую экономичность. Версия Golf GTD с турбонаддувом и, соответственно, повышенной производительностью, вошла в историю как первый спортивный дизельный легковой автомобиль. На волне такого успеха все ведущие автопроизводители Европы наладили выпуск моделей среднего и гольф-класса, оснащённых дизельными двигателями.

Постепенно повышалось давление, а непосредственный впрыск заменил конструкцию с разделёнными камерами сгорания. В 1989 году в автомобиле Audi 100 TDI дебютировал первый аксиально-плунжерный топливный насос высокого давления распределительного типа для непосредственного впрыска дизельного топлива. По новой технологии Bosch топливо под давлением около 1000 бар подавалось непосредственно в цилиндр, что обеспечивало эффективное сгорание. В результате повышалась мощность двигателя, а расход топлива и уровень выбросов снижались. Спустя сто лет после изобретения дизельного двигателя Bosch совершил технический прорыв.

26 Тенденции развития бензиновых двигателей.

В результате обзора и анализа конструкций автомобильных двигателей, построенных на протяжении всей истории существования автомобилей, на основе современного состояния автомобильной техники можно cделать некоторые заключения о перспективах развития автомобильных двигателей в ближайшем будущем.

Прежде всего следует сказать о развитии конструкции бензиновых двигателей. На протяжении более полувека бензиновые двигатели на автомобиле показали свое несомненное превосходство по большинству показателей. До сих пор нет основания предполагать о широкой замене автомобилей электромобилями до решения проблемы создания легких, емких и прочных аккумуляторов. Еще менее оснований ждать расширения областей использования паровых автомобилей.

Дизельные, газобаллонные и газогенераторные двигатели автомобилей составляют в настоящее время очень небольшой процент по сравнению с бензиновыми и нет оснований ожидать, чтобы число их стало очень быстро увеличиваться. Переработка нефти дает выход бензина в больших количествах, и при современных методах нет возможности вести переработку только на дизельное топливо, потребителями которого являются воздушный, железнодорожный, морской и речной транспорт, стационарные установки и другие отрасли техники.

Остановимся кратко на других возможных типах автомобильных двигателей. В последние годы сильно активизировалась работа по созданию роторных двигателей внутреннего сгорания. Следует заметить, что эта работа велась не один десяток лет, но не принесла успеха вследствие существенных трудностей, стоящих на пути к созданию надежно и долго работающего роторного двигателя, способного сравниться с поршневым.

К числу наиболее серьезных недостатков следует отнести следующие:
1) недостаточная герметичность ротора, которая сказывается при работе на малых оборотах;
2) высокие потери на трение в уплотнениях;
3) быстрый износ некоторых деталей;
4) повышенный расход масла;
5) затруднения с отводом тепла от ротора;
6) несовершенство формы камеры сгорания;
7) термические деформации деталей;
8) перегрузка подшипников главного вала.

По экономичности роторный двигатель не уступает поршневому бензиновому двигателю.

27 История автомобилизации в 19 веке.

Как известно, первый безлошадный транспорт появился в Англии в начале XIX века. Там тогда были устроены регулярно действовавшие «линии сухопутных пароходных сообщений». К концу XIX века паровые тягачи, локомобили и тракторы пришли на смену лошадям в хозяйстве многих стран.

В 1830 году русский лафетный мастер Казимир Янкевич с группой коллег предложил проект создания паровых «быстрокатов», которые должны были двигаться по российским дорогам. Это,так и не было осуществлено на практике. Выбор пал исключительно на железные дороги. Здесь Россия стояла в общем строю, развивая систему исключительно железнодорожных сообщений.

Однако, идея использования «сухопутных пароходов» очень понравилась Российскому Военному ведомству. Согласно Высочайшему повелению, в 1877 году Военным ведомством были приобретены двенадцать дорожных паровозов: десять из Англии и Франции, а два дорожных паровоза были заказаны промышленнику С.И. Мальцеву с его брянского завода. Русско-турецкая война стала первым военным конфликтом, где Россия использовала дорожный механический транспорт. В боевых действиях машины не участвовали – их использовали в основном для перевозки тяжёлых грузов. В ходе компании выявились и наиболее оптимальные условия эксплуатации машин. Было отмечено, что «дорожные паровозы требуют тихой езды от четырёх до шести вёрст в час, в противном случае толчки и сотрясения, происходящие вследствие неровностей дороги, сильно портят их».

Во время войны при каждом сухопутном паровозе находился машинист и два помощника, обслуживающих машину. Служба эта была не из лёгких. Отмечалось, что: «По окончании работы и уборки паровоза эти люди должны иметь отдых, по крайней мере, в продолжение суток, так как… езда на дорожных паровозах крайне изнурительна, и люди, не получившие надлежащего отдыха, назначенные на следующий день на работу, бывают так изнурены, что не имеют не только возможности следить за правильным ходом паровоза, но даже проводить ремонт его».

После окончания войны машины оказались в Одессе, где стояли под открытым небом, так как денег на ремонт и даже на брезент, чтобы укрыть их от дождя и снега, у военного руководства не было. Без содержания оказались и нижние чины, приписанные к паровозам. В последствии их распустили, а заведующий техникой продолжил службу в пехоте.

Так закончилась эпоха сухопутных паровозов. В начале ХХ века на смену им пришли машины с двигателями внутреннего сгорания.

28. История автомобилизации в начале 20 века.
В первые десятилетия XX века в России продолжал преобладать гужевой транспорт, автомобили же были большой редкостью и считались чудом техники. Автомобилизация страны началась в начале 30-х годов, когда на только что построенном заводе в Нижнем Новгороде (будущий ГАЗ) стартовало лицензионное конвейерное производство среднетоннажного грузовика Форд-АА (ГАЗ-АА) и легкового Форд-А (ГАЗ-А). К середине 30-х годов в сфере грузовых перевозок гужевой транспорт был полностью вытеснен автомобильным. В пассажирском сегменте на смену конным извозчикам также постепенно пришли такси и автобусы. В то же время, легковые автомобили продолжали считаться роскошью и не были доступны большинству населения вплоть до 1970 года, когда появилась легендарная "копейка" ВАЗ-2101. Производство автомобилей пытались наладить велосипедные, машиностроительные, каретные мастерские и заводы в Москве, С.-Петербурге, Ростове-на-Дону, Риге.Завод «Лесснер» в С.-Петербурге выпускал ежегодно полтора-два десятка больших машин по проектам русского инженера Б. Луцкого, руководившего берлинской фирмой «Даймлер—Луцкой». Однако многие русские автомобилисты охотнее покупали машины зарубежных марок. Марка «Лесснер» просуществовала немногим более 5 лет.Инженер-механик И. Пузырев открыл на своем заводе в 1911 г. производство легковых автомобилей собственной конструкции, рассчитанных на дорожные условия России. Все 40 выпущенных автомобилей марки «Пузырев» отличались прогрессивными элементами. Увы, в 1914 г. пожар на заводе уничтожил восемь собранных автомобилей и комплекты деталей еще для 15, тем самым прекратив существование фирмы.Производство автомобилей на РБВЗ началось в 1909 году по проектам и под руководством бельгийского инженера Ж. Поттера. Завод выпустил за 7 лет около 700 автомобилей. Единственное, что давало возможность продавать автомобили «Руссо-Балт», — это их исключительная добротность. Конструкцию отличали поршни и картеры из алюминиевого сплава, цепной привод распределительного вала, шарикоподшипники, электроосвещение. До 1913 года использовались импортные детали, затем завод полностью перешел на самостоятельное производство.Инженер П. Шиловский с помощью английской фирмы «Уолсли» построил в 1915 году опытный образец одноколейного автомобиля (монотраса), некое сочетание автомобильного кузова с мотоциклом. Особенность машины — приводимый двигателем гироскоп, позволявший ей сохранять устойчивость при малой скорости движения и остановках в пути. К одноколейной схеме автомобиля не раз возвращались. Ей приписывают, кроме маневренности, проходимости, жесткости конструкции, еще и возможность создания кузова с весьма обтекаемой формой, без выступающих колес.

29. История автомобилизации России до 1917 г.
Колесные самоходные экипажи
У талантливого русского самоучки, крепостного крестьянина Нижегородской губернии Леонтия Лукьяновича Шамшуренкова (1685-1757) было много механических изобретений, но самым интересным для нас является самобеглая коляска, изготовленная из “железа сибирского мягкого”, “стали самой доброй”, “проволоки железной толстой”, кожи, сала, клея, холста и гвоздей. Коляска была представлена в Петербурге 1 ноября 1752 г.: она была четырехколесной и приводилась в движение мускульной силой двух человек через устройство, напоминающее ворот. Коляска могла развивать скорость до 15 км в час. Для пассажиров предназначалось два места.
Машины с паровыми двигателями. Паромобили
Продолжая дело своих предшественников, русские изобретатели поставили перед собой задачу соединения колесной тележки с механическим двигателем, то есть создание самодвижущегося экипажа для безрельсовой дороги. Так, на основе разработок паровых двигателей И.И.Ползунова, П.К.Фролова, Е.А. и М.Е.Черепановых в 1830 г. русский лафетный мастер К.Янкевич со своими двумя товарищами-механиками вплотную подошел к созданию колесного самоходного экипажа с паровым двигателем. “Быстрокат”, как было названо это изобретение, должен был развивать скорость до 30 верст в час, иметь способностьбыстрого торможения, ускорения и замедления хода. Принципиальной особенностью быстроката являлся паровой котел, состоявший из 120 трубок и использовавший в качестве топлива древесный уголь (по замыслам изобретателей - сосновый). Предполагалось, что эта машина может быть использована как на летнем (колесном), так и на зимнем (с полозьями) ходах. В конструкции быстроката были предусмотрены также места для пассажиров и водителя, расположенные в крытой повозке, отапливаемой посредством системы тепловых трубок.
Гусеничный транспорт
К этому периоду относятся предложения инженера Маевского об использовании “способа передвижения поездов и повозок помощью локомотива, по обыкновенным дорогам”. Его изобретение представляло собой автопоезд на гусеничном ходу. Следует упомянуть о том, что первый гусеничный движитель (без механического привода) был предложен в 1837 г. штабс-капитаном Д.Загряжским. Его гусеничный движитель строился на двух колесах, основном и дополнительном - шестиугольном, расположенном перед основным. Колеса обводились железной цепью, длина звена которой была равна длине стороны шестиугольника; натяжение цепи обеспечивалось специальным распором. Изобретатель указывал, что цепь может заменить железную дорогу, обеспечивая колесу всегда гладкую и ровную поверхность.Таким образом, в середине XIX века был изобретен, а на рубеже веков стал все чаще использоваться новый движитель - гусеница. В 1879 г. русский изобретатель Федор Абрамович Блинов получил патент на созданный им “гусеничный ход” - гусеничный трактор или “паровоз для грунтовых дорог”, как называл его сам изобретатель.
Электромобили
В России работы над электрическими экипажами проводил инженер Ипполит Владимирович Романов, известный своими работами в области подвесных электрических дорог.Первые русские электромобили, практически использовавшиеся на транспорте, были созданы Романовым в видеколяски (кэба) и омнибуса. Например, двухместный кэб Романова образца 1899 г. предназначался для “извозного промысла”, проще говоря - такси. Водитель сидел на козлах выше аккумуляторного ящика позади экипажа и смотрел вперед поверх крыши. В его распоряжении находился обычный руль, с приводом на задние направляющие колеса. Помимо рулевого управления водитель имел под руками специальный контроллер, посредством которого он мог изменить скорость движения в девяти градациях - от 1,6 км в час до максимальной в 37,4 км в час.Электромобили Романова имели по два электродвигателя: каждый из них при помощи цепной передачи приводил в движение колеса, ведущими из которых были передние. Экипаж имел также две системы торможения - механическую и рекуперативную, электродинамическую.
Первые отечественные автомобили с двигателем внутреннего сгорания
Изобретение бензинового двигателя внутреннего сгорания справедливо считается одним из важнейших событий в развитии техники, в том числе автомобильной. Он существенно облегчил создание механического самодвижущегося экипажа и открыл путь совершенствования безрельсового транспорта.По сведениям некоторых исследователей, первый русский автомобиль с двигателем внутреннего сгорания, работающем на жидком топливе, был построен в 1882 г. группой русских инженеров во главе с Путиловым и Хлобовым в небольшом городке на Волге. Однако, достаточных документальных подтверждений этого пока не получено.Традиционно же считается, что первый отечественный двухместный автомобиль с двигателем внутреннего сгорания был создан в Санкт-Петербурге в мае 1896 г. Е.А.Яковлевым, речь о котором уже шла выше, и владельцем каретных мастерских П.А.Фрезе. 27 мая 1896 г. в петербургской газете “Новое время” появилось рекламное объявление “Первого русского завода керосиновых и газовых двигателей Е.А.Яковлева”, в котором сообщалось, что в начале месяца в окрестностях Петербурга был испытан первый русский автомобиль.
В целом же до 1917 г. в России в различное время автомобили выпускались следующими заводами и фабриками: “П.А. Фрезе и К”, “Э.Л.Лидтке”, “Д.Скавронский”, АО “Г.А. Лесснер”, “Ив.Брейтигам”, Товариществом “Политехник”, “П.Д.Яковлев”, ”К.Крюммель”, “И.П.Пузырев” (Санкт-Петербург); АО “Луке”, “Н.Э.Бромлей”, “Братья Крыловы и К”, “А.И.Евсеев”, “П.П.Ильин”, “Автомобильное Московское общество (АМО)” братьев Рябушинских (Москва); “А.Лейтнер”, АО “Русско-Балтийский вагонный завод (РБВЗ)” (г. Рига); машиностроительной мастерской М.М.Хрущева (г. Орел); АО “В.А.Лебедев” (г. Ярославль); “Аксай” (г. Ростов-на-Дону); “Русский Рено” (г. Рыбинск); “Бекас” (Мытищи) и др. Одновременно существовало большое число предприятий по производству шин, аккумуляторов, электрооборудования, автомобильных принадлежностей, одежды для водителей. Наконец, в 1915 г. на высшем государственном уровне было принято решение о создании отечественной автомобильной индустрии, основу которой в первое время должны были составить 6 наиболее перспективных предприятий: завод Автомобильного Московского общества (АМО), АО “В. А. Лебедев”, АО “Русский Рено”, АО “Аксай” в Ростове-на-Дону, Русско-Балтийский завод (к этому времени уже переведенный из Риги в Москву) и завод “Бекас” в Мытищах.

30. Автомобильная промышленность России и СССР с 1917 до 1941 г. В октябре 1921 г. при Наркомате путей сообщения (НКПС) был организован Центральный комитет по перевозкам, на который возлагалось составление плана перевозок по всем видам транспорта, в том числе и автомобильному. Это был важный шаг на пути формирования и развития единой транспортной системы страны. В 1922 г. введена платность перевозок, установлена система тарифов, определен порядок перевода транспортных организаций на хозрасчет.
Отечественное автостроение начало развиваться в СССР с 1924 г. Первые советские грузовые автомобили, выпущенные Московским заводом АМО, прошли по Красной площади во главе колонны демонстрантов 7 ноября 1924 г. За 1924-1931 гг. на шасси АМО-Ф-15 выпускалось несколько моделей автотранспортных средств: автобусы, автомобили санитарные и пожарные, легковые штабные и броневики.Серийное производство грузовых автомобилей началось в годы индустриализации страны сначала на заводах в Москве (АМО) и в Ярославле (ЯГАЗ), а затем на построенном в очень короткий срок (всего за 19 месяцев) Горьковском автозаводе. После реконструкции заводы АМО и ЯГАЗ стали выпускать грузовые автомобили, автобусы и троллейбусы.Уже в 1936 г. СССР вышел на первое место в Европе и второе место в мире по производству грузовых автомобилей. Выпускались и легковые автомобили. В апреле 1935 г. был собран 100-тысячный легковой автомобиль ГАЗ-А. В 1937 г. на Всемирной выставке в Париже впервые были показаны советские легковые автомобили ЗИС-101 и ГАЗ-MI. Несколько ранее начался экспорт советской автомобильной техники. Первую партию советских грузовых автомобилей ЗИС-5 приобрела Турция.Развитие автомобильной промышленности создало материальную основу для формирования автомобильного транспорта как новой отрасли хозяйства, имеющей важное значение для экономики страны. На сессии Верховного Совета СССР первого созыва в 1939 г. отмечалось, что в социалистическом хозяйстве имеются все условия для того, чтобы эксплуатацию автомобильного транспорта вести как государственное дело на началах полной и максимальной организованности.

Вопрос №31 Автомобильная промышленность СССР в годы войны:

В первый год Великой Отечественной войны автомобили выпускались главным образом Московским и Горьковским автомобильными заводами. На их долю приходилось до 98% всего выпуска автомобилей в СССР. Эти заводы в то время выпускали автомашины преимущественно небольшой грузоподъемности, с одной ведущей осью. Но в первые же месяцы военных действий фронт потребовал таких автомашин, которые обладали бы большой грузоподъемностью и высокой проходимостью в полевых условиях. В соответствии с этими требованиями автомобильная промышленность приступила к конструированию полугусеничного тягача ЗИС-42, легкового армейского автомобиля ГАЗ-67 с двумя ведущими осями и некоторых других машин.

Главные заводы по производству автомашин были расположены в центральных районах страны. В связи с приближением фронта к этим районам осенью 1941 г. потребовалось переместить значительные производственные мощности автомобильной промышленности из Центра на Восток, а также начать строительство новых предприятий в восточных районах. Это отрицательно сказалось на работе автомобильной промышленности в этот период.

Самый низкий уровень выпуска автомобилей наблюдался в феврале 1942 г., после чего начался подъем.

Поэтому в конце 1941г начался ввоз иностранных автомобилей в Советский Союз, главным образом из США.

Они использовались преимущественно как тягачи и грузовики.

Вопрос №32 Автомобильная промышленность СССР после 1945 г:

В 1950-70-х развитие советского автомобилестроения продолжалось экстенсивными методами, причём до начала 70-х основной приоритет отдавался грузовым автомобилям, в частности, армейским многоосным тягачам и полноприводным грузовикам двойного назначения.

Массовая автомобилизация СССР началась со строительством Италией под ключ в 1966—1970 гг. Волжского автомобильного завода (ВАЗ) в Тольятти и развёртыванием массового выпуска на его мощностях (первоначально 660 тыс. автомобилей в год, а с 80-х — 730 тыс.) легковых автомобилей марок Жигули и Нива (первых массовых комфортабельных полноприводных джипов, что стало достаточно передовым и для Европы). Также с нуля появилось достаточно крупное производство легковых автомобилей ИжАвто преимущественно Иж-2125 с новым типом кузова хэтчбек.

В 1976 в строй вошёл крупнейший в Европе завод грузовых автомобилей КамАЗ, строительство которого было начато в 1969. Годовая мощность предприятия была рассчитана на выпуск 150 тыс. грузовиков и 250 тыс. дизельных моторов. С его вводом доля дизельных автомобилей в грузовом парке СССР возросла с 7-8 % до 25 %.

К 1980-м гг. советское автомобилестроение добилось очевидных успехов в массовом производстве: по общему производству (по 2,2 млн в 1985 и 1986 годах) СССР занял пятое место в мире (уступая только Японии, США, ФРГ, Франции), по производству грузовиков — третье место, по производству автобусов — первое.

Вопрос №33 История электромобилей:

Между 1828 и 1839 годами шотландец Роберт Андерсон изобрел первый экипаж на электрической тяге. Также небольшой автомобиль был разработан и построен голландцами Стратином Гронингеном и его помощником Кристофером Беккером в 1835 году.

Более совершенные модели были созданы около 1842 года, американским кузнецом Томасом Давенпортом и тем же Робертом Андерсоном. Новшеством в этих автомобилях было первое практическое использование идеи о неперезаряжающихся электрических ячейках. В 1847 году в городе Питсбург работал локомотив, который «питался» электрическим током от рельсов.

В 80-х годах XIX века Ральф Уорд запустил в Лондоне линию движения электрических омнибусов (предок современных автобусов).

На рубеже веков - в 1899 году именно на построенном бельгийцем Камилем Женатци автомобиле La Jamais Contente был установлен рекорд скорости планеты на суше - 68 миль в час.

1897 году первое коммерческое использование электроавтомобилей зафиксировано в Нью-Йорке - там их использовали в качестве такси.

Ярким образцом технической мысли Америки того времени является экипаж Вуда. Стоил он $ 2000 (немало с учетом тогдашних цен) и мог передвигаться со скоростью 14 миль и запасом хода 18 миль.

Пик производства электромобилей приходится на 1912 год, в 20-х годах двадцатого века они использовались очень широко, в основном для пассажирских перевозок.